FI92019C - Menetelmä veteen liuenneen pyrogeenin poistoon - Google Patents

Description

9201 9

Menetelma veteen liuenneen pyrogeenin poistoon

Kekslnnbn taustaa a. Keksinnbn ala

Tbmd kekslntb koskee hilliadsorbenttla veteen liuenneen pyrogeenin polstamiseksl. Se koskee myOs menetelmbb endo-toksllnln polstamiseksl hiiliadsorbentilla valmistettaessa pubdasta vettb delonlsoidusta vedestb, jota saadaan ionin-valbtobartsikbslttelyllb.

b. Kuvaus teknllkan tasosta

Termi "pyrogeeni” on nlmltys, jota kbytetbbn kaiklsta alnelsta, Jotka, jopa bbrimmblsen pienissb mbbrissbkln, aiheuttavat epbnormaalia ruumiinlbnmibn nousua tasalbmpoisi 1-1& elbimi 11b. Jos pyrogeeni pbbsee ihmisen vereen suonensl-sbisenb lbbkeruiskeena, se alheuttaa voimakkaan eksotermlsen reaktion riippumatta lbbkkeen pbbasiallisesta valkutuksesta. Xbrimmbisessb tapauksessa tb mb eksoterminen reaktio volsi J ohtaa kuolettavaa shokkiin.

•

Pyrogeeninen toksllni koostuu pbbaslassa bakteriaallsesta endotoksiinista, joka on yhdlste llpopolysakkarldl, Jota eslintyy gi amnegatiivisten bakteerien so lukal von komponent-ti na. Use iden maiden farmakopeat kieitbvat pyrogeeniS slsbltbvbt kuten mybs mlkro-organIsmeJa sisbitbvbt injek-tiot. PuoliJohde-eleroenttien integraatio on edistynyt vai- beeseen, mlssb vaaditaan nilnkutsuttua superpuhdasta vettb, Jota saadaan kobottamalla normaalln pubtaan veden pubtautta bbrlmmblsestl siten, ettb se soveltuu tbyttbmbbn tlukan . standardin, jonka mukaan elbvbn mlkro-organismln lukumbbrb, pyrogeenin lbhde, el salsi yllttbb mbbrbb 0.02/ml.

9201 9 2

Pyrogeenid sisdltdmdttbmdn puhtaan vaden valmistus toteu-tetaan yleensd farmakopeen mddrittelemdn vedenpuhdistus tislausoperaation mukaan. Puhdas vesi, joka on saatu vain yhdelld tislausjaksolla useinmassa tapauksessa antaa posi-tiivisen tuloksen Limulus testissd (testi, joka perustuu limulus amberbocyte lysaten hyytymisreaktioon endotoksiinin kanssa).

Tdhdn mennessd pyrogeenisten alneiden poistotapana on kokeiltu kdsittelyd kdyttden hienoksi jauhettua tal rakeista aktiivihiiltd ja kdsittelyd kdyttden erilaisla ioninvaihto-hartseja. Hamd kdsittelyt kuitenkin kdrsivdt kdsiteltdvien nesteiden vuodoista, joka johtuu pyrogeenisen aineen kuormi-tuksen vaihtelusta ja niiden ei voida odottaa antavan pysy-vdd vaikutusta. Tdten, kuten on kuvattu Japanilaisessan patentissa JP 989058, jonka nimitys on "Menetelmd puhdistet-tujen sokeri 1iuosten valmistamiseksi, jotka eivdt sisdlld pyrogeenisia aineita” ja japanilaisessa patentissa JP 738632, jonka nimitys on "Menetelmd injektiovesiliuoksen, joka ei sisdild pyrogeenid eikd mikro-organismia, valmistamiseksi suodatuskåsittely1ld”, esimerkiksi kalvoerotusmene-tetelma kdyttden suodatuskalvoja on saanut laajalle levin-! nyttd hyvaksyntdd.

Yleensd kalvoerotusmenetelmd, sen sijaan, ettd kdytettdisiin riipumattomasti, sisdilytetddn yhtend osana erittdin kallis-ta superpuhtaan veden tuotantojarjestelmdd. Tarkemmin sanottuna tdmd on menetelmd, joka kdsittdd kaupunkiveden, joka sisdltdd eri ioneja ja orgaanisia aineita kuten mybs pyrogeenid suurissa mddrissd, ajamisen aktiivihiilen Ja/tai ioninvaihtohartsin ldpi, kdsittellyn veden varastoimisen ja veden edelleen ohjaamisen lisdkdsittelyihin, ultravioletti-sterilisaattorin ldpi, regeneraatiotyyppisen sekatdytetyyp-pisen' ioninvaihtohartsikolonnin ldpi ja suodatuskalvon, ·· kuten ultrasuodatuskalvon tai kddnteisosmoosikalvon ldpi.

9201 9 3

Mikro-organismei11a on luonnostaan moninkertaistava ominaisuus. Kasiteltav&n veden mikro-organismit vielfipfi veden steriloinnin j&lkeenkin j&Svdt laitteistoon, erityi-sesti suodatuskalvon pinnalle. Kuolieiden mikro-organismien lukumahriin kasvun seurauksena lisS&ntyy endotoksiinin pitoisuus Jatkuvasti mahdollisesti laajuuteen, joka aiheut-taa kalvon varhaisen tukkeutumlsen Ja muodostaa yhden teki-J&n kalvon laadun odottamattomalle huononemiselle.

Tiedeta&n, etttt heti kun yll&kuvatulla tavalla saatu pyro-geenivapaa vesi vapautetaan bakteerittomasta tilasta, se on erittdin altis mlkro-organismiselle kontaminaatiolle ja on alt is k&rsim&Sn nopeasta endotoksiinin muodostumisesta.

NMissft olosuhteissa tarve kehittHK parannuskeino, erlkoisad-sorbentti tai multa vastaavia keinoja, jotka kykenev&t bel-post i ja tehokkaasti tuottamaan pyrogeenivapaata vettS, on saanut osakseen innostunutta huomiota. Monia yrityksib on tehty etsittbessb menetelmaS, joka kykenee tehokkasti pois-tamaan pyrogeenit vedesta adsorptiolla. Ionivaihtohartsin, synteettisen adsorbentin, ja erilaisten akt i ivihiilten, esiraerkiksi huokoisten ioninvaihtohartsien (valmistaa Rohm ja Haas Co. ja markkinoidaan tavaramerki1lfi "Amberlite” 200 ja IRA-938) tapauksessa on osoitettu tuottavan jotain vai-kutuksia ja synteettiset adsorbentit, kuten esimerklksi Amberlite XAD, ja akt i ivihii let on raportoitu yhtb tehok-kaiksi, joskaan ei t&yde1lisesti, julkaisussa Journal of Chemical Society of Japan No. 8 (1973) 1547-1553.

Kekslnndn yhteenveto: TMmhn keksinndn kohteena on saada aikaan hiiliadsorbentti, Joka kykenee adsorboimalla veteen liuenneita monia pyrogee-nejh vhhenthmaMn pyrogeenien pitoisuutta tasoon, jossa pyro-·· geenlt olennaisesti ovat poissa.

4 92019 T&mSn kekslnndn tolnen kohde on saada aikaan menetelmS endotoksiinin polstamlseksi vedestd SSrimm&isen alhaiseen endotoksilnipitoisuuteen.

Edelleen t&mMn kekslnnon kohteena on saada aikaan parannettu menetelmk endotoksiinin polstamlseksi, Joka mahdollistaa useisiin tarkoituksiin sopivan superpuhtaan veden tal ultra-superpuhtaan veden valmistamlsen.

Tftmd keksintd kohdistuu hilliadsorbenttiin pyrogeenln pois-toon, joka adsorbentti on saatu hilltdinftlld ristlsilloit-tuneen polymeerin huokolsla helmld.

ThmS keksintO kohdistuu my&s menetelma&n endotoksiinin pols-tamiseksl valmistettaessa puhdasta vetttt deionisoidusta vedestk, joka on saatu ioninvaihtohartslkdslttelylld, Jolle menetelm&lle on luonteentomaista, ettfi endotoksiinin poistoa deionisoidusta vedesth tehostetaan kasittelemSl18 hliliad-sorbentilla, joka on saatu hiiltHmdlld Ja lis&ksi aktivoi-malla ristisilloituneen polymeerin huokolsla helmlk.

Keksintd ja erååt sen sovellutukset esitetåån tåsmallisesti patenttivaa-·' timuksissa.

Lyhyt kuvaus piirroksesta

Liitteen ainoa piirros on kuvio, jossa on osoitettu hiiliadsorbentin ad-sorptiotasapaino keksznnon nrukaisella ja tavanoroaisella åusortjénLiiia.

Yksityiskohtainen kuvaus kekslnnSstk

Haluttavln mahdollinen polymeeri tdmdn kekslnndn huokoislksl • helmlksl on yleensM kopolymeerl, Joka on muodostunut monovi- nyylimonomeeristd ja polyvinyylimonomeeristk. Tdmd kopoly- 9201 9 5 meeri valmistetaan huokoisten he linien muodossa kohdistamalla yllfimainitut monomeerit tavanomaiseen suspensiopolymerointi in. Styreenistfi ja divinyylibentseenistfi muodostunut kopolymeeri on tunnettu. Luonnollisesti tfitfi keksintofi voldaan k&yttfifi mytts yhdessfi mulden monovlnyyllmonomeerien ja mulden polyvinyylimonomeerien kanssa.

Jotta yllfimainitut kopolymeerihelmet saavuttaisivat huokoi-suuden, on tarpellista, ettfi monomeerit tullsi kohdlstaa suspensiopolymerisaatioon tunnetun lisfiaineen ldsnfiollessa, joka alheuttaa huokoisuuutta. Tyypillisenfi lisfiaineena tfihfin tarkoitukseen voidaan mainita mononeeriin liukenevat liuottimet, Joita kutsutaan "saostusaineiksi" ja jotka eivfit turvota muodostuvaa kopolymeerifi, monomeerin liukenevat liuottimet, joita kutsutaan ’’paisutusaineiksi” ja jotka kykenevat paisuttamaan muodostuneen kopolymeeerin, liuotin-seokset, jotka sisaltavfit samanaikaisesti edellamainittuja paisutusaineita ja saostusaineita, orgaaniset nesteet, jotka ovat muodostuneet tallfiisista paisustusaineista ja monovi-nyylisistfi lineaarisista polymeereistfi, jotka kykenevfit muodostamaan homogeenisen nestefaasin paisutusaineen kanssa, ja 1iukenemattomat makromolekyylit kuten polyalkyleeniglyko-lit, jotka ovat liukenevia monomeeriseoksiin ja ovat inak-tiivisia muodostuvaa kopolymeerifi kohtaan. Lisfiaineet eivfit ole rajoittuneet yllfimainittuihin. Luonnol1isestl voidaan kfiyttfifi mltfi tahansa muuta tunnettua ainetta, joka kykenee tuottamaan huokoisia kopolymeerejfi.

Yllfimainltulla menetelmfillfi valmistetut huokoiset ristisil-loittuneet kopolymeerit voidaan tarvittaessa sulfonoida tai kloorimetyloida ja sitten aminoida ioninvalhtohartsiksi.

Tfimfi ioninvaihtohartsi on yhtfi toivottava tfimfin keksinnfin tarkoitukseen kuln edellfimainittu huokoinen kopolymeerikin.

Ristisilloittuneen kopolymeerin huokoiset helmet saattavat ·· olla kaupallisestl saatavissa oleva tuote. Esimerkiksi ne 9201 9 6 voivat alia yll8mainitun Amber1ite-sarjan tai eri synteet-tisten adsorbenttien ioninvaihtohartseja. Sit&paitsi useat kaupallisesti saatavat tuoteet kuten Diaion (Mitsubishi Chemical Industries Ltd. :n omistama rekisterbity tavaramerk-ki) ja Dowex (Dow Chemical Companyn omistama rekisterbity tavaramerkki) ovat luonnollisesti k8yttbkelpoisia tdhtin tarkoitukseen.

Toivottava adsorbentt i muodostetaan hiilt&mhllH yllHkuva-tulla menetelm8118 saatuja ristisilloittuneen kopolymeerin huokoisia helmiH tavallisella menetelm8118. EslmerkkelnH tavanomaisista menetelmistH, Jotka ovat kdyttbkelpoisia hiilt8misess8 ovat ne, jotka on tuotu esiin japanilaisissa kuulutusjulkaisuissa 53594/74, 50088/7Θ, 126390/76, 30799/77, 63691/76. Haluttu hiiliadsorbentti saadaan hau-duttamalla ristisilloittuneen kopolymeerin huokoisia helmi8 esimerkiksi rikkihapossa, typpidioksidissa tai kloorissa ja termisesti hajoittaen haudutettavia huokoisia helmih lSmpo-tila-alueella 300 - 900 °C. Y1lakuvatusti saatua adsoi— benttia voidaan k8ytt88 modifiomattomassa muodossaan. Se voidaan ottaa k&yttbbn tarvittaessa sen jalkeen, kun se on lapikotaisin aktivoitu hbyryllh tai sinkkikloridin vesiliu-oksella.

Y1lfikuvatulla menetelm8118 saatuna kaupallisena tuotteena on saatavissa Ambersorb (Rohm and Haas Co.:n omistama rekiste-roity tavaramerkki). Sit8 voidaan kHyttSS valmistettaessa t8t& keksintbh. T8m8 adsorbenttl on helmien muodossa, sill8 on alhainen tuhkasisdlto ja sille on luonteenomaista erino-mainen kulutuskestavyys ja fysikaalinen lujuus. Radikaalis-ten fysikaalisten ominaisuuksien eroavaisuuksien lis&ksi huomattava eroavaisuus adsorbentin ja kaupallisesti saata-vien hienoksi jauhettujen ja rakeisten aktiivihiilien vMlil-18 on perSisin tosiasiasta, ett8 ristisilloittuneen polymee-rln huokoiset helmet s811ytt8v8t runkorakenteensa koskemat-• tomana hiilto- ja aktivointik8sittelyiss8. T8m8n huomatta- 92019 7 van eron uskotaan vaikuttavan suureen eroon pyrogeenien adsopt iokyvyssM.

T&m&n keksinnbn mukaista adsorbenttia k&ytet&Sn laakinnalli-siin tarkoltuksiin k&ytett&vien vesien k&sittelyssfi, joita ovat esimerkiksi keinotekoisissa sis&elimiss& k&ytett&v& vesi, injektiovesi, kirurgisissa lelkkauksissa k&ytet&v& vesi, ampulleissa jaettavien liuosten vesi, Rlngerin liuok-sen valmistuksessa k&ytett&v& vesi, fysiologisten suola-lluosten valmistukseen k&ytett&v& vesi, farmaseuttisten tuotteiden valmistukseen k&ytett&v& vesi, Ja puolijobde-elementtien valmistukseen k&ytett&vft vesi. Slt& k&ytet&Sn esimerkiksi superpubtaan veden tuotantolaiteistossa k&sitte-lem&ll« normaalisti pubdasta vettfi &&rimm&iseen pubtauteen, siis tasoon, Jossa pyrogeenit ovat olennaisesti poissa.

Esimerkiksi Robm and Haas Co.:n valmistaman Amberlite XE -sarjan adsorbentti on helmien muodossa ja sill& on alhainen tubkapitoisuus ja sille on ominaista erinomainen kulutuskes-t&vyys ja fysikaalinen lujuus. N&ill& toisarvoislla ominai-suuksilla on erikoismerkitys pubtaan veden endotoksiinik&-sittelyssb.

Tebokkaan endotoksiinin adsorptiokyvyn lis&ksi naista omi-naisuuksita johtuen t&m&n adsorbentin kaytto sallii toivotun endotoksiinin poistamisen pubtaasta vedesta buonontamatta kasitellyn veden laatua.

Tavallisella vedenk&sittelyyn tarkoitetulla aktiivihii lei1& on se baitta, ett& se muodostaa l&mpim&n kasvualustan bak-teerinkasvulle amorfisuutensa vuoksi, se rapautuu puut-teellisen fysikaalisen lujuuden Ja kulutuskest&vyyden takia, pysyy hienoksi jakautuneiden partlkkeleiden muodossa k&sit-telylaitteistossa ja siis buonontaa k&sitellyn veden laatua. Perustavaa laatua olevien fysikaalisten ominaisuuksien eroa-* vaisuuksien lis&ksi buomattava eroavaisuus t&m&n keksinnOn 9201 9 8 mukaisen adsorbentin ja kaupallisesti saatavissa olevan hienoksijauhetun tai rakeisen aktiivihiilen v&lillft on siinft tosiasiassa, ettii ristisilloittuneen polymeerin huokoiset helmet sftilyttftvftt runkorakenteen koskemattomana hiilto- ja aktivaatiokftsittelyissft. Tftmft huomattava eron uskotaan vaikuttavan suureen eroon endotoksiinin adsorptiokapasitee-t i ssa.

Deionisoidun veden haluttu kftsittely tftmftn keksinnbn hiili-adsorbentllla voidaan toteuttaa menetelmftllft, Jossa deioni-soitu vesi johdetaan sopivan kokoisen kolonnin lftpi, Joka on pakattu thlift adsorbenti11a.

Tftmftn keksinnon menetelmftn sisftllyttftminen yksinkertaistetun puhtaan veden tuotantolaitteistoon toteutetaan edellft maini-tulla hiiliadsorbentilla kftsittelemftllft deionisoitua vettft, jota saadaan ioninvaihtohartsikftsittelyllft tai k&sittelemftl- lft deionisoitua vetta, jota saadaan aktiivihiilikftsittelylla ja lisaksi ioninvaihtohartsikftsittelylla.

Lftftkinnal1iseen tarkoituksiin tarkoitetun superpuhtaan veden, kuten pyrogeenittomien injektioliuosten valmistukseen kftytetyn veden, ja yha korkeamann integraation omaavien puolijohde-elementtien valmistuksessa tarvittavan ultrasu-perpuhtaan veden tulee tftytt&ft tiukka standardi, jonka mukaan elftvien mikro-organismien mftftrft ei saisl ylittftft mftftrftS 0.02/ml. Tftllaisen superpuhtaan tai ultrasuperpuh-taan veden tuotannossa elftvftt mikro-organismit tapetaan ultraviolettivalolla. Koska endotoksiinit vapautuvat kuol-leista mikro-organismeista veteen, tftssft keksinnbssft tarkas-teltu kftsittely endontoksiinin poistoon toivotaan suoritet-tavan ultraviolettivalokftsittelyn Jftlkeen Ja ennen regene-raatiotyppistft sekatftyteioninvaihtohartsikolonnia tai suori-tettavaksi ennen suodatuskalvokftsittelyft alkuperftisen menetelmftn loppuvalheessa.

9 92019

Tarkemmin sanottuna superpuhtaan tai ultrasuperpuhtaan veden tuotannossa tdssd keksinnBssd tarkasteltu endotoksllnln poistaminen voldaan tehokkaasti suorittaa halutussa kohdassa vesivarastostti1 ion ja suodatuskalvon vdlilld kokonaisena kdsittelysarjana kdyttden inoninvaihtohartsikolonnia, vesi-varastosdiliBtd, ultraviolettivalostrerilisaattoria, regene-raatiotyyppistd sekatdyteioninvaihtohartsikolonnia, ja suodatuskal voa kuten ultrasuodatuskalvoa tai kddnteisosiiioosi-kalvoa.

Verrattuna tavalliseen aktiivihiil iadsorbenttiin tdmdn kek-sinnon mukaista adsorbenttid voldaan kdyttdd hyvin yksinker-taisesti ja tehokkaasti sellaisen veden valmistuksessa, joka el oleellisesti sisdlld pyrogeenld. Lisdksi tdjnd hiiliad-sorbentti mahdollistaa he1posti puhtaan (superpuhtaan tai ultrasuperpuhtaan) veden valmistuksen, joka ei oleellisesti sisdlld endotoksiinia suuressa xaddrin.

Tama keksinto kuvataan erityisesti alia viitaten toimiviin esimerkkeihin.

Esimerkki 1 1.5 litraan tislattua vetta liuotettiin 5.0 g polyvinyylial-koholia, 2 g karboksimetyyliselluloosaa ja 56 g HaCl.

Saatuun liuoksen lisattiin seos, jossa oli 200 g styreenid, 132 g divinyylibentseenid (kaupallinen tuote 59 %), 240 g butanolia Ja 1.5 g bentsoyyliperoksidia ja annettiin reagoi-da sekoittaen 85 °C:ssa kuusl tuntia. 40 g saatua ristisil-lolttuneen polymeerin huokoisia he1mid sulfonoitiin 110 °C:ssa kuusl tuntia 500 g:ssa 15 %-savuavaa rikkihappoa. Sitten ne pest1in HgSO^:11a Ja sen Jdlkeen vedelld ja kuivattiin. Sen lisdksi sulfonoidut huokoiset polymeerihel-met kalsinoitiin nopeudella 300 °C/h nousevalla ldnmBlld ldmpdtilaan 950 °C. Saaduilla kalslnolduilla huokoisllla 10 9201 9 polymeerihelmillh oli n&enn&is ominaistiheys 0.5 ja huokos-tilavuus 0.5 g/cm . Huokoiset hiilihelmet aktivoitiin vesihbyryilmakeh&ssfi 800 °C kaksi tuntia. TKten saatiin

O

hiiliadsorbenttia, jonka pinta-ala oli 1100 m /g.

Esimerkki 2 1.5 litraan tislattua vetta liuotettiin 5.0 g polyvinyylial-koholia, 2 g karboksimetyyliselluloosaa ja 56 g HaCl.

Saatuun li uoksen lis&ttiin seos, jossa oli 200 g s tyr een i 41, 132 g divinyylibentseeniH (kaupallinen tuote 59 %>, 240 g tolueenia ja 1.5 g bentsoyyliperoksidia ja sen annettiin reagoida sekoittaen 85 °C:ssa kuusi tuntia. 40 grammaa nkin saatua ristisilloittuneen polymeerin huokoisia helmik sulfo-noitiin 110 °C:ssa kuusi tuntia 500 g:ssa 15 %-savuavaa rikkihappoa, pestiin ensiksi rikkihapolla sen Jdlkeen vedel-la ja kuivattiin. Sitten sulfonoidut huokoiset polymeeri-helmet kalsinoitiin Ng ilraakehåsså nopeudella 300 °C/h nousevalla 14Lmmbllå lSmpotilaan 950 °C. NiillA oli nKennåis 3 ominaistiheys 0.55 ja huokostilavuus 0.6 g/cm . Huokoiset hiilihelmet aktivoitiin vesihoyryilmakehfisså l&mpotilassa 800 °C kaksi tuntia. Taten saatiin hiiliadsorbenttia, Jonka pinta-ala oli 1020 m^/g.

Esimerkki 3

Kaupunkiveden, Joka s&ilytettiin viisikerroksisen raken-nuksen katolla olevassa sydttotankissa, pyrogeenien tasapai-nokonsentraatio tarkastettiin hiiliadsorbenttien Ambersorb XE-340, 347, ja 348 ja aktivoidun hiilihelmien <t$ljypiki>, Jonka oli valmistanut Kureha Chemical Industry CO., LTD, suhteen. Vertailun vuoksi samojen pyrogeenien tasapaino-konsentraatio tarkastettiin hlilt4lm4Ltt8m4Ln huokoisen risti-• silloittuneen polymeeriadsorbentin, XAD-2:n, helmien I i 92019 11 suhteen. Tulokset on esitetty liiteessS olevassa kuviossa. Tledoista huomataan, etttt edelltt mainittu hiiliadsorbentti osoitti suurta adsorptiokykyh verrattuna aktiivihiileen nesteellh, jossa oli monenlaisia suoloja ja orgaanisia hiiliyhdisteith korkeassa pitoisuudessa. Pyrogeenikonsent-raatio mhhritettiin toksinometrilld, jonka oli valmistanut Vako Junyaky K.K., kfiytt&en limulus amerbocyte lysate'a, jonka mySs oli valmistanut sama yhtih. Khytettyjen adsor benttien analyysit Ja k&ytetyn veden analyysit on esitetty alia.

Ambersorb Kureha BAC XAD—2

XE-340 -347 -348 HP

Pinta-ala 374 345 500 1160 300 (m2/g>

Huokostilavuus 0.346 0.425 0.580 0.633 0.64 <m3/g>

Irtotiheys 0.6 0.7 0.6 0.6 — (g/cm3)

Hiukkasen 0.84~ 0.84~ 0.84~ 0. 59“ 0.2p~ halkaisij a (mm) 0.30 0.30 0.30 0.25 0.85

TuhkasisSltB (%) 0.2 0.16 0.02 0.01 « 9201 9 12

Kaupunkiveden analysointi

Kokonals orgaa- 1.5 mg/1 Kalsium 16 mg/1 nlnen hiili

Skhkonjohtavuus 260 MS/cm Hatrium 24 mg/1

Vapaa kloori 0.2 mg/1

Kloori-ioni 41 mg/1 Elilvien mikro- 0/100 ml organlsmien lukumh&rh

Sulfaatti-ioni 33 mg/1

Silika 14 mg/1

Esimerkki 4

Raakavetena khytettiin kaupunkivettfi, joka sisklsi pyrogee-nia pltoisuudessa 60 ng/ml. Se tislattiin kerran kuparista valmistetussa tislauskattilassa. Sen jalkeen se tislattiin Pyrex-lasista valmistetussa tislauskattilassa ja saatiin tislattua vetta, jonka såhkonjohtavuus oli 1.2 ΜΩ/cm. Ti.slauskatt i lasta virtaava tislattu vesi vastaanotet t i i n polyetyleeniseen såilioon, joka sis&tilavuus oli 20 litraa ja se oli varustettu hiilidioksidiabsorptioputkella ja se j&tettiin seisomaan kahden pkivkn ajaksi (jonka aikana siltk otettiin noin 2 litraa vettk skilibn alenmassa osassa olevasta hanasta). Taman seisotuksen aikana tislattu vesi kontaminoitui mikro-organismisesti <150 elkv&k mikro-orga-nismia/100 ml). TSssk vedessfi havaittiin olevan pyrogeenejk pitoisuudessa 1 ng/ml. Kun tkmk vesi ajettiin lasikolon-nlen, jolden mitat olivat siskhalkaisija 10 cm ja korkeus 30 cm, lkpi, ja jotka kukin erikseen sisklsivkt 10 g Ambersorb XE-347, ja esimerkin 1 hiiliadsorbenttia, joka oli saatu . hilltkmkllk ja aktivoimalla alla osoitettua makrohuokoista '· synteettistk polymeerik, ja kaupallisesti saatavaa rakelsta 13 92019

Pittsburg aktiivihiilth tilavuusnopeudella (space velocity SV) 4 (nestenopeus, joka on kaksinkertainen adsorbentin fflHkrSiin tunnissa). Alla on esitetty k&sitellyn veden mtt&rS, jolla on saavutettu pyrogeenin havaitsemisraja 0.01 ng/1.

rakelnen

Ambersorb Esimerkin 1 Pittsburg XE-347 adsorbentti aktiivihlili

Khsitelty (1> 20 16 4.2

25°C

Khsitelty fflS&r ϋ (1) 17 15 3.0

40°C

Esimerkki 5:

Kun valmistettiin 50 1 fysiologista suolavetta, joka sis&lsi 3 0.9 g natriumkloridia 100 cm : ssa sterilisoitua vettii, joka oli tehty japanilaisen farmakopean standardin mukaiseksi, sen havaittiin kontaminoituneen pyrogeeni11H pitoisuuteen 0.15 ng/1. Tam& suolavesi jaettiin kahteen osaan, jotka ajettiin lfipi lasikolonnien, joiden sisahalkaisija oli 3 cm ja jotka kukin erikseen oli pakattu 250 ml:11a Pittsburg kookospfihkin&kuori-aktiivihiileiIK ja 250 ml Ambersorb XE-346:11a tilavuusnopeudella <SV> 20. Fysilogisen suolaliuok-sen vedessS, joka kulki Ambersorb XE-348:n lapi, pyrogeeni-pitoisuus havaittiin olevan alle 0.01/ng/ml. Aktiivihiilel-1S kasitellyssH fysiologisessa suolavedessh pyrogeenipi-toisuus oli 0.03 ng/ml.

9201 9 14

Esimerkki 6

Jotta saataisiin takaisln eri proteiinit Ja nukleiinihapot kolibakteerin (E.Coli : IAK 1266) solu-uutoksesta, solu- uutokset tilavuudeltaan 2,5 ml CpH 5.6) pakattiin kukln erikseen kahteen laslkolonniin, Joihin oil pakattu kuhunkin erikseen 100 ml Ambersorb KE-350 ja 100 ml rakeista Tsurumi Soda aktiivihiilta Hc-30. Sen jfilkeen ajettiin Otsuka Pharmaseutleal'n valmlstamaa injektiovetta ajettiin nkiden lasipylvHiden l&pi tilavuusnopeudella <SV) 1 huoneenlkmp6ti-lassa tehostamaan endotoksiinin poistamlsta. Saatiin siis eluaatlt kukin tilavuudeltaan 200 ml. V&iden eluaattien endotoksiinipitoisuudet olivat seuraavat:

Endotoksi inlpltolsuus

Raakaneste 4*10^ (ng/2.5 ml solu-uutosta)

Eluaatti <0.01 <mg/ml)

Ambersorb XE-340:sta

Eluaatti Tsurumi Sodan 0.5 (mg/ml) rakeisesta akt iivihiilesta

Esimerkki 7:

Laitteistoa, joka oli tarkoitettu deionisoidun veden tuotan-toon kupunkivedesta, ja joka muodostui rakeisesta aktiivi-biilikolonnista, geelityyppisesta kationinvaihtohartsikolon-nista, geelityyppisesta anioninvaihtohartsikolonnista, seka-taytetyyppisesta ioninvaihtohartsikolonnista, joka oli huokoisten ristisilloittuneiden polymeerihelmien muodossa, kMytettlin jaksoittain syottamaiia noin 100 litraa kaupunki-. vetta noin neljan tunnin kuluessa syklia kohti. Sen jaikeen kun tata kayttaa oli jatkettu noin kaksi viikkoa, endotok- 15 92019 siIni alkol vuotaa deionisoituun veteen keskimdar&lselId tasolla 1.5 ng/ml.

Sen jdlkeen kationin- Ja anioninvaihtohartsit regenoitiin tavanomaisella tavalla. Tdmdn regeneroinnin jdlkeen kaupunkiveden ajamlnen laitteiston 1dpi aloitettiin uudel-leen. Tdssd kdytbssd toinienpiteessd endotoksiini alkoi vuotaa deionisoituun veteen toisena kdyttbpdivand korkeam-malla tasolla kuin aikaisemmin.

Kun koko laitteistoa tutkittiin vuodon syyn lbytdmiseksl, rake isen akti ivlhiilikolonnin havalttin toiraivan ldmpimdnd kasvatusa1ustana bakteerien kasvulle. Niinpd kaupunkivesi-putken sybttb vaihdettiin kolneen putkeen, jolsta oli jdrjestetty kulkenaan sana mddrd vettd. Ensimmdinen putki varustettiin kolonnilla, Johon oli pakattu 300 g Ambersorb XE-347, toinen putki kolonnilla, johon oli pakattu 300 g rakeista Pittsburg akt iivihii ltd, jonka oli tuottanut Calcon Corp., ja kolmas putki pylvaalla, joka oli pakattu 300 g Amberlite XAD-2, se on hi iltamdtbntd ristisi1loit-tuneen polymeerin huokoisia helmia, vastaavasti, ennen kuin kaupunkiveden syottb alkoi.

Kdsitellyn kaupunkiveden ndara ennen endotoksiinin madritys-rajaa, 0.01 ng/ml, on esitetty alla.

Ambersorb rakeinen Pitsburg XE-347 aktiivlhlili XAD-2

Kdsitelty mddrd <1) 1200 540 600

Esimerkki 8:

Pienessd laboratoriomittakaavan laitteistoa, joka oli tarkoitettu puhtaan veden tuotantoon kaupunkivesi raaka- 9201 9 16 aineena, ja jossa kaupunklvesi oil sovitettu kulkemaan rakeisen aktiivihiilikolonnin, geelityyppisen kationinvaih-tohartslkolonnin, anlonlnvaihtohartsikolonnin, sekatdyte-tyyppisen ioninvaihtohartsikolonnin, joka oil huokoisten ristisilloittuneiden polymeerihelmien muodossa, 1dpi, varas-toitiin 200 litran kdsitellyn kaupunkiveden sydttdsdiliddn (deionisoidun veden tuotantolaitteiston osa raakaveden puolella oli automaattisesti kdynnistetty niin, ettd se sal11 sydttdsdilidn pitdd 200 litraa vettd koko ajan), edelleen vesi sydttdtankista Johdettlin ultravlolett1valo-sterllisaattorin ldpi, ja ultrasuodatuskalvon ldpi kdytttt-pisteesen (hana) ja kdyttdmdtdn vesi palautettiin sydtttt-tankkiin, kdsitelty vesi kerdttiin (noin 100 litraa vettd, jonka puhtaus oil 18.2 MQ*cm pdivdd kohti). Kun tdtd kdyttdd oil jatkettu viikko, otettiin vettd ndytteksi ndytteenottokohdasta, Joka sijaitsi regeneratiotyyppisen sekatdytteisen ioninvaihtohartsikolonnin ja ultrasuodatuskalvon vdlissd ja analysoitiin. Naytteen havaittiin sisal-tavan endotoksiinia pitoisuudessa 0.5 ng/ml.

Niinpa pylvds, joka oil pakattu 500 g Ambersorb XE-340:11a, asetettlin laitteistoon ultraviolettisterilisaattorin jdlkeen, endotoksiinitaso laitteistossa oli alle detektio-rajan (0.01 ng/ml) vieid yhdeksdn pdivan kaupunkiveden ajon jdlkeen. Kun sama mddrd aktiivihiilihelmid, BAC-KP, jonka oli valmistanut Kureha Chemical Industry Co., Ltd. kaytet-tiin Ambersorb XE-340 sijasta, endotoksiinin vuotaminen alkol neljdntend pdivdnd kaupunkiveden ajon jdlkeen.

Esimerkki 9.

Laitteistoa, joka oli tarkoitettu deionisoidun veden tuotan-toon kaupunklvesi raaka-aineena ja koostui rakeisesta aktii-.. vihiilikolonnistas, geeli-tyyppisestd kationinvaihtohartsi- kolonnista, geelityyppisestd anioninvaihtohartsikolonnista, 17 92019 sekathytetyyppisestM ioninvaihtohartsikolonnista, Joka oli huokoisten ristisilloittuneiden polymeerihelmien muodossa, kHytettiin jaksoittain syottMm&llh noin 100 litraa kaupunki-vetth noin kahden tunnin ajan, endotoksiini alkoi vuotaa deionlsoituun veteen keskimSariiisel 1M tasolla 1.5 ng/ml.

Sitten kaupunkivesiputken sybttbputki vaihdettiin kolmeen putkeen, joista oli jhrjestetty kulkemaan sama mtt&rd vettS. Enslmm&inen putki varustettiin kolonnilla, johon oli pakattu 100 g Ambersorb XE-347, toinen putki kolonnilla, Johon oli pakattu seos, jossa oli 50 g hiiliadsorbenttia, joka oli tehty hiilthm&llfi synteettista adsorbentla Ja 50 g adsor-benttia, joka oli tehty hlilt&m&ll& ja aktlvoimalla synteet-tisth adsorbenttia, ja kolmas putki pylviihllii, joka oli pakattu 100 g hi i 1tSmtittomtillft huokoisella synteettiselIS polymeeri1 lh vertailun vuoksi, vastaavasti, ennen kuin kaupunkiveden syottd alkoi.

Kåsitellyn kaupunkiveden maara ennen endotoksiinin maåritys-rajaa, 0.01 ng/ml, on esitetty alla.

(1) Ambersorb XE-347 1250 1 (2) Hiiliadsorbentt! 1180 1 (hiilletty adsorbentti + hiilletty ja aktivoitu adsorbentti) (3) Huokolnen synteettinen polymeeri 580 1

Hiiliadsorbentin valmistumenetelmh on esitetty alla.

Huokoinen synteettinen polymeeri (3) saatiin liuottamalla 5.0 g polyvinyylialkoholia, 2 g karboksimetyyliselluloosaa ja 56 g NaCl 1.5 litraan tislattua vetth, Johon lishttiin 9201 9 1β seos josssa oli 200 g styreeni&, 132 g divinyylibentseenili (puhtaus: 59 %>, 240 g butanolia, ja 1.5 g bentsoyyliperok-sldia ja reagoittamalla saatua seosta sekoittaen 6 tuntia lM.mp6t ilassa 65 °C ,

Sen j&lkeen 250 g huokoista ristisilloittunutta polymeerifi. sulfonoiti in 3100 granmassa savuavaa rikkihappoa 6 tunnin ajan lampetilassa 110 °C. Polymeeri pestiin vedellS. ja rikkihappopesun jli 1 keen se kuivattiin. Hiiliadsorbentti 3 3 <2), tiheydeltaan 0.5 g/cn , huokostilavuudeltaan 0.6 g/cm , saatlin hiiltSmSllli sulfonoitua polymeeriM lHmptttilaan 950 °C nousunopeudella 300 °C/tuntl Ng kaasussa. Osa tuotetusta hiiliadsorbentista aktivoitiin vesihtfyryllli 2 tuntia Ι&ηρβ- tilassa 800 °C. Aktivoldun adsorbentin pinta-ala oli 1100 a2/g.

Claims (6)

19 9201 9

1. Menetelmå veteen liuenneen pyrogeenin poistoon siten, ettå vesi saatetaan yhteyteen hiiliadsorbentin kanssa, tun-nettu siitå, ettå hiiliadsorbentti on valmistettu hiiltåmållå 5 huokoisia ristisilloittuneen polymeerin helmiå, jotka on muo-dostettu kopolymeroimalla monovinyylimonomeeriå ja polyvinyy-limonomeeriå, jolloin huokoiset ristisilloittuneet helmet såilyttåvåt runkorakenteensa koskemattomana hiiltokåsittelys-sa. io 2. Menetelma endotoksiinin poistoon puhtaan veden tuotan- nossa vedestå, joka on deionisoitu ioninvaihtohartsilla siten, ettå endotoksiinia sisåltåvå deionisoitu vesi viedåån kosketukseen hiiliadsorbentin kanssa, tunnettu siitå, ettå hiiliadsorbentti on valmistettu hiiltåmållå huokoisia risti-15 silloittuneen polymeerin helmiå, jotka on muodostettu kopo- lymeroimalla monovinyy1imonomeeriå ja polyvinyylimonomeeriå, jolloin hiiltokåsittely sallii huokoisen ristisilloittuneen polymeerin runkorakenteen sailyå koskemattomana.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelma, tun-20 nettu siita, ettå adsorbentti aktivoidaan vesihoyryllå tai sinkkikloridin vesiliuoksella.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siita, ettå adsorbentti saadaan hiiltåmallå styreenin ja divinyylibentseenin sulfonoidun ristisilloittuneen kopoly- 25 meerin huokoisia helmiå tai hiiltåmållå nåitå huokoisia hel-miå ja sen jålkeen aktivoimalla saatu hiilletty tuote.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå huokoiset helmet on haudutettu ennen hiil-tåmistå.

6. Menetelmå superpuhtaan tai ultrasuperpuhtaan veden tuottamiseksi ajamalla pyrogeeniå sisåltåvåå vettå peråkkåis-ten vaiheiden låpi, joita ovat ioninvaihto, veden varastoin-ti, sterilointi ultraviolettivalolla, ioninvaihto regeneraa-tiotyyppisellå sekatåyteioninvaihtohartsilla, suodatus ultra-25 suodatuskalvolla tai kåånteisosmoosikalvolla, tunnettu siitå, ettå varastointivaiheen ja suodatusvaiheen vålisså pyrogeeniå sisåltåvå vesi viedåån kosketukseen hiiliadsorbentin kanssa, ' joka on valmistettu hiiltåmållå huokoisia ristisilloittuneen polymeerin helmiå, jotka on muodostettu kopolymeroima11a mo- 20 9 2 0 1 9 novinyylimonomeeriå ja polyvinyylimonomeeria, jolloin hiilto-kåsittely sallii huokoisen ristisilloittuneen polymeerin runkor akenteen såilyå koskemattomana. » · I i 2i 9201 9