JP2000316958A - 滅菌気体製造装置 - Google Patents

滅菌気体製造装置

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JP2000316958A
JP2000316958A JP11130378A JP13037899A JP2000316958A JP 2000316958 A JP2000316958 A JP 2000316958A JP 11130378 A JP11130378 A JP 11130378A JP 13037899 A JP13037899 A JP 13037899A JP 2000316958 A JP2000316958 A JP 2000316958A
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JP
Japan
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gas
heating
sterilized
temperature
heater
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JP11130378A
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Chikara Aizawa
主税 相澤
Hitoshi Yamashita
仁 山下
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Taiyo Toyo Sanso Co Ltd
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Taiyo Toyo Sanso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒータ消費電力を減少させることによるラン
ニングコストの低減と、さらに起動開始初期の立ち上げ
時間(待機時間に相当する)の短縮を図ることのできる
滅菌気体製造装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 気体を加熱することにより細菌を殺滅し
て滅菌気体を製造するための装置である。この装置は、
供給側気体を所定の滅菌温度にまで加熱するための加熱
装置(1) と、その加熱装置(1) に導入する前の供給側気
体とその加熱装置(1) により滅菌されて導出する滅菌気
体との間で熱交換を行うための熱回収装置(2)とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体を加熱するこ
とにより、該気体に同伴されている細菌を殺滅して、滅
菌された気体を製造するための滅菌気体製造装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】気体の滅菌方法として、加熱法(単純加
熱法、気相加熱法、高圧蒸気加熱法、高周波加熱法
等)、紫外線・電子線照射法、化学滅菌ガス法、ろ過法
などが知られている。これらの方法はそれぞれ特色を有
しているので、滅菌対象物の種類、用途、気体処理量な
どに応じて最適の方法が選択される。
【0003】滅菌対象物が加熱によっても変形や変質す
るおそれがないものであるとき、たとえば、ガラス製・
磁製・金属製の容器、鉱油・油脂類、耐熱性のある粉体
試料、耐熱性のある試薬・薬剤・医薬品などであるとき
は、滅菌方法としては、簡便でありかつ確実に滅菌を行
うことのできる加熱法を採用することが多い。
【0004】この加熱法のうち、特に高圧蒸気の湿分に
よる変質・変成を嫌うような薬品・薬剤・医薬や、それ
を収容する容器・外包材などを滅菌対象物とする場合に
は、特に気相加熱滅菌法が好適に採用される。
【0005】この気相加熱滅菌法の実施方法は、日本薬
局方においてガイドライン化されており、たとえば「第
十三改正日本薬局方第一追補」(株式会社薬業時報社発
行、発行日:平成10年1月31日)の54頁には、次
の表1にまとめたように、乾熱法の場合の滅菌条件が記
載されている。
【0006】
【表1】
【0007】そのため、現在においては、上表のガイド
ラインを満たした規定加熱温度と、相当する規定保持時
間(気相での機器設計の側面からは、同一温度帯域での
通過時間または滞留時間に相当する)とを設計基準とし
た気相加熱滅菌装置が各種製作販売されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時の
製薬産業において、室内に医薬充填機を設置して医薬等
の充填操作を実施すべく大型化した滅菌室を使用する際
には、その滅菌室内に供給する加熱滅菌された滅菌気体
の風量も大きな容量となるため、加熱装置の発熱体とし
て装備されているニクロム線等の金属抵抗ヒータの加熱
に要するランニングコストが高額となる問題がある。
【0009】さらに、上記気相加熱滅菌装置のスタート
アップ時には、供給気体を加熱装置に供給開始してから
規定加熱温度(上述の表1では、あくまで滅菌対象物
(この場合は気体)自体が規定温度平衡に到達した時点
から後の保持時間を意味している)に到達するまでの立
ち上がり時間においては、後段の滅菌室内に滅菌気体と
して供給することができないので、約10〜20分間は
バイパスラインより放出しているが、滅菌室の稼動時間
が制約されることによる待機時間を生ずるために、特に
滅菌室がバッチ(回分)使用であるときには、加熱装置
の起動・停止のたびに立ち上げまでの時間ロスがかさ
み、滅菌室の稼動バッチ回数が減少するという支障が生
じてきた。
【0010】本発明は、上記の2つの問題点を解決する
ためになされたものであって、ヒータ消費電力を減少さ
せることによるランニングコストの低減と、さらに起動
開始初期の立ち上げ時間(待機時間に相当する)の短縮
を図ることのできる滅菌気体製造装置を提供することを
目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の滅菌気体製造装
置は、気体を加熱することにより細菌を殺滅して滅菌気
体を製造するための装置であって、該装置が、供給側気
体を所定の滅菌温度にまで加熱するための加熱装置(1)
と、その加熱装置(1) に導入する前の供給側気体とその
加熱装置(1) により滅菌されて導出する滅菌気体との間
で熱交換を行うための熱回収装置(2)とを備えているこ
とを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。
【0013】本発明の装置は、上記目的を達成するた
め、加熱装置(1) に導入される供給側気体(通常は室温
と同等程度)と、加熱装置(1) より導出される滅菌気体
(通常は200〜250℃)との双方を、熱交換のため
の熱回収装置(2) に導入して、加熱滅菌された高温の気
体の保持している熱量を室温の供給側気体に熱伝導させ
て、加熱装置(1) に導入する前に事前加熱(通常は12
0〜180℃まで昇温)した後、加熱装置(1) に導入す
るものである。
【0014】加熱装置(1) の発熱体(3) としては、主熱
源として、温度制御が確実な金属抵抗ヒータ(3a)、たと
えば、ニクロム線等の電気抵抗の高い金属線をステンレ
スチューブ等の金属管内部に高絶縁粉末と共に挿入した
ものが好適に使用される。そして、金属抵抗ヒータ(3a)
への通電を制御する制御装置(4a)が付設される。
【0015】ただし、この金属抵抗ヒータ(3a)は、ヒー
タ線近傍の物体を集中的に加熱する機能が主体であるた
め、本発明のように加熱対象物が空間内部を移動する気
体であるような場合には、気体全体が規定温度に到達す
るまでの昇温のための立ち上がり時間(待機時間に相当
する)が生じることが避けられない。
【0016】そこで本発明においては、加熱装置(1) の
発熱体(3) として、金属抵抗ヒータ(3a)を設置して使用
するだけでなく、加熱開始初期の急速加熱を目的とし
て、その全面放射機能により短時間内での急速加熱能力
が金属抵抗ヒータ(3a)よりすぐれている赤外線ヒータ(3
b)を設置して使用することが特に望ましい。
【0017】そして、滅菌気体製造装置の起動開始初期
の昇温期間のみ前記赤外線ヒータ(3b)に通電する制御装
置(4b)が付設される。この制御装置(4b)は、滅菌基体製
造装置の金属抵抗ヒータ(3a)を含めた主起動信号を受け
て赤外線ヒータ(3b)を通電起動し、加熱装置(1) の供給
側に設置した温度センサ(T2)と、その信号を受けて設定
温度に到達したことを確認して通電停止させる赤外線ヒ
ータ(3b)用温度コントローラ(TIC2)とによって構成する
のが、確実に昇温に追従できる点で好ましい。ただし、
加熱装置(1) の規定温度をたとえば先に述べた表1のい
ずれかに固定して使用する場合には、この温度コントロ
ーラ(TIC2)の替わりに、事前に赤外線ヒータ(3b)の通電
時間を設定したタイマを使用することもできる。
【0018】本発明における気相加熱殺菌の対象気体と
しては、通常は空気(大気)が使用される。また、後段
の滅菌室内で湿分(水分)の存在下で変質、変成する物
質を対象とする場合には、乾燥空気が使用される。酸素
の存在下で酸化される物質を対象とする場合には、窒素
ガスまたは乾燥空気等との混合ガスが使用される。植物
細胞の取り扱い時には、炭酸ガスまたは大気等との混合
ガスが使用される。なお、酸素ガスを使用する際には、
ヒータは、断線や発火事故を防止するために、発熱部を
酸素ガスと直接接触させない完全密封方式とすることが
不可欠であり、その他の使用部材も禁油処理等された特
殊材料、仕様を採用すべきであるので、汎用の同一装置
での兼用使用はできない。
【0019】一方、熱回収装置(2) としては、熱回収効
率の高い熱媒体としての作動油を内部に使用するヒート
パイプ方式が好適に使用できるが、一般的なフィンチュ
ーブ方式なども使用できる。
【0020】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。
【0021】実施例 図1は本発明の滅菌気体製造装置の一実施形態を示す系
統図であり、後段の工程も付記してある。図2は図1の
装置における加熱装置(1) の一例を示した説明図であ
る。
【0022】図1において、(1) は加熱装置、(2) は熱
回収装置、(5) は冷却器、(6) は滅菌室、(7) は滅菌室
(6) 内の医薬充填機である。
【0023】図2において、(3) は発熱体であり、(3a)
は金属抵抗ヒータ、(3b)は赤外線ヒータである。金属抵
抗ヒータ(3a)用の制御装置(4a)は金属抵抗ヒータ(3a)用
の温度センサ(T1)と温度コントローラ(TIC1)、赤外線ヒ
ータ(3b)用の制御装置(4b)は温度センサ(T2)と温度コン
トローラ(TIC2)、過熱防止用の制御装置(4c)は温度セン
サ(T3)と過熱防止用温度コントローラ(TC)とからなる。
なお、各制御装置(4a), (4b), (4c)は、一つの制御盤内
に組み込まれている。
【0024】図1の滅菌気体製造装置は、図1に付記の
ように、滅菌対象供給側気体を空気(475 Nm3/h、2
5℃)とし、加熱装置(1) 出口温度の設定を202℃と
して、医薬の充填用の滅菌室に無菌空気を供給する場合
を例示してある。原料の空気の供給手段は図示していな
いが、空気ファン、ブロワ、コンプレッサ等により送風
され、必要に応じて除塵フィルタ、脱湿装置等の公知の
手段を適宜通過させるのが一般的である。
【0025】供給気体(25℃)は、まず熱回収装置
(2) の低温側に入り、加熱装置(1) にり導出された高温
側の滅菌空気(202℃)との熱交換により事前に昇温
(176℃)された後、加熱装置(1) 入口に供給され、
その出口設定温度(202℃)にて滅菌空気となり、次
に熱回収装置(2) の高温側に導出される。熱回収装置
(2) で低温側の供給空気と熱交換して降温(99℃)し
て熱回収装置(2) を出た降温滅菌気体は、水冷式の冷却
器(5) に導入されてから、最後段の滅菌室(6) 内での医
薬充填作業に支障をきたさない作業温度(30℃以下)
の温度まで冷却される。図1に示した各段階のガスの温
度をまとめると次のようになる。 g1: 25℃、g2: 176℃、g3: 202℃、g4: 99℃、g5:
30℃以下
【0026】ここで使用した熱回収装置(2) は、作動液
としての熱媒体を内蔵したヒートパイプが多数の平行設
置されたフィン板を貫通した方式であり、伝熱面積は低
温側および高温側共に25m2、交換熱量は15300kc
al/hであり、熱回収率は58%である。
【0027】また加熱装置(1) の金属抵抗ヒータ(3a)は
U字型フィンチューブエレメント(9本)を使用し、理
論熱量10400kcal(設定最高温度250℃)であ
り、ヒータの総定格容量は15kwであり、出口温度調整
用温度センサ(T1)、PIDマイクロコンピュータ制御方
式温度コントローラ(TIC1)、過熱防止用センサ(T3)およ
び温度コントローラ(TC)を備えている。
【0028】さらに、加熱装置(1) の立ち上がり時間
(待機時間)を短縮する目的で、図2記載に示す如く上
述の金属抵抗ヒータ(3a)に加えて別途赤外線ヒータ(3b)
4本(総定格容量 4.8kw)を装着し、加熱装置(1) 入口
部分に設置した温度センサ(T2)と専用の温度コントロー
ラ(TIC2)とにより、滅菌気体製造装置全体を起動する主
電源の入った信号を受けて、赤外線ヒータ(3b)に通電を
開始し、前記温度センサ(T2)が設定温度(この場合は事
前昇温温度より5℃低くした171℃)に到達した信号
を受けた温度コントローラ(TIC2)からの制御信号を受け
て赤外線ヒータ(3b)の通電を停止した。
【0029】このときの立ち上がり時間(待機時間)は
8分であり、上述の金属抵抗ヒータ(3a)単独設置の装置
の場合の18分に比較して、約半分の時間で設定温度平
衡に到達した。
【0030】なお、空気または乾燥空気以外の滅菌対象
気体として、窒素ガス、炭酸ガスおよびそれらの混合ガ
スが、後段の滅菌室(6) 内での作業目的に対応して選択
使用できる。
【0031】上記において、金属抵抗ヒータ(3a)を使用
せずに、全ての加熱源として赤外線ヒータ(3b)を使用す
ることも可能であるが、必要となるヒータ用電力量が大
巾に増加するため、このような方法はランニングコスト
の上昇を許容できる使用目的がある場合に限定される。
【0032】
【発明の効果】本発明の滅菌気体製造装置によれば、大
風量の加熱滅菌された各種の気体を、熱回収装置(2) の
設置によって経済的に製造することができる。さらに金
属抵抗ヒータ(3a)とその制御装置(4a)に加えて、赤外線
ヒータ(3b)とその制御装置(4b)とを設けたときは、稼動
開始直後の滅菌気体製造装置の立ち上がり時間(待機時
間)をたとえば従来の約半分に短縮できるので、後段の
滅菌室(6) における医薬充填等の作業を経済的かつ速や
かに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の滅菌気体製造装置の一実施形態を示す
系統図であり、後段の工程も付記してある。
【図2】図1の装置における加熱装置(1) の一例を示し
た説明図である。
【符号の説明】
(1) …加熱装置、(2) …熱回収装置、(3) …発熱体、(3
a)…金属抵抗ヒータ、(3b)…赤外線ヒータ、(4a)…金属
抵抗ヒータ(3a)用の制御装置、(T1)…温度センサ、(TIC
1)…温度コントローラ、(4b)…赤外線ヒータ(3b)用の制
御装置、(T2)…温度センサ、(TIC2)…温度コントロー
ラ、(4c)…過熱防止用の制御装置、(T3)…温度センサ、
(TC)…過熱防止用温度コントローラ、(5) …冷却器、
(6) …滅菌室、(7) …医薬充填機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体を加熱することにより細菌を殺滅して
    滅菌気体を製造するための装置であって、該装置が、 供給側気体を所定の滅菌温度にまで加熱するための加熱
    装置(1) と、 その加熱装置(1) に導入する前の供給側気体とその加熱
    装置(1) により滅菌されて導出する滅菌気体との間で熱
    交換を行うための熱回収装置(2)とを備えていることを
    特徴とする滅菌気体製造装置。
  2. 【請求項2】加熱装置(1) の発熱体(3) として、金属抵
    抗ヒータ(3a)と赤外線ヒータ(3b)との双方を設置し、か
    つ滅菌気体製造装置の起動開始初期の昇温期間のみ前記
    赤外線ヒータ(3b)に通電する制御装置(4b)を設置してあ
    る請求項1記載の滅菌気体製造装置。
  3. 【請求項3】気体が、空気、乾燥空気、窒素ガスまたは
    炭酸ガス、あるいはこれらのうちの2種以上の混合ガス
    である請求項1記載の滅菌気体製造装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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