JP2003164855A

JP2003164855A - 排水の加熱滅菌方法及び装置

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Publication number: JP2003164855A
Application number: JP2001367025A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 佐藤　　進; Makoto Ishida; 誠石田; Takashi Matsumoto; 俊松本; Masashi Kitano; 正史北野; Hideo Oya; 英男大矢
Original assignee: SANTO KOGYOSHO TOKYOTEN KK; Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken; Kajima Corp
Current assignee: SANTO KOGYOSHO TOKYOTEN KK; Chemo Sero Therapeutic Research Institute Kaketsuken; Kajima Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP3676728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排水の加熱滅菌処理の運転開始時や異常時にお
ける配管汚染を防ぐ。【解決手段】加熱器６により滅菌温度に加熱した排水Ａ
を所要時間保持のうえ予熱器15、16の高温流路で降温さ
せる滅菌方法において、排水槽１の排水Ａ又は洗浄液槽
17の洗浄液Ｉを選択的に予熱器15、16の低温流路経由で
加熱器６へ送る入口弁装置18と、予熱器15、16の高温流
路の流出水を選択的に放流路14、排水槽１又は洗浄液槽
17へ送る出口弁装置21とを設ける。排水に対する滅菌操
作時には、入口弁装置18で排水Ａを加熱器６へ送ると共
に出口弁装置21で予熱器15、16の高温流路の流出水を放
流路14に放出する。加熱器６出口の滅菌温度以下への低
下時には、入口弁装置18で洗浄液Ｉを加熱器６へ送ると
共に出口弁装置21で系内の排水Ａを排水槽１へ送出のの
ち洗浄液Ｉを洗浄液槽17に還流する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排水の加熱滅菌方法
及び装置に関し、とくに微生物及び／又はウィルス（細
菌、糸状菌、酵母、らん藻、原生動物、ウィルス・ファ
ージ、プリオン等から選択された１以上のものをいう。
以下、同じ。）の存在が懸念される排水を不活化する加
熱滅菌方法及び装置に関する。本発明は、とくに微生物
及び／又はウィルスの存在が懸念される排水や廃液等
（以下、纏めて排水という。）を排出する血液製剤等の
製薬工場や病院等の施設に有効に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】加熱滅菌方法は、比較的小さな装置で排
水を連続的に処理できるので、経済的な滅菌が期待でき
る。ただし、熱交換器を用いた場合は、熱処理時に固化
変性した排水中の微生物・ウィルスその他の有機物が配
管内に沈澱・付着して管路を閉塞するおそれがある。本
発明者等は、排水を蛋白質が沈澱しないpHとして熱交換
器に通すことにより、配管の閉塞を生じさせない熱交換
器利用の滅菌技術を開発し、特願2000-165344に開示し
た。

【０００３】図４を参照するに、同出願の滅菌装置は、
微生物及び／又はウィルス含有排水Ａを貯める排水槽
１、排水槽１中の排水ＡのpHを調整するpH調整装置33、
排水Ａを滅菌温度に加熱する加熱器６、排水Ａを滅菌温
度で所要時間保持する保持管７、及び排水槽１中の排水
Ａを加熱器６へ送る送水管10を有し、pH調整装置33によ
り排水Ａを微生物及び／又はウィルスの構成蛋白質が滅
菌による変性後も沈澱しないpHとしたのち加熱器６へ送
る。加熱器６及び保持管７を備えた加熱処理装置５によ
る滅菌効果は排水ＡのpHにより影響されない。同図の滅
菌装置によれば蛋白質の管路への沈澱が抑制できるの
で、メンテナンス及び管理の容易化、ランニングコスト
の低減が図れる。

【０００４】更に、送水管10と加熱器６との間に第一及
び第二予熱器15、16を設け、加熱器６へ通す前の排水Ａ
を滅菌温度に保持後の滅菌済排水Ｅとの熱交換で昇温す
る。予熱器15、16は、排水Ａの昇温及び滅菌済排水Ｅの
降温に必要なエネルギーを節減してランニングコストの
抑制に寄与する。同図の符号８は加熱器６の出口の液温
を測定する温度センサ、符号９は保持管７内の圧力を測
定する圧力センサを示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４の滅菌装置では、
装置全体が正常に動作する限り連続的且つ経済的な滅菌
が可能であるが、排水の初期投入段階等において何らか
の異常（流量制御不能、ポンプ故障等）が生じ、加熱器
６による昇温が所定の滅菌温度に達しない場合には、加
熱器６及び保持管７内の少なくとも一部分の排水Ａが滅
菌不充分となるおそれがある。滅菌不充分な排水Ａが加
熱器６や保持管７に発生すると、加熱器６や保持管７だ
けでなく、それより下流側の系内配管（以下、滅菌装置
の下流路ということがある。）までもが未滅菌排水によ
って汚染されてしまうという問題点がある。

【０００６】下流路が微生物やウィルスで汚染される
と、加熱器６の昇温機能が回復し、保持管７で滅菌され
た滅菌済排水Ｅが滅菌装置の下流路（予熱器16、中温排
水Ｆの配管、予熱器15及び放水路14）を経由して放流水
Ｈとして放出されるようになっても、既に汚染された下
流路を流れる過程で滅菌済排水Ｅが再汚染されてしまう
可能性がある。従って、滅菌装置の下流路が汚染された
場合は、下流路の分解・滅菌という大規模な消毒処理操
作や工事等が必要となる。排水を連続的に加熱滅菌する
処理では、滅菌装置の下流路の微生物及び／又はウィル
スによる汚染を防ぎ、下流路での再汚染を避ける対策が
必要である。

【０００７】そこで本発明の目的は、滅菌済排水が汚染
配管により再汚染されるのを防止して滅菌済排水の品質
を安定させる加熱滅菌方法及び装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、排水の加熱滅菌処理の運
転開始時における配管汚染の発生を防止する加熱滅菌方
法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、食品取扱施
設等で見られる炭水化物、脂肪およびタンパク質等の有
機物の付着による汚れの洗浄液に注目した。微生物及び
／又はウィルスはそれ自体有機物であり、また他の有機
物に寄生するものであるから、加熱滅菌処理の異常時、
即ち温度降下時に発生する滅菌不充分な排水を前記洗浄
液で置換すれば、滅菌不充分な排水による滅菌装置の下
流路の汚染（微生物及び／又はウィルスの付着・沈着等
による残存）を防ぐことができるはずである。本発明
は、この知見に基づく研究開発の結果、完成に至ったも
のである。

【０００９】図１を参照するに、本発明の排水の加熱滅
菌方法は、排水Ａを加熱器６で滅菌温度とし所要時間保
持のうえ予熱器15、16の高温流路で冷す滅菌方法におい
て、排水槽１の排水Ａ又は洗浄液槽17の洗浄液Ｉを選択
的に予熱器15、16の低温流路経由で加熱器６へ送る入口
弁装置18と、予熱器15、16の高温流路の放流水Ｈを選択
的に放流路14、排水槽１又は洗浄液槽17へ送る出口弁装
置21とを設け、排水滅菌操作時に入口弁装置18で排水Ａ
を加熱器６へ送ると共に出口弁装置21で予熱器15、16の
高温流路の放流水Ｈを放流路14に送り、加熱器６の出口
の温度不足検出時に、入口弁装置18で洗浄液Ｉを加熱器
６へ送ると共に出口弁装置21で系内の排水Ａを排水槽１
へ送出ののち洗浄液Ｉを洗浄液槽17に還流してなるもの
である。

【００１０】好ましくは、加熱器６の出口温度の回復ま
で洗浄液Ｉの洗浄液槽17への還流を持続し、加熱器６の
出口温度の回復に応ずる排水滅菌操作の再開時に入口弁
装置18で排水Ａを加熱器６へ送ると共に出口弁装置21で
予熱器15、16の高温流路の放流水Ｈを放流路14へ送る。
更に好ましくは、洗浄液Ｉを、系内に付着・沈着した有
機物を洗い出す濃度の水酸化ナトリウム溶液とする。

【００１１】また本発明による排水の加熱滅菌装置は、
水を滅菌温度に加熱する加熱器６、加熱器６からの水を
所要時間保持する保持管７、保持管７に連なる高温流路
と加熱器６に連なる低温流路とを有し両流路間で伝熱す
る予熱器15、16、排水槽１又は洗浄液槽17を選択的に予
熱器15、16の低温流路へ接続する入口弁装置18、予熱器
15、16の高温流路を選択的に放流路14、排水槽１又は洗
浄液槽17へ接続する出口弁装置21、加熱器６の出口の温
度センサ８、及び排水滅菌操作時に入口及び出口弁装置
18、21で排水槽１及び放流路14を選択し且つ加熱器６の
出口温度不足時に入口及び出口弁装置18、21で洗浄液槽
17及び排水槽１を選択して系内を洗浄液Ｉで置換したの
ち出口弁装置21で洗浄液槽17を選択して洗浄液Ｉを系内
で循環させる滅菌制御装置31を備えてなるものである。

【００１２】好ましくは、滅菌制御装置31により、加熱
器６の出口温度の回復まで洗浄液Ｉの系内循環を持続し
且つ加熱器６の出口温度の回復に応ずる排水滅菌操作の
再開時に入口及び出口弁装置18、21で排水槽１及び放流
路14を選択する。図示例では二つの予熱器15、16を使っ
ているが、これは設計上の便宜のためであり、単一又は
三つ以上の予熱器を使うことが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、血液製剤等の製薬施設・
工場や病院等から排出されるCIP（Cleaningin Place；
生産状態のままで、特に装置に追加的機器を取り付ける
ことなく又は生産設備を分解することなく行われる自動
洗浄をいう。以下同じ。）排水、洗浄室からの洗浄排
水、床排水等の排水の滅菌に本発明を適用した実施例の
ブロック図を示す。排水Ａを滅菌温度に加熱する加熱器
６と、加熱器６の出口に連通し滅菌温度の排水を所要時
間保持するホールディングチューブ等の保持管７と、保
持管７に連なる高温流路と加熱器６に連なる低温流路と
を有し両流路間で伝熱する第一予熱器15及び第二予熱器
16とにより微生物・ウィルスの種類に応じた滅菌路を構
成する。

【００１４】予熱器15、16の低温流路は、弁19又は20を
介して排水槽１又は洗浄液槽17へ選択的に接続される。
図示例では弁19及び20により入口弁装置18を構成する。
また予熱器15、16の高温流路は、弁22、23又は24を介し
て放流路14、排水槽１又は洗浄液槽17へ選択的に接続さ
れる。図示例では弁22、23又は24により出口弁装置21を
構成する。

【００１５】滅菌処理時は、入口弁装置18により予熱器
15、16の低温流路を排水槽１に接続し、出口弁装置21に
より予熱器15、16の高温流路を放流路14に接続する。排
水槽１から入口弁装置18経由で第一予熱器15に処理対象
の排水Ａを供給し、第一予熱器15の低温流路で昇温され
た昇温排水Ｂを第二予熱器16の低温流路へ送り、そこで
さらに昇温した昇温排水Ｃを加熱器６に加える。図示例
では加熱器６を水蒸気Ｇと排水との熱交換によるものと
し、排水を所定の滅菌温度（例えば135℃）に加熱して
高温排水Ｄとする。排水を滅菌温度に所定時間（例えば
90秒）保持するため、保持管７へ送る。

【００１６】所定の滅菌温度に所定時間保持した滅菌済
排水Ｅを第二予熱器16の高温流路に戻し、昇温排水Ｃと
の熱交換により冷して中温排水Ｆとする。その中温排水
Ｆを第一予熱器15の高温流路へ送り、昇温排水Ｂとの熱
交換により所定排出温度まで降温させた後、放流水Ｈと
して出口弁装置21経由で放流路14へ送り、系外（例えば
下水路）へ放流する。

【００１７】好ましくは、加熱器６による加熱温度及び
保持管７による保持時間を調節可能とし、微生物・ウィ
ルスの種類に応じて６桁滅菌（初期生菌数N₀に対する滅
菌後の生菌数Nの生存割合（＝N／N₀）が100万分の１（1
0^-6）以下の滅菌）を確保できるようにする。本発明者
は、血液製剤の製薬施設からの排水Ａについて、滅菌路
において135℃に90秒以上保持することにより、混在の
危険性が否定できない細菌類及びヒト免疫不全ウィルス
（HIV）、Ｂ型肝炎ウィルス（HBV）やＣ型肝炎ウィルス
（HCV）等の肝炎ウィルス、その他現在、血液と血液製
剤で感染が確認されている全てのウィルス（WHO：GLOBA
L BLOOD SAFETY INITIATIVE、1992年、p374参照）が６
桁滅菌できることを実験的に確認した。

【００１８】図示例では、加熱器６の出口の高温排水Ｄ
の温度を温度センサ８により検出し、温度センサ８の出
力と連動する加熱制御装置32の蒸気流量制御弁25の開度
調節によって加熱器６の滅菌温度を制御している。保持
管７による保持時間では６桁滅菌が確保できないような
加熱器６の出口の温度低下又はその持続、例えば（滅菌
温度−３℃）の液温の１分間以上の持続は温度不足に該
当する。また、加熱器６により排水を滅菌温度より３℃
程度高温に加熱し、加熱器出口で（滅菌温度−３℃）程
度の液温が検出された時点で温度不足と判断してもよ
い。

【００１９】例えば、温度センサ８で（滅菌温度−３
℃）の液温の１分間以上の持続を検出した場合は、滅菌
制御装置31の信号により入口弁装置18における弁19を閉
めると共に弁20を開け、系内に洗浄液Ｉを送入する。同
時に滅菌制御装置31の信号により出口弁装置21における
弁22を閉めると共に弁23を開け、系内に残存している未
滅菌排水（未不活化液）を排水槽１へ返送する。本発明
では、温度センサ８以降の保持管７や予熱器15、16のボ
リュームが例えば１分間滞留分以上を確保しているた
め、入口弁装置18及び出口弁装置21の上記制御によっ
て、未滅菌排水が予熱器15、16の高温流路から系外に放
流されることを阻止できる。

【００２０】系内の未滅菌排水が全て排水槽１に返送さ
れるまで洗浄液Ｉを送入したのち、滅菌制御装置31の信
号により出口弁装置21における弁23を閉めると共に弁24
を開け、系内に洗浄液Ｉを循環させる。この循環によ
り、排水槽１への返送過程において加熱器６及び保持管
７の下流路（図示例では予熱器16、中温排水Ｆの配管及
び予熱器15）に付着・沈着した微生物及び／又はウィル
スを含む有機物を洗い流す。

【００２１】洗浄液Ｉの一例は、系内に付着・沈着した
有機物を洗い出す濃度の水酸化ナトリウム溶液である。
水酸化ナトリウム溶液は、後述するように導電率により
濃度を測定することができ、洗浄液Ｉの濃度の常時監視
が容易に行える利点がある。ただし、本発明で用いるこ
とができる洗浄液Ｉは水酸化ナトリウム溶液に限定され
ず、従来から食品取扱施設等において有機物の洗浄に使
用されている他のアルカリ性洗剤、中性洗剤、酸性洗剤
を使用することができる（HACCP：衛生管理計画と実践
データ編、厚生省生活衛生局監修、中央法規出版、199
7.12.10発行、p.166-167参照）。

【００２２】すなわち本発明によれば、温度センサ８に
よる加熱器６の出口温度不足の検出に応答して、系内に
残存している未滅菌排水を排水糟１へ返送すると共に洗
浄液Ｉを系内に循環させることにより、異常時における
未滅菌排水の系外への排出と共に未滅菌排水による系内
配管の汚染を防ぐことができる。系内配管の汚染を防止
することにより滅菌済排水の再汚染を防止し、再汚染さ
れた排水の系外への排出が回避できるので、滅菌済排水
の安定した品質が確保できる。

【００２３】こうして、本発明の目的である「滅菌済排
水が汚染配管により再汚染されるのを防止して滅菌済排
水の品質を安定させる加熱滅菌方法及び装置」の提供が
達成できる。

【００２４】好ましくは、加熱器６の出口温度の回復ま
で洗浄液Ｉの洗浄液槽17への還流を持続し、加熱器６の
出口温度の回復に応じて加熱器６により洗浄液Ｉを滅菌
温度に加熱する。従来、低温の排水Ａの流入開始時に加
熱器６の加熱不足が発生しがちとなる問題が指摘されて
おり、加熱器６の出口温度の異常からの回復時にも排水
Ａの流入再開時に加熱器６の加熱不足が起こるおそれが
ある。系内を滅菌温度に加熱した洗浄液Ｉで充填した上
で排水Ａの流入を開始すれば、保持管７から戻る高温の
洗浄液Ｉにより予熱器15、16が働くので、加熱器６の加
熱不足が防止できる。

【００２５】すなわち、加熱器６の出口温度の異常時に
洗浄液Ｉを系内で循環させ、加熱器６の出口温度の回復
に応じて排水滅菌操作を再開することにより、本発明の
他の目的である「排水の加熱滅菌処理の運転開始時にお
ける配管汚染の発生を防止する加熱滅菌方法及び装置」
の提供が達成できる。

【００２６】必要に応じて入口弁装置18と予熱器15、16
との間に流量調節器12を設け、排水滅菌操作の再開時に
排水Ａの流量を加熱器６で滅菌温度に昇温できる初期流
量に調整してもよいが、洗浄液Ｉを系内で循環させつつ
加熱器６の出口温度の回復に応じて排水Ａの流入を再開
した場合は、排水Ａの初期流量を調節せずとも加熱器６
の加熱不足は発生しないことを本発明者は実験的に確認
した。

【００２７】

【実施例】90m³／日の排水Ａを10時間で滅菌処理すると
仮定して図１に示す装置を試設計し、図２の流れ図の動
作態様で滅菌処理が可能であることを確認した。図２の
流れ図では洗浄液Ｉとして水酸化ナトリウム溶液を使用
し、ステップ201においてスタートアップ時に水酸化ナ
トリウム溶液で系内を充填した。この時、入口弁装置18
の弁19を閉じると共に弁20を開き、出口弁装置21におい
て弁22、23を閉じると共に弁24を開く。

【００２８】図示例では、洗浄液槽17に、弁27及び28を
介して高濃度水酸化ナトリウム貯蔵タンク３及び希釈水
Ｗの供給管を接続している。また、水酸化ナトリウム溶
液の導電率を計測する導電率計（電気伝導度計）29と、
導電率計29の出力に応じ水酸化ナトリウム及び希釈水Ｗ
を洗浄液槽17へ供給して水酸化ナトリウム溶液の濃度を
制御する洗浄液濃度制御装置30とを設けている。本発明
者は、水酸化ナトリウム溶液の濃度を導電率計29の検出
値として測定できることを表１及び図３のグラフに示す
ように実験的に確認し、水酸化ナトリウム溶液の濃度の
常時監視が可能であることも確認した。

【００２９】

【表１】

【００３０】ステップ202において、水酸化ナトリウム
溶液の濃度を導電率計29により検出し、導電率計29の出
力を洗浄液濃度制御装置30へ入力する。導電率計29の出
力が系内に付着・沈着した有機物を洗い出す濃度と異な
る場合は、洗浄液濃度制御装置30の制御下で弁27、28の
開閉により高濃度水酸化ナトリウム及び希釈水Ｗを洗浄
液槽17へ適宜注入して所要の濃度値に調整する。

【００３１】次いで、ポンプ11により水酸化ナトリウム
溶液を系内で循環させながら加熱器６により過熱し、ス
テップ203において温度センサ８により加熱器６の出口
温度を測定した。温度センサ８の出力を加熱制御装置32
に加え、温度測定値が滅菌温度と異なる場合にはステッ
プ204において加熱制御装置32の制御下で蒸気流量制御
弁25の開閉により水蒸気Ｇを適宜加熱器６へ送入して所
要の滅菌温度に調整した。

【００３２】水酸化ナトリウム溶液を滅菌温度に調整し
た後、ステップ205において入口弁装置18により弁20を
閉めて弁19を開け、出口弁装置21により弁23、24を閉め
て弁22を開け、予熱器15、16を介して排水Ａの加熱器６
への流入を開始した。本設計の保持管７において90秒の
保持時間が確保できる最大流量は150リットル／分であ
ることから、排水Ａの初期流量を150リットル／分とし
て流入を開始したところ、ステップ206において温度セ
ンサ８の指示は135℃であった。すなわち、水酸化ナト
リウム溶液を系内で循環させ、加熱器６の出口温度の回
復に応じて排水Ａの流入を開始するステップ201〜205の
スタートアップ処理により、排水Ａの加熱滅菌処理開始
時における加熱器６の加熱不足の発生を避けられること
が確認できた。

【００３３】比較のため、図１の装置に、前記スタート
アップ処理を行わずに90m³／日の排水Ａ（温度30℃）を
150リットル／分の流量で流入させたところ、排水Ａの
流入初期段階において加熱器６の出口の温度センサ８は
90℃程度までしか上昇しなかった。排水Ａの流入の継続
により加熱器６の出口温度は135℃の滅菌温度に上昇し
たが、滅菌温度まで上昇後に滅菌済排水Ｅ中の生菌数を
確認したところ６桁滅菌が確保できていないことが確認
された。これは、流入初期段階の滅菌不充分な排水Ａが
加熱器６の下流路へ流れ出たことにより下流路が微生物
やウィルスにより汚染され、滅菌温度まで上昇した後も
下流路で再汚染が起こるからと考えられる。

【００３４】また、図１の装置において加熱器６の出口
の温度不足が発生したと仮定し、ステップ208において
入口弁装置18により弁19を閉めて排水Ａの流入を停止さ
せた。実際に温度不足が発生した場合は、ステップ209
において温度不足の原因の調査・修理を行う。排水Ａの
流入を停止したのちステップ201に戻り、入口弁装置18
の弁20を開けて系内に水酸化ナトリウム溶液を送入し、
同時に出口弁装置21の弁23を開けて系内に残存している
未滅菌排水を排水槽１へ返送した。系内の未滅菌排水を
全て排水槽１に返送したのち、出口弁装置21の弁24を開
けて系内に水酸化ナトリウム溶液を循環させ、更にステ
ップ201〜206を繰り返して排水１の流入を再開した。排
水１の流入再開後に排出された滅菌済排水Ｅ中の生菌数
を計測したところ、６桁滅菌が確保できていることが確
認できた。すなわち上述した比較実験との対比から、本
発明におけるスタートアップ処理が配管汚染の発生を防
止し、排水の６桁滅菌を確保するために極めて有効であ
ることが確認できた。所要量の排水Ａの滅菌処理が終了
した時は、ステップ210において滅菌（不活化）処理を
終了する。

【００３５】図示例では、２段の予熱器15、16を冷温流
体と同量の高温流体が流入する熱交換器としている。例
えば排水Ａの受け入れ温度を30℃とし、90m³／日の排水
Ａを加熱器６で135℃に昇温して90秒保持するとした場
合、第一予熱器15、第二予熱器16の伝熱面積をそれぞれ
45m²、加熱器６の伝熱面積を８m²とすると、排水Ａは第
一予熱器15により75℃の昇温排水Ｂとなり、第二予熱器
16により120℃の昇温排水Ｃとなり、加熱器６により135
℃の高温排水Ｄとなる。また、保持管７から排出される
滅菌済排水Ｅは第二予熱器16により90℃まで降温して中
温排水Ｆとなり、第一予熱器15により45℃の放流水Ｈと
なる。この場合、加熱器６には４KGの蒸気圧力で300kg
／時の水蒸気Ｇを投入すれば足りる。

【００３６】他方、90m³／日の排水Ａをキルタンク（直
接蒸気投入式の密閉容器）又は単一の直接熱交換器を用
いて135℃、90秒保持の滅菌処理をする場合は、必要な
蒸気量は2,200kg／時となる。更にこの場合は、保持管
７通過後の滅菌済排水Ｅを降温するため、別途に降温エ
ネルギーを加えるか又は降温する時間とスペースが必要
となる。このことから、本発明のように予熱器15、16を
設けることにより、外部から供給するエネルギーの節減
により省エネルギーが図れることを確認できた。

【００３７】本発明は予熱器を１台の熱交換器とした場
合も適用できるが、熱交換器１台で30℃の排水Ａを120
℃まで昇温しようとすると熱交伝面を大きくする必要が
あり、熱交伝面が大きくなると偏流が発生しやすくな
り、偏流は排水Ａの温度分布ムラの原因となる。加熱滅
菌における排水Ａの温度分布ムラの発生は、滅菌温度に
加熱できない部分が生じるおそれがあるので好ましくな
い。図１の実施例では、低温流体と同量の高温流体とが
流入する熱交換器を直列に接続した多段熱交換器を予熱
器15、16とし、多段熱交換器15、16での放熱により高温
流路出口の放流水Ｈを例えば下水道に放流可能な温度に
降温する。

【００３８】図１における加熱器６、及び予熱器15、16
として使う熱交換器に特に制限はないが、例えばスパイ
ラル式熱交換器とすることができる。スパイラル式熱交
換器は多管式熱交換器に比し流路が単一で滑らかであ
る。このため、熱交換器の配管内にスケールが付着する
と付着箇所の断面積が小さくなることによって流速が増
大し、スケールを剥離させる自己浄化作用が働く。従っ
てスパイラル式熱交換器の使用により、スケールが付着
し難くメンテナンスが容易な装置とすることが期待でき
る。

【００３９】本発明では、加熱器６の温度不足検出時及
びスタートアップ時に洗浄液Ｉを系内に充填するので系
内管路への蛋白質等の有機物の沈澱を抑制できるが、系
内管路にスケールが沈澱・付着した場合の対策として、
ライン洗浄ユニット（図示せず）を別途設けてもよい。
好ましくは系内管路をステンレス製とし、ライン洗浄ユ
ニットから硝酸を循環させる。硝酸はスケールを溶解す
ると共にステンレス配管に不動態皮膜を形成し耐食性を
増加させる。不動態皮膜の形成により寿命の長い装置と
することが期待できる。ライン洗浄ユニットは、系内管
路のあらゆる部分に十分な量の適切な温度の洗浄液又は
蒸気を行き渡らせる従来技術のCIPユニットとすること
ができる。加熱器６を熱交換器とした場合は、加熱器６
の出口蒸気をライン洗浄ユニットへ導いて再利用するこ
とにより、全ての系内管路及び装置を熱洗浄ないし熱滅
菌（Sterilization-in-place、SIP）することが可能で
ある。薬液のみでなく蒸気を用いた簡易滅菌により、装
置の開放点検などの頻度を減らし、メンテナンスの更な
る容易化を図ることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による排水
の加熱滅菌方法及び装置は、加熱器出口の温度不足検出
時に、洗浄液を加熱器へ送ると共に系内の排水を排水槽
へ送出ののち洗浄液を系内で循環させるので、次の顕著
な効果を奏する。

【００４１】（イ）加熱器の出口温度不足時における未
滅菌排水の系外への排出と未滅菌排水による系内配管の
汚染とを確実に防ぐことができる。（ロ）加熱器の出口温度不足時に洗浄液を系内で循環さ
せ、加熱器の出口温度回復に応じて排水滅菌操作を再開
することにより、排水滅菌処理の運転開始時における系
内配管の汚染の発生を確実に防止できる。（ハ）系内配管の汚染を防止することにより滅菌済排水
の再汚染を防止でき、滅菌済排水の安定した品質が確保
できる。（ニ）薬液による消毒では不充分な細菌、ウイルスに対
しても所定の高い温度（致死温度）に昇温することがで
き、確実に不活化することが可能である。

【００４２】（ホ）対象ウィルスによって、任意に設定
温度（不活化温度）を変更でき、将来の未知の細菌やウ
ィルスに対しても対応可能である。（ヘ）多段熱交換方式で処理するので、直接蒸気投入等
のバッチ式熱処理法に比し、従来捨てられていた熱交換
器前後の放熱分を有効に回収することが可能になり、エ
ネルギーを節減できる。（ト）連続処理が可能なため、省スペースが可能であり
且つコンパクトな装置設計が可能である。

【００４３】（チ）洗浄液に使う水酸化ナトリウム溶液
は、所定濃度低下時まで継続利用でき、回収再利用も可
能であり、消費量を抑え低コストで利用できる。（リ）不活化行程の熱源は蒸気のみであり、薬液処理に
比べ環境を汚染する可能性が低い。また、薬液処理では
大量の薬液が必要となりコストが嵩むが本システムは処
理のランニングコストを低減することができる。（ヌ）熱交換器の種類は問わないが、スパイラル式熱交
換器であれば、管内の自浄作用が働き、スケール防止に
効果を発揮することが可能である。（ル）加熱用に供給される蒸気は、これを管路洗浄ユニ
ット（CIPユニット）に再利用して熱消毒（SIP）をも兼
ねさせ有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の図式的ブロックであ
る。

【図２】は、前記実施例の動作の流れ図の一例である。

【図３】は、水酸化ナトリウム水溶液の導電率と濃度と
の関係を示すグラフである。

【図４】は、従来技術による加熱滅菌方法の一例の図式
的ブロックである。

【符号の説明】

１…排水槽３…高濃度水酸化ナトリウム貯蔵タンク５…加熱処理装置６…加熱器７…保持管８…温度センサ９…圧力センサ 10…送水管 11…ポンプ 12…流量調節器 14…放流路 15…第一予熱器 16…第二予熱器 17…洗浄液槽 18…入口弁装置 19、20、22、23、24、27、28…弁 21…出口弁装置 25…蒸気流量制御弁 29…導電率計（電気伝導度計） 30…洗浄液濃度制御装置 31…滅菌制御装置 32…加熱制御装置 33…pH調整装置 34…温度センサＡ…排水Ｂ…昇温排水Ｃ…昇温排水Ｄ…高温排水Ｅ…滅菌済排水Ｆ…中温排水Ｇ…水蒸気Ｈ…放流水Ｉ…洗浄液Ｗ…希釈水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤進東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者石田誠熊本県熊本市大窪一丁目６番１号財団法人化学及血清療法研究所内 (72)発明者松本俊熊本県熊本市大窪一丁目６番１号財団法人化学及血清療法研究所内 (72)発明者北野正史熊本県熊本市大窪一丁目６番１号財団法人化学及血清療法研究所内 (72)発明者大矢英男東京都中央区日本橋人形町２丁目15番１号フジタ人形町ビル株式会社三東工業所東京店内Ｆターム(参考） 4D034 AA17 AA26 CA06 CA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水を加熱器で滅菌温度とし所要時間保持
のうえ予熱器高温流路で冷す滅菌方法において、排水槽
の排水又は洗浄液槽の洗浄液を選択的に予熱器低温流路
経由で加熱器へ送る入口弁装置と、予熱器高温流路の流
出水を選択的に放流路、排水槽又は洗浄液槽へ送る出口
弁装置とを設け、排水滅菌操作時に入口弁装置で排水を
加熱器へ送ると共に出口弁装置で予熱器高温流路の流出
水を放流路に送り、加熱器出口の温度不足検出時に、入
口弁装置で洗浄液を加熱器へ送ると共に出口弁装置で系
内の排水を排水槽へ送出ののち洗浄液を洗浄液槽に還流
してなる排水の加熱滅菌方法。
【請求項２】請求項１の加熱滅菌方法において、前記加
熱器出口温度の回復まで前記洗浄液の洗浄液槽への還流
を持続し、前記加熱器出口温度の回復に応ずる排水滅菌
操作の再開時に入口弁装置で排水を加熱器へ送ると共に
出口弁装置で予熱器高温流路の流出水を放流路に送って
なる排水の加熱滅菌方法。
【請求項３】請求項１又は２の加熱滅菌方法において、
前記洗浄液を系内に付着・沈着した有機物を洗い出す濃
度の水酸化ナトリウム溶液としてなる排水の加熱滅菌方
法。
【請求項４】請求項３の加熱滅菌方法において、前記洗
浄液槽に導電率計と洗浄液濃度制御装置とを設け、導電
率計による水酸化ナトリウム溶液の導電率に応じ水酸化
ナトリウム溶液の濃度を制御してなる排水の加熱滅菌方
法。
【請求項５】請求項１から４の何れかの加熱滅菌方法に
おいて、前記加熱器を水蒸気と排水又は洗浄液との熱交
換器とし、該熱交換器に排水又は洗浄液の温度計と水蒸
気流量制御弁とを設け、温度計の出力に応じ流量制御弁
を操作して排水又は洗浄液を滅菌温度に加熱してなる排
水の加熱滅菌方法。
【請求項６】請求項１から５の何れかの加熱滅菌方法に
おいて、前記予熱器での放熱により高温流路出口の流出
水を放流可能な温度に降温させてなる排水の加熱滅菌方
法。
【請求項７】水を滅菌温度に加熱する加熱器、加熱器か
らの水を所要時間保持する保持管、保持管に連なる高温
流路と加熱器に連なる低温流路とを有し両流路間で伝熱
する予熱器、排水槽又は洗浄液槽を選択的に予熱器低温
流路へ接続する入口弁装置、予熱器高温流路を選択的に
放流路、排水槽又は洗浄液槽へ接続する出口弁装置、前
記加熱器出口の温度センサ、及び排水滅菌操作時に入口
及び出口弁装置で排水槽及び放流路を選択し且つ加熱器
出口温度不足時に入口及び出口弁装置で洗浄液槽及び排
水槽を選択して系内を洗浄液で置換したのち出口弁装置
で洗浄液槽を選択して洗浄液を系内で循環させる滅菌制
御装置を備えてなる排水の加熱滅菌装置。
【請求項８】請求項７の加熱滅菌装置において、前記滅
菌制御装置により、前記加熱器出口温度の回復まで前記
洗浄液の系内循環を持続し且つ前記加熱器出口温度の回
復に応ずる排水滅菌操作の再開時に入口及び出口弁装置
で排水槽及び放流路を選択してなる排水の加熱滅菌装
置。
【請求項９】請求項７又は８の加熱滅菌装置において、
前記洗浄液を系内に付着・沈着した有機物を洗い出す濃
度の水酸化ナトリウム溶液としてなる排水の加熱滅菌装
置。
【請求項１０】請求項９の滅菌装置において、前記洗浄
液槽に水酸化ナトリウム貯蔵タンクと、希釈水供給管
と、水酸化ナトリウム溶液の導電率を計測する導電率計
と、導電率計の出力に応じ水酸化ナトリウム及び希釈水
を洗浄液槽へ供給して水酸化ナトリウム溶液の濃度を制
御する洗浄液濃度制御装置を設けてなる排水の加熱滅菌
装置。
【請求項１１】請求項７から１０の何れかの滅菌装置に
おいて、前記加熱器を水蒸気と排水又は洗浄液との間の
熱交換器とし、該熱交換器に水蒸気流量制御弁を設け、
前記温度センサの出力に応じ流量制御弁を操作して排水
又は洗浄液を滅菌温度に加熱してなる排水の加熱滅菌装
置。
【請求項１２】請求項７から１１の何れかの滅菌装置に
おいて、前記入口弁装置と予熱器との間に流量調節器を
設けてなる排水の加熱滅菌装置。
【請求項１３】請求項７から１２の何れかの滅菌装置に
おいて、前記予熱器を直列に接続した多段熱交換器と
し、該多段熱交換器での放熱により高温流路出口の流出
水を放流可能な温度に降温してなる排水の加熱滅菌装置