JP2004074109A

JP2004074109A - 医薬品用精製水の製造方法および装置

Info

Publication number: JP2004074109A
Application number: JP2002241612A
Authority: JP
Inventors: Kenji Higuchi; 樋口　賢治
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP3830098B2

Abstract

【課題】精製水製造装置の熱水殺菌を、より効率よく行うことができるとともに、系外へのブロー水量を低減し殺菌に使用する水量および蒸気量を減少して殺菌費用を低減でき、しかも、滞留部を有しないシステムに構成して生菌の増殖を抑制することが可能な、医薬品用精製水の製造方法および装置を提供する。
【解決手段】原水を逆浸透膜装置および電気再生式純水製造装置をこの順に備えた系で、精製水の製造を開始する前に系内を熱水により殺菌するに際し、実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通しその処理水を処理原水として一旦貯留し、該処理原水を加熱しつつ系内に循環させることにより系内を殺菌し、殺菌後に、原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通して精製水を製造する医薬品用精製水の製造方法、および製造装置。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品用精製水の製造方法および装置に関し、とくに、精製水の製造前に系内を効率よく殺菌できるようにした医薬品用精製水の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば日本薬局方で規定されている「常水」（通常、水道水に相当する水質グレードを有するもの、あるいはそれに準じるもの）を原水として医薬品製造用の精製水を製造する場合、現在、たとえば図１に示すような系統を備えた医薬品用精製水製造装置が使用されている。注射用水等さらに高いグレードが求められる場合には、この装置で製造された精製水に、さらに限外濾過等のプロセスを備えた２次処理が加えられている。本発明では、図１に示すような系統による医薬品用精製水の製造を対象としている。
【０００３】
図１に示す従来の医薬品用精製水製造装置は、基本的には、常水を原水として、逆浸透膜装置（以下、逆浸透をＲＯと略称することもある。）と電気再生式純水製造装置（以下、ＥＤＩと略称することもある。）の組み合わせにより精製水を製造するものである。通常の製造時には、原水１が一旦原水タンク２に貯留され、原水ポンプ３により原水加熱器４（たとえば、蒸気による熱交換器からなり、通常の製造時には原水を処理に適した温度、たとえば２５℃程度にコントロールする。）、ＲＯポンプ５を介してＲＯ膜を備えた逆浸透膜装置６により、逆浸透膜処理される。この逆浸透膜処理により、たとえばＴＯＣ（全有機体炭素量）が、要求値以下（たとえば、５００ｐｐｂ以下）に低減される。逆浸透膜処理後の水は、ＲＯ加熱器７（通常の製造時には使用されないが後述の殺菌時に使用されるもので、たとえば、蒸気による熱交換器からなる。）を通して電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）８に送られ、このＥＤＩ処理水９が、医薬品用精製水１０として取り出される。逆浸透膜装置６では、上述の如くＴＯＣ等を低く抑えることが可能であるが、医薬品用精製水に求められる電気伝導度を要求値以下（たとえば、１μＳ以下）に低下させることが困難であるので、これを達成するためには脱塩処理が必要になる。通常の脱塩処理装置では、ランニングコストが高い上に、電気伝導度とは別に精製水に求められる特性である生菌増殖抑制要求値（たとえば、１００ｃｆｕ／ｍＬ以下の生菌にすることが要求される。）を満たすことが一般に困難であるため、電気再生式純水製造装置８が使用されている。電気再生式純水製造装置８では、たとえば入口で数百ｃｆｕ／ｍＬ程度の生菌数を、出口では５０ｃｆｕ／ｍＬ程度あるいはそれ以下にまで低減できる。なお、図１に示す系統では、ＲＯ濃縮水、ＥＤＩ濃縮水、ＥＤＩ処理水のそれぞれの一部を原水タンク２に戻すラインが設けられている。
【０００４】
上記のような医薬品用精製水製造装置を用いて精製水を製造する際には、医薬品製造用の水であるため、通常の製造を開始する前に、系内の殺菌を行うことが義務付けられている。殺菌方法としては、６５℃以上（好ましくは、８０℃以上）の熱水を通水することにより行っている。そして、従来は、逆浸透膜装置６と電気再生式純水製造装置８は、それぞれ個別に熱水殺菌を行っている。個別に熱水殺菌を行う理由は、逆浸透膜装置６を熱水殺菌する場合には、ＲＯ膜の耐熱性としては十分あるものの、熱水透過時にはＲＯ膜の構造上、低温の通常製造時に比較して逆浸透膜装置６への供給圧力を低圧にする必要が生じ、その結果、ＲＯ膜透過水の水質が悪化し、ＥＤＩへの通水基準（たとえば、電気伝導度が１５μＳ以下）を超えてしまうので、そのまま続けてＥＤＩの殺菌処理に使用できないためである。したがって、一旦逆浸透膜装置６だけを熱水殺菌し、その後電気再生式純水製造装置８を熱水殺菌する場合には、図２に示すように、逆浸透膜装置６には常温の非加熱水を通水し、ＲＯ処理水をＲＯ加熱器７で加熱し、加熱した熱水を電気再生式純水製造装置８に供給するようにしている。電気再生式純水製造装置８を殺菌した熱水は、ＥＤＩ通過後、ＥＤＩ処理水９、ＥＤＩ濃縮水１１ともに系外にブローしている。したがって、図２に示すようにワンパス通水となり、供給水量および加熱のための蒸気を大量に使用することとなっており、殺菌処理の効率が悪いとともに、殺菌処理にかかる費用が高くなっている。
【０００５】
また、もう一つの殺菌方法として、図３に示すように、逆浸透膜装置６の後段にＲＯ水を保有できるサブタンク１２（循環タンク）を設け、電気再生式純水製造装置８との間で循環ループを構成する方法がある。循環ループ内では、循環ポンプ１３により循環される水は、循環加熱器１４（たとえば、蒸気による熱交換器からなる。）での加熱により殺菌用熱水とされ、その熱水が電気再生式純水製造装置８に供給される。この方法においては、ＥＤＩの通水基準によりＥＤＩ濃縮水を排出する必要はあるものの、ＥＤＩ出口水（ＥＤＩ処理水）を循環再利用できるため、蒸気および使用水を削減することができる。
【０００６】
しかしながら、医薬品製造用に使用される精製水の製造においては、生菌の増殖を極力抑えるために、製造装置には滞留部を極力なくすことが要求されている。上記のようなサブタンク１２を設置するシステムは、この要求に反して滞留部分を残すことになるから、生菌増殖の抑制上好ましいシステムとはいえない。生菌増殖抑制要求値は、前述の如く、たとえば１００ｃｆｕ／ｍＬ以下の生菌数として規定されてはいるものの、要求値を満足することは勿論のこと、低ければ低い程望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記のような現状に鑑み、精製水製造装置の熱水殺菌を、より効率よく行うことができるとともに、系外へのブロー水量を低減し殺菌に使用する水量および蒸気量を減少して殺菌費用を低減でき、しかも、滞留部を有しないシステムに構成して生菌の増殖を抑制することが可能な、医薬品用精製水の製造方法およ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】
上記課題を解決するために、本発明に係る医薬品用精製水の製造方法は、原水を逆浸透膜装置および電気再生式純水製造装置をこの順に備えた系で処理して医薬品用精製水を製造する方法であって、精製水の製造を開始する前に系内を熱水により殺菌するに際し、実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通しその処理水を処理原水として一旦貯留し、該処理原水を加熱しつつ系内に循環させることにより系内を殺菌し、殺菌後に、処理原水の循環を停止し実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通して精製水を製造することを特徴とする方法からなる。ここで「実質的に非加熱の原水」とは、積極的に加熱操作を加えていない原水のことで、代表的には常温の原水のことを言う。
【０００９】
この方法においては、処理原水を一旦貯留するに際し、その一部を系外に排出できるようにしておくことが好ましい。また、処理原水を一旦貯留するときには、電気再生式純水製造装置の処理水を貯留するとともに逆浸透膜装置の濃縮水は系外に排出し、加熱した処理原水を循環させるときには、貯留されていた処理原水を循環させるとともに逆浸透膜装置の濃縮水も循環させるようにすることが好ましい。
【００１０】
処理原水の加熱は、その循環系内の１箇所にて行うことが可能であり、従来のように２箇所に加熱器を設ける必要はない。この処理原水の加熱は、たとえば逆浸透膜装置の前段で行うことができる。
【００１１】
上記殺菌後でかつ精製水の製造開始前には、実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置に通しその処理水を系外に排出または処理原水の貯留部に送給することにより、系内を適切に冷却することができる。冷却後に、通常の精製水製造を開始刷ればよい。
【００１２】
本発明に係る医薬品用精製水の製造装置は、原水を逆浸透膜装置および電気再生式純水製造装置をこの順に備えた系で処理して医薬品用精製水を製造する装置であって、逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通された処理水を処理原水として一旦貯留可能な処理原水タンクと、貯留された処理原水を前記系との間で循環可能な循環系と、該循環系内に設けられ、循環される処理原水を前記系内殺菌用の熱水とする加熱手段と、前記循環系と、前記系に精製水製造用の原水を供給する原水供給系とを切り換える切換機構とを有することを特徴とするものからなる。
【００１３】
この装置においては、処理原水タンクに、処理原水の一部を系外に排出するブローラインが接続されていることが好ましい。また、前記循環系は、電気再生式純水製造装置の処理水および濃縮水を処理原水タンクに送給するラインと、逆浸透膜装置の濃縮水の系外排出と処理原水タンクへの送給とを切り換え可能に設けられたラインとを有することが好ましい。
【００１４】
上記加熱手段としては、循環系内の１箇所のみに設けた構成とすることができる。この加熱手段は、逆浸透膜装置の前段に設けることができる。
【００１５】
また、逆浸透膜装置と電気再生式純水製造装置との間に、逆浸透膜装置の処理水を系外に排出または処理原水タンクに送給可能なラインが接続されていることが好ましい。このような構成により、熱水殺菌後の系内の冷却が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は、本発明の一実施態様に係る医薬品用精製水の製造装置を示している。図４において、常水からなる原水２１は、原水供給ラインを介して送給されてくるが、このラインは、一旦原水タンク２２へ貯留するラインと、原水ポンプ２３によりそのまま原水加熱器２４（たとえば、蒸気による熱交換器）に送るラインとに分岐されており、いずれかをまたは両方を選択できるようになっている。また、原水タンク２２からは、その中に貯留されている水を原水ポンプ２３側に循環させるラインと、原水タンク２２から系外へブローするラインとに分岐されており、いずれかを選択できるようになっている。通常の精製水製造時には、常水からなる原水２１を原水ポンプ２３によりそのまま原水加熱器２４に送ることもできるし、それに加えて原水タンク２２からの水を原水加熱器２４に送ることもできる。そして、通常の精製水製造時には、供給されてきた原水は原水加熱器２４により処理に適切な温度（たとえば、２５℃程度）にコントロールされ、ＲＯポンプ２５によりＲＯ膜を備えた逆浸透膜装置２６に送られる。逆浸透膜装置２６では、ＲＯ膜により逆浸透膜処理され、ＲＯ濃縮水は一部あるいは全部が原水タンク２２に戻されるか系外にブローされ、ＲＯ透過水（ＲＯ処理水）は電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）２７に送られる。電気再生式純水製造装置２７からのＥＤＩ処理水２８が、医薬品用精製水２９として取り出され、ＥＤＩ濃縮水３０は原水タンク２２に戻される。ＲＯ透過水の電気再生式純水製造装置２７へのラインからは、原水タンク２２へのラインが分岐されており、ＥＤＩ処理水２８のラインからも、原水タンク２２へのラインが分岐されている。したがって、これらラインにより、原水タンク２２を介して循環系が構成されている。この循環系には、加熱手段としては上記原水加熱器２４のみが設置されており、逆浸透膜装置２６の前段に設けられている。
【００１７】
このように構成された医薬品用精製水の製造装置における、通常の精製水の製造前の殺菌処理は次のように行われる。まず、図５に示すように、系内、主として原水タンク２２内の貯留水が純水に置換される。常水からなる原水２１は、原水ポンプ２３、原水加熱器２４（非加熱）、ＲＯポンプ２５を介して逆浸透膜装置２６に送られ、ＲＯ濃縮水は系外にブローされるが、ＲＯ透過水は電気再生式純水製造装置２７に送られる。電気再生式純水製造装置２７ではＲＯ透過水を処理するので、高純度の純水が生成され、ＥＤＩ処理水２８とともにＥＤＩ濃縮水３０も原水タンク２２に送られ、純水として原水タンク２２に貯留される。なお図５においてＥＤＩ濃縮水も原水タンク２２に送られているが、ＥＤＩ濃縮水の一部または全部を図示していないブロー弁からブローし、原水タンクに送らないようにすることもできる。また、純水貯留前に原水タンク２２内に残っていた水および純水貯留開始時の水については、ブローにより原水タンク２２から系外に排出すればよい。
【００１８】
次に、一旦電気再生式純水製造装置２７を通され純水として原水タンク２２に貯留された水を用いて、熱水殺菌が行われる。図６に示すように、原水加熱器２４によって、たとえば、６５℃以上、好ましくは８０℃以上に加熱された熱水が、逆浸透膜装置２６、電気再生式純水製造装置２７、原水タンク２２と循環され、熱水により逆浸透膜装置２６および電気再生式純水製造装置２７が殺菌される。このとき、原水タンク２２に貯留されていた水は、事前に逆浸透膜装置２６、電気再生式純水製造装置２７を通した純水であるから、電気伝導度も低く、この熱水を逆浸透膜装置２６に通す際に、従来のような電気再生式純水製造装置２７への通水基準を考慮する必要がなく、したがって、逆浸透膜装置２６への供給圧力を下げる必要もない。その結果、逆浸透膜装置２６と電気再生式純水製造装置２７を個別に熱水殺菌する必要はなく、シリーズで同時に熱水殺菌可能となり、極めて効率がよい。また、図３に示したようなサブタンクを設ける必要も全くないから、滞留部を生じさせることもなく、生菌増殖を適切に抑制できる。また、殺菌用熱水を循環使用できるので、使用水量、加熱のための蒸気使用量の大幅な低減が可能となり、殺菌に要する費用も大幅に削減される。とくにこの循環される熱水の原水は、純水として原水タンク２２に貯留されたきれいな水であるから、逆浸透膜装置２６からのＲＯ濃縮水や電気再生式純水製造装置２７からのＥＤＩ濃縮水まで循環でき、使用水量、蒸気量ともに一層低減される。
【００１９】
熱水殺菌後には、通常の精製水製造に適した温度まで系を冷却し、冷却後に精製水の製造を開始するが、この冷却は、自然放冷によることも可能であるが、次のように原水を用いる方が短時間で効率よく冷却できる。
【００２０】
たとえば、図７に示すように、原水２１を原水タンク２２を通して逆浸透膜装置２６に供給し、ＲＯ濃縮水は系外にブローし、ＲＯ透過水は原水タンク２２に戻して循環することにより、まず逆浸透膜装置２６を冷却する。このとき、原水加熱器２４は、後の精製水製造に適した低温にコントロールすればよい。続いて、図８に示すように、同様にＲＯ濃縮水は系外にブローし、ＲＯ透過水を電気再生式純水製造装置２７に通水し、ＥＤＩ処理水、ＥＤＩ濃縮水ともに原水タンク２２に戻して循環することにより、電気再生式純水製造装置２７を冷却する。冷却後に、前述の如きライン構成にて、通常に精製水の製造を開始すればよい。
【００２１】
上記のような医薬品用精製水の製造方法および装置における熱水殺菌においては、逆浸透膜装置２６と電気再生式純水製造装置２７を個別に熱水殺菌しなくてもよく、かつ、加熱器も一つでよく、しかも、系外へのブローを必要最小限に止めることができることから、熱水殺菌に使用する蒸気量および水量を大幅に減少させることができる。表１に従来法との比較を示す。表１では、１０００Ｌ／ｈの精製水製造装置の場合について、本発明に係る方法、装置による使用蒸気量および水量を１とし、従来法における使用蒸気量および水量を相対量として示してある。
【００２２】
【表１】

【００２３】
また、上記のような医薬品用精製水の製造方法および装置においては、サブタンク等の滞留部がないことから、生菌の増殖も効果的に抑制できる。表２に、上記熱水殺菌を行った後、通常の精製水製造を開始した場合の、製造開始後の時間経過と生菌数との関係を確認した結果示す。表２に示すように、電気再生式純水製造装置２７の出口、すなわち製造された医薬品用精製水には長時間生菌が全く現れず、極めて優れた殺菌効果が得られたことが確認された。
【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る医薬品用精製水の製造方法および装置によれば、精製水製造装置の熱水殺菌を効率よく行うことができ、系外へのブロー水量を低減し殺菌に使用する水量および蒸気量を減少して殺菌費用を低減でき、しかも、滞留部を有しないシステムに構成して生菌の増殖を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の医薬品用精製水の製造装置の機器系統図である。
【図２】図１の装置における熱水殺菌状態を示す機器系統図である。
【図３】従来の別の医薬品用精製水の製造装置の機器系統図である。
【図４】本発明の一実施態様に係る医薬品用精製水の製造装置の機器系統図である。
【図５】図４の装置における系内純水置換の状態を示す機器系統図である。
【図６】図４の装置における熱水殺菌状態を示す機器系統図である。
【図７】図４の装置における熱水殺菌後の逆浸透膜装置冷却の状態を示す機器系統図である。
【図８】図４の装置における熱水殺菌後の電気再生式純水製造装置冷却の状態を示す機器系統図である。
【符号の説明】
２１　原水
２２　原水タンク
２３　原水ポンプ
２４　原水加熱器
２５　ＲＯポンプ
２６　逆浸透膜装置
２７　電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）
２８　ＥＤＩ処理水
２９　医薬品用精製水
３０　ＥＤＩ濃縮水

Claims

原水を逆浸透膜装置および電気再生式純水製造装置をこの順に備えた系で処理して医薬品用精製水を製造する方法であって、精製水の製造を開始する前に系内を熱水により殺菌するに際し、実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通しその処理水を処理原水として一旦貯留し、該処理原水を加熱しつつ系内に循環させることにより系内を殺菌し、殺菌後に、処理原水の循環を停止し実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通して精製水を製造することを特徴とする、医薬品用精製水の製造方法。
処理原水を一旦貯留するに際し、その一部を系外に排出する、請求項１の医薬品用精製水の製造方法。
処理原水を一旦貯留するときには、電気再生式純水製造装置の処理水を貯留するとともに逆浸透膜装置の濃縮水は系外に排出し、加熱した処理原水を循環させるときには、貯留されていた処理原水を循環させるとともに逆浸透膜装置の濃縮水も循環させる、請求項１または２の医薬品用精製水の製造方法。
処理原水の加熱を、その循環系内の１箇所にて行う、請求項１〜３のいずれかに記載の医薬品用精製水の製造方法。
処理原水の加熱を、逆浸透膜装置の前段で行う、請求項４の医薬品用精製水の製造方法。
殺菌後でかつ精製水の製造開始前に、実質的に非加熱の原水を逆浸透膜装置に通しその処理水を系外に排出または処理原水の貯留部に送給することにより、系内を冷却する、請求項１〜５のいずれかに記載の医薬品用精製水の製造方法。
原水を逆浸透膜装置および電気再生式純水製造装置をこの順に備えた系で処理して医薬品用精製水を製造する装置であって、逆浸透膜装置、電気再生式純水製造装置と順に通された処理水を処理原水として一旦貯留可能な処理原水タンクと、貯留された処理原水を前記系との間で循環可能な循環系と、該循環系内に設けられ、循環される処理原水を前記系内殺菌用の熱水とする加熱手段と、前記循環系と、前記系に精製水製造用の原水を供給する原水供給系とを切り換える切換機構とを有することを特徴とする、医薬品用精製水の製造装置。
処理原水タンクに、処理原水の一部を系外に排出するブローラインが接続されている、請求項７の医薬品用精製水の製造装置。
前記循環系は、電気再生式純水製造装置の処理水および濃縮水を処理原水タンクに送給するラインと、逆浸透膜装置の濃縮水の系外排出と処理原水タンクへの送給とを切り換え可能に設けられたラインとを有する、請求項７または８の医薬品用精製水の製造装置。
前記加熱手段が、循環系内の１箇所のみに設けられている、請求項７〜９のいずれかに記載の医薬品用精製水の製造装置。
加熱手段が、逆浸透膜装置の前段に設けられている、請求項１０の医薬品用精製水の製造装置。
逆浸透膜装置と電気再生式純水製造装置との間に、逆浸透膜装置の処理水を系外に排出または処理原水タンクに送給可能なラインが接続されている、請求項７〜１１のいずれかに記載の医薬品用精製水の製造装置。