JP2020138154A - Apparatus and method for manufacturing water for injection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、注射用水の製造装置及び製造方法に関し、より詳しくは、逆浸透膜ろ過及びイオン交換した精製水、限外ろ過して製造する注射用水の製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for producing water for injection, and more particularly to an apparatus and method for producing water for injection produced by reverse osmosis membrane filtration, ion-exchanged purified water, and ultrafiltration.
注射薬の溶解や調整に使用する滅菌注射用水（ＷＦＩと略称することがある）は、あらゆる種類の微生物や発熱性物質（エンドトキシン）を除去しなければならない。このため、古来より、注射用の希釈液又は溶解液には精密ろ過やイオン交換した精製水を蒸留した蒸留水が使用されてきた。
この注射液用の無菌水を製造する従来の装置は、固形物質、コロイド物質を除去するために精密ろ過器と、不純物や電解質を除去するためのイオン交換器と、微生物やエンドトキシンを除去するための逆浸透膜ろ過器又は限外ろ過器と、これらの設備を通過させた精製水を貯留し、加熱蒸発させるための加熱タンクと、このタンクを加熱して蒸発させた蒸気を飛沫と分離するデミスターと、デミスターで分離された蒸気を凝縮させるコンデンサーとを備える構造となっている（例えば、特許文献１）。
Sterilized injectable water (sometimes abbreviated as WFI) used to dissolve and prepare injectables must remove all types of microorganisms and febrile substances (endotoxins). For this reason, since ancient times, distilled water obtained by distilling purified water that has undergone microfiltration or ion exchange has been used as a diluent or solution for injection.
Conventional equipment for producing purified water for injections is a microfilter for removing solid and colloidal substances, an ion exchanger for removing impurities and electrolytes, and for removing microorganisms and endotoxins. A reverse osmosis membrane filter or an ultrafiltration filter, a heating tank for storing purified water that has passed through these facilities, and heating and evaporating the tank, and the steam evaporated by heating this tank are separated from droplets. It has a structure including a demister and a condenser that condenses the vapor separated by the demister (for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような蒸留を伴う注射液用の無菌水を製造する従来の装置は、蒸留を必須要件としているため大掛かりな装置にならざるを得ず、また、精製した水を加熱して蒸発させ、これをまた冷却して蒸気を凝縮させるなど、エネルギーの無駄が多いという問題点がある。
一方、近年、蒸留による注射液用の無菌水製造方法の代替として逆浸透ろ過や限外ろ過（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：以下、ＵＦと略称することがある）の使用が各国の薬局方で承認されている。しかし、蒸留によらない注射液用の無菌液を製造するのに膜ろ過を使用するには、従来の後段に蒸留装置が設置されていた場合と違い、膜ろ過装置でのろ過水滞留による生菌およびエンドトキシン等の増加防止が必要であった。
However, the conventional device for producing sterile water for an injection solution accompanied by such distillation has to be a large-scale device because distillation is an essential requirement, and the purified water is heated and evaporated. There is a problem that there is a lot of waste of energy, such as cooling this again to condense steam.
On the other hand, in recent years, the use of reverse osmosis filtration and ultrafiltration (hereinafter, abbreviated as UF) has been approved by the pharmacopoeia of each country as an alternative to the method for producing sterile water for injections by distillation. However, in order to use membrane filtration to produce a sterile solution for injection solution that does not rely on distillation, unlike the case where a distillation device is installed in the subsequent stage of the conventional method, the raw material is produced by the retention of filtered water in the membrane filter. It was necessary to prevent the increase of bacteria and endotoxin.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、蒸留装置を含まない注射用水の製造装置及び製造方法において膜ろ過装置でのろ過水滞留による不純物増加防止方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to retain filtered water in a membrane filtration device in an apparatus for producing injection water and a method for producing water that does not include a distillation apparatus. The purpose is to provide a method for preventing an increase in impurities.
上記課題を解決するためになされた本発明の注射用水の製造装置は、原水を逆浸透ろ過及び／又はイオン交換して精製水とする精製水製造部と、中空糸膜の外表面に精製水が供給され中空糸膜の内表面から透過水が取り出される外圧式により限外ろ過を行なう限外ろ過モジュールと、限外ろ過モジュールの透過水を貯留する滅菌注射用水タンクと、を備えていることを特徴とする。 The device for producing water for injection of the present invention, which has been made to solve the above problems, has a purified water production unit that reverse-permeates raw water and / or exchanges ions to obtain purified water, and purified water on the outer surface of the hollow fiber membrane. It is equipped with an ultrafiltration module that performs ultrafiltration by an external pressure type in which permeated water is taken out from the inner surface of the hollow fiber membrane, and a water tank for sterile injection that stores the permeated water of the ultrafiltration module. It is characterized by.
前記ＵＦモジュールの上流側又は下流側で且つ滅菌注射用水タンクより上流側に熱交換器が配置されていることが好ましい。 It is preferable that the heat exchanger is arranged on the upstream side or the downstream side of the UF module and on the upstream side of the sterile injection water tank.
上記課題を解決するためになされた本発明の注射用水の製造方法は、原水を逆浸透ろ過及び／又はイオン交換して精製水とする精製水製造段階と、精製水を外圧式ＵＦモジュールで限外ろ過して透過水とする透過水製造段階と、透過水を滅菌注射用水タンクに貯留する透過水貯留段階と、によって注射用水を製造することを特徴とする。 The method for producing water for injection of the present invention, which has been made to solve the above problems, is limited to the stage of producing purified water in which raw water is reverse osmosis filtered and / or ion-exchanged to obtain purified water, and the purified water is limited to an external pressure type UF module. It is characterized in that water for injection is produced by a permeated water production step of ultrafiltration to obtain permeated water and a permeated water storage step of storing the permeated water in a sterile injection water tank.
本発明の注射用水の製造装置によれば、蒸留装置を含まず、精製水製造部及び、限外ろ過だけで注射用水を得ることができるため、操作が簡単であり、装置を簡素化することができる。また、蒸留と異なり、精製水を一度蒸発させてからそれをまた冷却する分の熱量は不要になるため、必要なエネルギーを削減できることから製造コストを安くすることができる。
さらに、外圧式ＵＦモジュールを用いることで、内圧式ＵＦモジュールを用いた場合よりも透過水の滞留による不純物増加を防ぐことが可能となる。
According to the injectable water production apparatus of the present invention, the injectable water can be obtained only by the purified water production unit and the ultrafiltration without including the distillation apparatus, so that the operation is simple and the apparatus is simplified. Can be done. Further, unlike distillation, the amount of heat required to evaporate the purified water once and then cool it again becomes unnecessary, so that the required energy can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
Further, by using the external pressure type UF module, it is possible to prevent the increase of impurities due to the retention of permeated water as compared with the case of using the internal pressure type UF module.
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施形態について、詳しく説明する。なお、本発明の構成は、本実施形態に限定されない。
図１は、本発明の一実施形態の注射用水の製造フロー図であり、図２は、本発明の注射用水の製造装置のブロック図である。
図１、２に示したとおり、本実施形態の限外ろ過を用いた注射用水の製造装置は、まず、原水を逆浸透膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ Ｍｅｍｂｒａｎｅ：以下、ＲＯ膜と略称することがある）によってろ過し、次に連続イオン交換（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：以下、ＥＤＩと略称することがある）して精製水とする精製水製造部１０と、中空糸膜の外表面に精製水が供給され中空糸膜の内表面から透過水が取り出される外圧式により限外ろ過（ＵＦ）を行なう限外ろ過モジュール２０と、限外ろ過モジュール２０の透過水を貯留する滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）３０と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached drawings. The configuration of the present invention is not limited to the present embodiment.
FIG. 1 is a flow chart for producing water for injection according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the apparatus for producing water for injection according to the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus for producing water for injection using the ultrafiltration of the present embodiment first uses a reverse osmosis membrane (Reverse Osmosis Membrane: hereinafter, may be abbreviated as RO membrane) for raw water. Purified
逆浸透膜ろ過装置１２は、逆浸透膜（ＲＯ膜）を備えるろ過器であって、孔の大きさが２ナノメートル以下の逆浸透膜（ＲＯ膜）に対して水を通す一方で、イオンや塩類など水以外の不純物は透過しない性質を有した膜であり、海水から真水を得るためや、乳製品や果汁から水を除いて濃縮するために使用されている。逆浸透膜を使用して水の精製や飲料の濃縮を行う場合にはろ過する液体（原水）に圧力をかける必要があるが、その圧力はろ過する液体の塩分濃度に依存し、最低でも５気圧程度は必要となる。原水として海水を用いる場合、海水から真水を得るためには５５気圧以上が必要となる。このため、逆浸透膜ろ過装置１２には液体（原水）を圧送するためのポンプ１４が備えられる。ＲＯ膜ろ過としては、超低圧、低圧、中圧、高圧、いずれも使用可能であるが、超低圧、低圧、中圧がランニングコストの面から好ましい。膜の素材としては、ポリアミド（ＰＡ）製、酢酸セルロースの膜等が使用可能であるが、ポリアミド製のものが処理水水質の面で好ましい。膜の形状としては、中空糸、スパイラル、プレートアンドフレーム型等が考えられるが、スパイラル式のものが濁質等による詰まりに強いため好ましい。
孔の大きさが１〜２ナノメートルのろ過膜からなるナノフィルター（ＮＦ膜）の場合、上記ＲＯ膜に代えて使用することができる。
The reverse osmosis membrane filtration device 12 is a filter provided with a reverse osmosis membrane (RO membrane), and while passing water through a reverse osmosis membrane (RO membrane) having a pore size of 2 nanometers or less, ions. It is a membrane that does not allow impurities other than water, such as salts and salts, to permeate, and is used to obtain fresh water from seawater and to remove water from dairy products and fruit juices for concentration. When purifying water or concentrating beverages using a reverse osmosis membrane, it is necessary to apply pressure to the liquid to be filtered (raw water), but the pressure depends on the salt concentration of the liquid to be filtered, and at least 5 About atmospheric pressure is required. When seawater is used as raw water, 55 atm or more is required to obtain fresh water from seawater. Therefore, the reverse osmosis membrane filtration device 12 is provided with a
In the case of a nanofilter (NF membrane) composed of a filtration membrane having a pore size of 1 to 2 nanometers, it can be used in place of the RO membrane.
逆浸透膜ろ過装置１２を透過した精製水はイオン交換により電解質が取り除かれる。このイオン交換には連続イオン交換装置（ＥＤＩ）１６が用いられる。この装置は、従来、イオン交換樹脂を一本一本設置して水を透過させていた技術を発展させ、イオン交換膜とイオン交樹樹脂とを組み合わせ、電気透析のように連続的に水を精製するものである。
連続イオン交換装置（ＥＤＩ）１６は陽極と陰極を備える電解槽に、通電時に陰イオンだけを陽極側に通過させる陰イオン交換膜と、通電時に陽イオンだけを陰極側に通過させる陽イオン交換膜を交互に並べ、その間にイオン交換樹脂を封入した構造で、電極に直流電流を流すと、水中の陰イオンは陽極側に、陽イオンは陰極側に泳動し、陽イオン交換膜、陰イオン交換膜の働きで、イオンが希釈される領域、濃縮される領域が現れる。イオンが希釈される領域を通過する水は純水になり、濃縮される領域を通過する濃縮水は排水される。イオン交換樹脂はイオンを一時的に保留する役割を担っている。
このような連続イオン交換装置１６はＥＤＩモジュールとして、例えばＧＥ製の型式：ＭＫ−３ Ｍｉｎｉ ＨＴ，ＭＫ−２ Ｍｉｎｉ ＨＴなどが市販されており、これらを好ましく使用することができる。連続イオン交換装置１６に代わり、陽イオン交換樹脂、及び、または、陰イオン交換樹脂を充填した充填塔を用いることも可能である。
The electrolyte of the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane filtration device 12 is removed by ion exchange. A continuous ion exchange device (EDI) 16 is used for this ion exchange. This device has developed a technology in which ion exchange resins are installed one by one to allow water to permeate, and by combining an ion exchange membrane and an ion exchange resin, water is continuously supplied like electrodialysis. It is to be purified.
The continuous ion exchange device (EDI) 16 has an anion exchange membrane that allows only anions to pass to the anode side when energized and a cation exchange membrane that allows only cations to pass to the cathode side when energized in an electrolytic tank provided with an anode and a cathode. When a direct current is passed through the electrodes, the anions in the water move to the anode side and the cations move to the cathode side, and the cation exchange membrane and anion exchange are exchanged. By the action of the membrane, a region where ions are diluted and a region where ions are concentrated appear. The water that passes through the region where the ions are diluted becomes pure water, and the concentrated water that passes through the region where the ions are concentrated is drained. The ion exchange resin plays a role of temporarily retaining ions.
As an EDI module for such a continuous ion exchange device 16, for example, GE models: MK-3 Mini HT, MK-2 Mini HT, and the like are commercially available, and these can be preferably used. Instead of the continuous ion exchange device 16, it is also possible to use a filling tower filled with a cation exchange resin or an anion exchange resin.
連続イオン交換装置１６で生成された脱イオン水は精製水タンク１８に貯留された後、ポンプ２１により圧送され、限外ろ過モジュール２０において限外ろ過（ＵＦ）される。限外ろ過（ＵＦ）は、飲料水の細菌やウイルスの除去、食品加工分野では蛋白質や酵素など熱に弱い物質の分離または濃縮、及び医療分野で人工透析等に使用される。この限外ろ過（ＵＦ）によって脱イオン水に含まれる微細な固形物、ウイルスを含む微生物及びエンドトキシンが除去される。
限外ろ過（ＵＦ）は、超純水製造分野で仕上げ段階の微粒子除去に使用されるろ過技術である。この実施形態では、直径０．５〜３０ｍｍ程度の太さで中空上の糸状に成型した中空糸膜を用いて、クロスフローろ過を行う。クロスフローろ過とすることで、全量ろ過よりも膜閉塞による劣化や破損が抑えられるようになり、長期運転が容易となる。
The deionized water generated by the continuous ion exchange device 16 is stored in the purified
Ultrafiltration (UF) is a filtration technique used in the field of ultrapure water production to remove fine particles in the finishing stage. In this embodiment, cross-flow filtration is performed using a hollow fiber membrane having a diameter of about 0.5 to 30 mm and molded into a hollow fiber. By using cross-flow filtration, deterioration and damage due to membrane blockage can be suppressed as compared with full-volume filtration, and long-term operation becomes easier.
ＵＦモジュール２０としては、中空糸膜の外表面から透過し、内表面から透過水が取り出されるように中空糸膜の外側から内側へろ過する（外圧式）と糸の内側から外側へろ過する（内圧式）が用いられるが外圧式を用いる方が次の点で好ましい。
・２次側（透過水側）の流路がシンプルであるため、少ない透過水量でも透過水側の滞留を防止でき、滞留による菌の発生やパイロジェンによる透過水の水質低下を防止できる。
・２次側がモジュールのハウジング内面と接触しないため、ハウジング内面への微生物付着、増加による透過水の水質低下を防止できる。
・均一な流路確保が難しい中空糸外表面側について、中空糸への透過流速を一定にしながら供給水量と濃縮水量を上げることにより供給水の滞留による微生物の繁殖を防止できる。
The
-Since the flow path on the secondary side (permeated water side) is simple, it is possible to prevent the permeation water side from staying even with a small amount of permeated water, and it is possible to prevent the generation of bacteria due to the retention and the deterioration of the permeated water quality due to pyrogen.
-Since the secondary side does not come into contact with the inner surface of the housing of the module, it is possible to prevent deterioration of the quality of permeated water due to the adhesion and increase of microorganisms on the inner surface of the housing.
-On the outer surface side of the hollow thread, where it is difficult to secure a uniform flow path, the growth of microorganisms due to the retention of the supplied water can be prevented by increasing the amount of supplied water and the amount of concentrated water while keeping the permeation flow velocity through the hollow thread constant.
中空糸膜の素材としては、特に限定されるものではなく、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ（４−メチルペンテン）、ポリビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロースやセラミック等の無機素材を選択できる。中でも膜強度の点からはポリフッ化ビニリデン、ポリスルホンが好ましい。
中空糸膜の細孔径については特に限定されず、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内で便宜選択することができる。分画分子量は１０００〜２００００のものが好ましく、更に好ましくは３０００〜１００００が望ましい。その場合、限外ろ過（ＵＦ）膜の孔の大きさが１０ｎｍ未満と考えられるため、現在最も小さいウイルスといわれるピコルナウイルスやバルボウイルスの除去が可能になり、同時にエンドトキシンも除去することができる。
中空糸膜への透過流速は０．１ｍ／ｈ〜０．３ｍ／ｈが好ましく、さらに好ましくは０．１５〜０．２５ｍ／ｈが望ましい。
The material of the hollow yarn film is not particularly limited, and is not particularly limited. Polyacrylonitrile, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide sulfone, polyvinylidene fluoride, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene polypropylene, polyethylene, polysulfone, poly. Inorganic materials such as ether sulfone, polyimide, polyetherimide, polyamide, polyetherketone, polyetheretherketone, poly (4-methylpentene), polyvinyl alcohol copolymer, cellulose, cellulose acetate and ceramic can be selected. Of these, polyvinylidene fluoride and polysulfone are preferable from the viewpoint of film strength.
The pore diameter of the hollow fiber membrane is not particularly limited, and can be conveniently selected within the range of 0.001 μm to 1 μm. The molecular weight cut-off is preferably 1000 to 20000, more preferably 3000 to 10000. In that case, since the pore size of the ultrafiltration (UF) membrane is considered to be less than 10 nm, it is possible to remove picornavirus and barbovirus, which are currently the smallest viruses, and at the same time, endotoxin can also be removed. ..
The permeation flow velocity through the hollow fiber membrane is preferably 0.1 m / h to 0.3 m / h, more preferably 0.15 to 0.25 m / h.
ＵＦ膜モジュール２０としては、多数本の上記中空糸膜からなる中空糸膜束を耐圧性の筒状ケース内に装填し、膜束の両端を筒状ケースに接着固定するとともに、片端または両端の接着固定部を切断して中空糸膜の内部を開口した構造を用いることができる。また、加圧した原水をモジュール内に導入し、中空糸膜面によってろ過を行うタイプの加圧型膜モジュールなどを用いることができる。
ＵＦ膜モジュール２０は、縦置き、すなわち両端の接着固定部を略鉛直方向に配置しても、横置き、すなわち両端の接着固定部を略水平方向に配置しても構わない。
As the
The
外圧式の中空糸膜を備えるＵＦ膜モジュール２０としては、例えば、旭化成株式会社製の商品名「マイクローザＵＦ（ＯＬＴ６０３６Ｈ）」等を好ましく使用できる。また、内圧式中空糸を備えるＵＦ膜モジュールとしては、例えば、旭化成株式会社製の商品名「マイクローザＵＦ（ＳＩＰ−３０２３）」があるが、これを外圧式として使用することも可能である。
外圧式の場合、ＵＦモジュール内の供給水側は、入口ノズルの内径に対してＵＦ膜モジュールのハウジングを一つの配管と考えると、内径が大きいため、ＵＦ膜モジュール内の流速が遅くなる。流速が遅くなると、ＵＦ膜モジュール内で滞留が生じ、ハウジング内面への微生物付着や滞留による水質低下が懸念される。
As the
In the case of the external pressure type, on the supply water side in the UF module, if the housing of the UF membrane module is considered as one pipe with respect to the inner diameter of the inlet nozzle, the inner diameter is large, so that the flow velocity in the UF membrane module becomes slow. When the flow velocity becomes slow, retention occurs in the UF membrane module, and there is a concern that microbial adhesion to the inner surface of the housing and deterioration of water quality due to retention may occur.
これを防ぐためには、供給水の流量を上げて流速を上げればよく、そのためには濃縮水の流量を上げればよい。すなわち、ＵＦ膜モジュール径をＬ１、中空糸膜外径をＬ２、中空糸膜本数をｎ、処理水の動粘性係数［温度により決定］をνとした場合に、供給水の流量がＳとなるよう適宜調整して、下記レイノルズ数が、１０００〜１００００となるように運転することが好ましく、２５００〜５０００がより好ましい。
なお、濃縮水流量を上記範囲にするために、濃縮水の一部をポンプのサクション側に戻すことにより循環運転することも有効である。
In order to prevent this, the flow rate of the supplied water may be increased to increase the flow velocity, and for that purpose, the flow rate of the concentrated water may be increased. That is, when the UF membrane module diameter is L1, the hollow fiber membrane outer diameter is L2, the number of hollow fiber membranes is n, and the kinematic viscosity coefficient [determined by temperature] of the treated water is ν, the flow rate of the supply water is S. It is preferable to operate so that the following Reynolds number is 1000 to 10000, and more preferably 2500 to 5000.
In addition, in order to keep the flow rate of concentrated water within the above range, it is also effective to carry out circulation operation by returning a part of concentrated water to the suction side of the pump.
限外ろ過モジュール２０を透過した水は、まず滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）に貯留される。滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）は、外部から不純物や微生物が入り込まないように隔離された貯蔵容器であればその形状に制限はない。また、タンクの材質についても特に制限はないが、容器から成分が溶出したり、錆の発生がないものを選定することがよい。例えば、ＳＵＳ３１６Ｌの電解研磨品が好ましく使われる。
滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）に貯留された水は、使用時になると液送ラインを通じて使用場所（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｕｓｅ：ＰＯＵ）に送られる。液送ラインは、無菌かつ清浄な状態で生産ラインの次工程又は小分け充填工程に滅菌注射用水を提供できる構造であることが好ましい。例えば、液送ラインに注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）に戻す循環ラインを備え、ＰＯＵで使用されなかった滅菌注射用水が滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）に常時循環される構造とすると、滞留による汚染を抑えられて好ましい。
The water that has passed through the
The water stored in the sterile injection water tank (WFITK) is sent to the place of use (point of use: POU) through the liquid feeding line at the time of use. The liquid feeding line preferably has a structure capable of providing sterile injection water to the next step or subdivision filling step of the production line in a sterile and clean state. For example, if the liquid feeding line is equipped with a circulation line for returning to the injection water tank (WFITK) and the structure is such that the sterile injection water not used in the POU is constantly circulated to the sterile injection water tank (WFITK), contamination due to retention is suppressed. Is preferable.
タンクの容量についても特に制約はなく、必要量に合わせて適宜設定することができる。
限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０の上流側又は下流側で且つ滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）より上流側には熱交換器４０を配置してもよい。熱交換器４０は、精製した注射用水を加熱殺菌して滅菌注射用水（ＷＦＩ）を製造するための設備であって、精製水を５０〜９０℃（好ましくは７０〜８０℃）に加熱して殺菌を行う。この加熱殺菌により製造される注射用水は殺菌され、滅菌注射用水（ＷＦＩ）として使用することができる。
The capacity of the tank is not particularly limited and can be appropriately set according to the required amount.
The
熱交換器４０における加熱方法に特に制限はなく、例えば、蒸気配管した加熱タンクで行うこともでき、また、二重管による対流式の熱交換器を使用して加熱殺菌することもできる。熱交換器４０が設置される位置は、滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）より上流側であれば、限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０の上流側及び下流側の何れであってもよい。熱交換器４０が限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０の上流側に設置される場合、限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０に送り込まれる水の温度は、５０〜９０℃以下であり、この温度領域で使用できる限外ろ過（ＵＦ）モジュールを選択する必要がある。例えば、クラレアクア株式会社製の商品名「Ｃ−０２−ＨＲ」、旭化成株式会社製の商品名「マイクローザＵＦ（ＯＬＴ６０３６Ｈ）」「マイクローザＵＦ（ＳＩＰ−３０２３）」等を好ましく使用できる。一方、熱交換器４０が限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０の下流側に設置される場合、限外ろ過（ＵＦ）モジュール２０に送り込まれる水は、常温であり、問題なく限外ろ過（ＵＦ）することができる。
更に限外ろ過モジュール２０に熱交換器４０を設置し、限外ろ過を行いながら殺菌することもできる。
The heating method in the
Further, a
以下に、限外ろ過を用いた注射用水の製造装置の使用法について説明する。
図１に示すように、原水をポンプ１４により逆浸透膜（ＲＯ膜）ろ過装置１２に送り、ろ過された精製水を連続イオン交換装置１６で電解質を除去する。連続イオン交換装置１６を通過した脱イオン水は、精製水タンク１８に貯留される。その後、貯留された精製水は、ポンプ２１により圧送され、限外ろ過モジュール２０より上流側に配置された熱交換器（ＨＥＸ）４０により５０〜９０℃（好ましくは７０〜８０℃）に加熱されてから、限外ろ過モジュール２０に送られ、限外ろ過される。限外ろ過モジュール２０で仕上げられた精製水は、滅菌注射用水として滅菌注射用水タンク３０に貯留される。
限外ろ過により滅菌注射用水から分離された濃縮水は、濃縮水ラインから廃棄及び／もしくは精製水製造ラインの任意の場所に戻される。ＵＦモジュール内のレイノルズ数を最適にするため、必要に応じて、濃縮水の一部をポンプのサクション側に戻すと良い。
The usage of the injectable water production apparatus using ultrafiltration will be described below.
As shown in FIG. 1, the raw water is sent to the reverse osmosis membrane (RO membrane) filtration device 12 by the
The concentrated water separated from the sterile injection water by ultrafiltration is discarded from the concentrated water line and / or returned to any location on the purified water production line. In order to optimize the Reynolds number in the UF module, it is advisable to return a part of the concentrated water to the suction side of the pump if necessary.
［実施例１］
図２に示した製造装置を使用し、次の条件で通水を実施した。
限外ろ過モジュール２０は、旭化成株式会社製の商品名「マイクローザＵＦ（ＯＬＴ６０３６Ｈ）」を使用した。この限外ろ過モジュール２０はクロスフローろ過、有効膜面積が３４ｍ２、分画分子量が６０００、中空糸材質はポリスルホンであり、このモジュール２０を１本使用した。透過水流量８．０ｍ３／ｈ、温度８０℃で運転した。また、濃縮水の一部はポンプのサクション側に戻すことにより、ＵＦモジュール内のレイノルズ数が３０００となるようにした。
［水質検査］
実施例１で製造した注射用水の品質を検査するために、限外ろ過モジュール２０を通過した注射用水をサンプリングして、エンドトキシン濃度を測定した。
エンドトキシン濃度測定は、日本薬局方におけるエンドトキシン試験法のうち、比濁法（光学的測定法）を用いた。この測定は、エンドトキシンによるライセート試液のゲル化に伴う濁度の変化を光学的に測定する方法である。
比較例１として、実施例１のＵＦを自社製の蒸留器に入れ替え運転を行った。処理流量は、実施例１よりも少ない２．０ｍ３／ｈとした。実施例１と同様に蒸留器を通過した注射用水をサンプリングして、比濁法によりエンドトキシンを測定した。
［試験結果］
実施例１で得られた注射用水に含まれるエンドトキシンの濃度は、検出限界の０．００５ＥＵ／ｍＬ以下であり、比較例１より２桁以上優れた結果であった。
以上のことから、本発明の注射用水の製造装置は、注射用水の製造装置として好ましく使用できることが示されている。
[Example 1]
Water was passed under the following conditions using the manufacturing apparatus shown in FIG.
For the
[Water quality inspection]
In order to inspect the quality of the injection water produced in Example 1, the injection water that passed through the
The endotoxin concentration was measured by using the turbidimetric method (optical measurement method) among the endotoxin test methods in the Japanese Pharmacopoeia. This measurement is a method of optically measuring the change in turbidity associated with the gelation of the lysate test solution by endotoxin.
As Comparative Example 1, the UF of Example 1 was replaced with a distiller manufactured in-house and operated. The treatment flow rate was 2.0 m 3 / h, which is less than that of Example 1. Water for injection that passed through the distiller was sampled in the same manner as in Example 1, and endotoxin was measured by the turbidimetric method.
[Test results]
The concentration of endotoxin contained in the water for injection obtained in Example 1 was 0.005 EU / mL or less, which is the detection limit, which was more than two orders of magnitude better than that of Comparative Example 1.
From the above, it is shown that the injectable water producing apparatus of the present invention can be preferably used as an injectable water producing apparatus.
［実施例２及び比較例２］
実施例２では、実施例１と同様のＵＦモジュールを用い、同様の条件で通水を実施した。
比較例２では、実施例２の外圧式のＵＦモジュールに対し、中空糸膜の内側から外側にろ過する内圧式に変更した。比較例２のＵＦモジュールは、旭化成株式会社製の型式ＳＩＰ−３０２３（有効膜面積：７．２ｍ２、分画分子量：６０００）とし、有効膜面積を合わせるため５本とした。
これらの実施例では、ＷＦＩ製造時にＵＦモジュールの処理水をサンプリングしてエンドトキシン濃度を測定した。エンドトキシン濃度測定は日本薬局方におけるエンドトキシン試験法の内、比濁法を用いた。表１は、エンドトキシン濃度の測定結果を示す。
実施例２では、エンドトキシン濃度測定値の増加が１６００日後から始まり、比較例２では、エンドトキシン濃度測定値の増加が１１００日後から始まっている。すなわち、エンドトキシン濃度の増加は外圧式ＵＦの方が遅く、外圧式ＵＦの方が長期運転に好ましいことが確認された。
[Example 2 and Comparative Example 2]
In Example 2, the same UF module as in Example 1 was used, and water was passed under the same conditions.
In Comparative Example 2, the external pressure type UF module of Example 2 was changed to an internal pressure type that filters from the inside to the outside of the hollow fiber membrane. The UF module of Comparative Example 2 was model SIP-3023 (effective film area: 7.2 m 2 , fractional molecular weight: 6000) manufactured by Asahi Kasei Corporation, and five modules were used to match the effective film area.
In these examples, the treated water of the UF module was sampled during WFI production to measure the endotoxin concentration. For the endotoxin concentration measurement, the turbidimetric method was used among the endotoxin test methods in the Japanese Pharmacopoeia. Table 1 shows the measurement results of endotoxin concentration.
In Example 2, the increase in the endotoxin concentration measurement value started after 1600 days, and in Comparative Example 2, the increase in the endotoxin concentration measurement value started after 1100 days. That is, it was confirmed that the increase in endotoxin concentration was slower in the external pressure type UF, and that the external pressure type UF was preferable for long-term operation.
１０：精製水製造部
１２：逆浸透膜ろ過装置
１４、２１：ポンプ
１６：連続イオン交換装置（ＥＤＩ）
１８：精製水タンク
２０：限外ろ過モジュール
３０：滅菌注射用水タンク（ＷＦＩＴＫ）
４０：熱交換器
ＥＤＩ：連続イオン交換
ＨＥＸ：熱交換器
ＰＯＵ：使用場所
ＲＯ：逆浸透
ＴＫ：タンク
ＵＦ：限外ろ過
ＷＦＩ：滅菌注射用水
10: Purified water production unit 12: Reverse osmosis
18: Purified water tank 20: Ultrafiltration module 30: Sterilized water tank for injection (WFITK)
40: Heat exchanger EDI: Continuous ion exchange HEX: Heat exchanger POU: Place of use RO: Reverse osmosis TK: Tank UF: Ultrafiltration WFI: Sterilized injection water
Claims (5)
中空糸膜の外表面に前記精製水が供給され中空糸膜の内表面から透過水が取り出される外圧式により限外ろ過を行うＵＦモジュールと、
前記ＵＦモジュールの透過水を貯留する滅菌注射用水タンクと、を備えていることを特徴とする注射用水の製造装置。 Purified water production department that reverse osmosis filtration and / or ion exchanges raw water into purified water
An UF module that performs ultrafiltration by an external pressure system in which the purified water is supplied to the outer surface of the hollow fiber membrane and permeated water is taken out from the inner surface of the hollow fiber membrane.
An injectable water producing apparatus comprising: a sterile injectable water tank for storing the permeated water of the UF module.
中空糸膜の外表面に前記精製水が供給され中空糸膜の内表面から透過水が取り出される外圧式により限外ろ過を行うＵＦモジュールによって前記精製水を限外ろ過して透過水とする透過水製造段階と、
前記透過水を滅菌注射用水タンクに貯留する透過水貯留段階と、によって注射用水を製造することを特徴とする注射用水の製造方法。 Purified water production stage in which raw water is reverse osmosis filtered and / or ion exchanged to obtain purified water.
The purified water is supplied to the outer surface of the hollow fiber membrane and the permeated water is taken out from the inner surface of the hollow fiber membrane. Permeation that ultrafilters the purified water into permeated water by an external pressure type UF module. Water production stage and
A method for producing water for injection, which comprises producing water for injection by a permeation water storage step of storing the permeated water in a sterilized water tank for injection.
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