JP2024055481A - 製薬用水製造システムの滅菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製薬用水製造システムを蒸気により滅菌した後の、限外濾過膜の乾燥による損傷を抑制する。【解決手段】貯留タンク１６から送られた被処理水を限外濾過膜１８Ｍを備えた膜濾過装置１８で濾過する製薬用水製造システ１２ムの滅菌方法であって、被処理水をタンクに貯留することによりタンクを貯留状態とし、膜濾過装置１８から被処理水を排出し膜濾過装置１８を蒸気により滅菌した後に膜濾過装置１８に、貯留状態を維持しているタンクから被処理水を送り限外濾過膜１８Ｍに被処理水を接触させる。【選択図】図１

Description

本願は、製薬用水製造システムの滅菌方法に関する。

注射用水を含む製薬用水を製造するにあたって、限外濾過膜（ＵＦ膜）によって被処理水を濾過することで、被処理水を蒸留させずに製造することが行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０－１２３８９７号公報

注射用水を含む製薬用水を製造するにあたって、限外濾過膜を用いる製薬用水製造システムでは、限外濾過膜を蒸気滅菌する場合がある。一般的には、蒸気滅菌は金属系の配管や蒸留器等の金属製機器に対し適用される。ところが、限外濾過膜は金属製機器と比較して温度に対する耐性が低い。したがって、従来行われてきた蒸気滅菌をそのまま適用することが可能であるか否かは不明であった。

本願は、限外濾過膜の蒸気滅菌を限外濾過膜の劣化なく行うことが可能な製薬用水製造システムの滅菌方法を提供することを目的とする。

製薬用水製造システムを蒸気により滅菌する場合、滅菌後に限外濾過膜に被処理水が接触していない状態が継続すると、限外濾過膜が乾燥して劣化することがある。例えば、新品の限外濾過膜に交換した直後であれば、製薬用水製造システムを運転することで、限外濾過膜の乾燥は抑制される。しかしながら、製薬用水製造システムに組み込まれた限外濾過膜を蒸気滅菌する場合には、蒸気滅菌後の製薬用水製造システムにおいて、限外濾過膜に被処理水が接触していない時間が継続することがある。

本開示の技術の発明者らは、鋭意検討した結果、限外濾過膜に蒸気が接触している際には限外濾過膜の劣化は殆ど進まないが、高温の状態で空気に接触している時間が継続すること、及び蒸気の供給停止後の放熱による急激な温度低下が生じること、によって劣化が激しくなることを見出した。特に、本来的には限外濾過膜が乾燥に至るはずのない短時間で限外濾過膜の強度低下や分離性能低下などの劣化が進む。このことから、限外濾過膜の劣化は、空気中の酸素に起因する不可逆的な劣化であるとの結論に至り、限外濾過膜の蒸気滅菌を限外濾過膜の劣化なく行うことが可能な解決手段を得た。

第一態様は、貯留タンクから送られた被処理水を限外濾過膜を備えた膜濾過装置で濾過する製薬用水製造システムの滅菌方法であって、前記被処理水をタンクに貯留することにより前記タンクを貯留状態とし、前記膜濾過装置から前記被処理水を排出し前記膜濾過装置を蒸気により滅菌した後に前記膜濾過装置に前記貯留状態を維持している前記貯留タンクから前記被処理水を送り前記限外濾過膜に前記被処理水を接触させる。

第一態様の製薬用水製造システムの滅菌方法では、被処理水をタンクに貯留しタンクを貯留状態とする。このタンクは、膜濾過装置に送る被処理水を貯留するための貯留タンクであってもよいが、この貯留タンクとは別に設けられたタンクであってもよい。さらにこのタンクは、製薬用水製造システムを構成しているタンクだけでなく、製薬用水製造システムを構成していないタンクであってもよい。

そして、膜濾過装置から被処理水を排出し膜濾過装置を蒸気により滅菌した後に膜濾過装置に、貯留状態を維持しているタンクから被処理水を送り限外濾過膜に被処理水を接触させる。タンクは被処理水が貯留された貯留状態に維持されているので、被処理水が貯留されていないタンクに被処理水を貯留し、その後にタンクから被処理水を膜濾過装置に送る構成と比較して、短時間で膜濾過装置に被処理水を送って限外濾過膜に被処理水を接触させることができる。また、熱交換器等の温度調整手段を用いて被処理水の温度を調整することで、タンクに被処理水が貯留されていない構成と比較して、短時間で膜濾過装置の温度低下速度の調整をすることが可能となる。滅菌後の限外濾過膜に被処理水が接触していない時間が継続しないので、限外濾過膜が乾燥により空気中の酸素に接触する時間も継続しない。すなわち、限外濾過膜の蒸気滅菌を限外濾過膜の劣化なく行うことが可能である。

なお、膜濾過装置中の被処理水が外部に流出しないように、膜濾過装置に通じる配管の端部を膜濾過装置内での限外濾過膜の最も高い部位よりもさらに高くしておくことや、膜濾過装置に通じる配管を弁等で封止すること等により、限外濾過膜に被処理水を接触させた状態を維持できる。

第二態様では、第一態様において、前記タンクが前記貯留タンクである。

すなわち、製薬用水製造システムにおいて、膜濾過装置に送る処理水を貯留する貯留タンクを、タンクとして用いるので、あらたにタンクを設ける必要がない。

第三態様では、第二態様において、前記貯留タンクを前記貯留状態とすることを、前記貯留タンクから前記被処理水を排出し前記貯留タンクを蒸気により滅菌した後に前記貯留タンクに前記被処理水を貯留することにより行う。

すなわち、膜濾過装置を蒸気により滅菌する前に、貯留タンクを蒸気により滅菌し、貯留タンクに被処理水を貯留した貯留状態にできる。

第四態様では、第二態様において、前記膜濾過装置に前記貯留タンクから前記被処理水を送り前記限外濾過膜に前記被処理水を接触させた後に、前記貯留タンクから前記被処理水を排出し前記貯留タンクを蒸気により滅菌した後に前記貯留タンクに前記被処理水を貯留する。

すなわち、膜濾過装置を蒸気により滅菌した後に、貯留タンクを蒸気により滅菌し、さらに貯留タンクに被処理水を貯留できる。

本開示の技術では、限外濾過膜の蒸気滅菌を限外濾過膜の劣化なく行うことが可能である。

図１は第一実施形態の製薬用水製造システムの構成図である。 図２は第一実施形態の製薬用水製造システムの制御装置を成すコンピュータを示す構成図である。 図３は第一実施形態の製薬用水製造システムにおける滅菌処理を示すフローチャートである。 図４は第一実施形態の変形例の製薬用水製造システムの構成図である。 図５は第二実施形態の製薬用水製造システムにおける滅菌処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して第一実施形態に係る製薬用水製造システム１２について説明する。この製薬用水製造システム１２は、注射用水を含む製薬用水を製造するためのシステムであり、本開示の技術の製薬用水製造システムの一例である。製薬用水製造システム１２に導入され、製薬用水製造システム１２によって処理されてユースポイント２２まで流れる

第一実施形態の製薬用水製造システム１２は、蒸気発生装置１４、貯留タンク１６、膜濾過装置１８、製薬用水タンク２０及びユースポイント２２を有している。製薬用水製造システム１２に導入され、製薬用水製造システム１２によって処理されてユースポイント２２まで流れる水は、本開示の技術の「被処理水」である。

蒸気発生装置１４は、本開示の技術では過熱水蒸気を発生させる装置である。過熱水蒸気は、沸点を超える温度まで加熱された水蒸気である。この過熱水蒸気を貯留タンク１６及び膜濾過装置１８に送ることで、貯留タンク１６及び膜濾過装置１８を含む部分を滅菌することができる。ただし、貯留タンク１６及び膜濾過装置１８を滅菌することが可能であれば、蒸気としては過熱水蒸気に限定されない。

貯留タンク１６には、前処理装置８２によって前処理された前処理水が流入配管３０を通じて供給される。前処理装置８２では、市水、井水、工業用水、常水等に対し、たとえば、濾過装置による濾過（逆浸透装置による濾過を含む）、電気脱イオン装置やイオン交換樹脂塔等のイオン交換装置によるイオン交換等の前処理がなされる。そして、貯留タンク１６では、流入配管３０を通じて流入された前処理水を貯留する。前処理水は、製薬用水製造システム１２によって処理される水であり、被処理水に含まれる。

流入配管３０には図示しない開閉弁が設けられている。この開閉弁が開弁されることで、前処理水を前処理装置８２から被処理水として貯留タンク１６内に導入することができる。

貯留タンク１６には、圧力センサ１６Ｐ、温度センサ１６Ｔ、水位センサ１６Ｌ及び導電率センサ１６Ｃが設けられている。圧力センサ１６Ｐは貯留タンク１６の内部の圧力を検出する。温度センサ１６Ｔは、貯留タンク１６の内部の温度を検出する。水位センサ１６Ｌは、貯留タンク１６の内部の水位を検出する。導電率センサ１６Ｃは、貯留タンク１６に貯留された被処理水の導電率を検出する。これらのセンサによって検出された各種データは、図２に示すコンピュータ１０２に送信される。

貯留タンク１６と膜濾過装置１８とは第一送水配管３２で接続されている。本開示の技術では、貯留タンク１６の水面が膜濾過装置１８の内部の限外濾過膜１８Ｍの上端よりも鉛直方向で高くなるように、貯留タンク１６の鉛直方向の位置が設定されている。第一送水配管３２には第一ポンプ２４が設けられている。第一ポンプ２４を駆動することで、被処理水を、第一送水配管３２を通して貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ送ることができる。

本開示の技術では、膜濾過装置１８は、疎水性の限外濾過膜１８Ｍを有している。膜濾過装置１８の内部は限外濾過膜１８Ｍによって区画されており、区画された一方の領域に流される被処理水を限外濾過膜１８Ｍによって濾過する。そして、限外濾過膜１８Ｍを通過しなかった被処理水が濃縮水として外部に排出される。限外濾過膜１８Ｍを通過した被処理水は製薬用水タンク２０に送られる。限外濾過膜１８Ｍとしては、たとえば、分画分子量６０００の中空糸膜等を用いることができるが、これに限定されない。

膜濾過装置１８には、圧力センサ１８Ｐ、温度センサ１８Ｔ及び導電率センサ１８Ｃが設けられている。圧力センサ１８Ｐは膜濾過装置１８の内部の圧力を検出する。温度センサ１８Ｔは、膜濾過装置１８の内部の温度を検出する。導電率センサ１８Ｃは、膜濾過装置１８内の被処理水の導電率を検出する。これらのセンサによって検出されたデータは、図２に示すコンピュータ１０２に送信される。

第一送水配管３２では、第一ポンプ２４の上流側及び下流側から排出配管３４が分岐している。排出配管３４のそれぞれには開閉弁３６が設けられている。開閉弁３６の少なくとも一方を開弁することで、第一送水配管３２から被処理水を製薬用水製造システム１２の外部に排出することができる。開閉弁３６の両方を閉弁することで、被処理水を排出することなく貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ送ることができる。

第一送水配管３２には開閉弁３８が設けられている。本開示の技術では、貯留タンク１６は膜濾過装置１８よりも鉛直方向で高い位置に設けられている。したがって、貯留タンク１６内の水位が膜濾過装置１８内に水位よりも高ければ、第一ポンプ２４を駆動しなくても、開閉弁３８を開弁することで、重力により貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ被処理水が流れる。開閉弁３８を閉弁することで、貯留タンク１６から膜濾過装置１８への被処理水の流れを遮断できる。

膜濾過装置１８と製薬用水タンク２０とは、第二送水配管４６で接続されている。第二送水配管４６からは排出配管４８が分岐している。排出配管４８には開閉弁５０が設けられている。開閉弁５０を開弁することで、第二送水配管４６から被処理水を製薬用水製造システム１２の外部に排出することができる。開閉弁５０を閉弁することで、被処理水を排出することなく、膜濾過装置１８から製薬用水タンク２０に送ることが可能となる。なお、排出配管４８に代えて、あるいは併用して、貯留タンクへの還流配管５２において、貯留タンク１６付近に排出配管を設けた構成としてもよい。

製薬用水タンク２０には、圧力センサ２０Ｐ、温度センサ２０Ｔ及び水位センサ２０Ｌが設けられている。圧力センサ２０Ｐは製薬用水タンク２０の内部の圧力を検出する。温度センサ２０Ｔは、製薬用水タンク２０内の温度を検出する。水位センサ２０Ｌは、製薬用水タンク２０内の水位を検出する。これらのセンサによって検出されたデータは、図２に示すコンピュータ１０２に送信される。

第二送水配管４６において、排出配管４８の分岐部分よりも下流側からは、還流配管５２が分岐している。還流配管５２の先端は貯留タンク１６に接続されている。

第二送水配管４６において、還流配管５２の分岐部分よりも下流側には開閉弁５４が設けられている。開閉弁５４を開弁することで、被処理水を膜濾過装置１８から製薬用水タンク２０に送ることができる。開閉弁５４を閉弁することで、膜濾過装置１８から製薬用水タンク２０への被処理水の流れを遮断できる。なお、製薬用水タンク２０に送られる被処理水は、膜濾過装置１８によって濾過されており、製薬用水として利用可能な程度に異物が除去されている。

還流配管５２には開閉弁５６が設けられている。開閉弁５６を開弁することで、製薬用水を膜濾過装置１８から貯留タンク１６に戻す流路が構成される。開閉弁５６を閉弁することで、膜濾過装置１８から貯留タンク１６への製薬用水の流れ（戻り）を遮断することができる。

本開示の技術では、製薬用水タンク２０には、製造された製薬用水が貯留される。この製薬用水が加熱されていない場合、製薬用水タンク２０には、精製水、又はコールドＷＦＩ（Ｗａｔｅｒ ｆｏｔ Ｉｎｊｅｎｔｉｏｎ：注射用水）が貯留される。これに対し、貯留タンク１６から製薬用水タンク２０に至る配管、たとえば第一送水配管３２又は第二送水配管４６に設けられた不図示の熱交換器により被処理水を加熱した場合、製薬用水タンク２０には、たとえば６０℃以上８５℃以下の温度範囲に加熱された注射用水が貯留される。

製薬用水タンク２０には、循環配管６０が設けられている。循環配管６０には、第二ポンプ２６及び熱交換器６２が設けられている。第二ポンプ２６を駆動することで、製薬用水タンク２０に貯留された製薬用水を、一旦製薬用水タンク２０の外部に排出し、循環配管６０によって、製薬用水タンク２０に戻す（循環させる）ことができる。

熱交換器６２には図示しない熱源から熱媒が供給されるようになっている。熱交換器６２は、この熱媒と、循環配管６０を流れる製薬用水との間で熱交換を行い、製薬用水の温度を所定以上に昇温または維持する。このように製薬用水の温度を所定以上とすることで、製薬用水は注射用水として利用可能な状態に維持される。

循環配管６０において、熱交換器６２の下流側からは供給配管６４が分岐している。供給配管６４の先端はユースポイント２２に接続されている。供給配管６４には、開閉弁６６が設けられている。開閉弁６６を開弁することで、循環配管６０を流れる製薬用水を、供給配管６４を通じてユースポイント２２に送ることができる。

蒸気発生装置１４には、蒸気供給配管７２の一端が接続されている。蒸気供給配管７２は３本に分岐しており、分岐した配管の先端（他端）はそれぞれ貯留タンク１６、膜濾過装置１８及び製薬用水タンク２０に接続されている。蒸気供給配管７２には図示しない流路切換弁が設けられており、蒸気発生装置１４で発生された蒸気を、貯留タンク１６、膜濾過装置１８及び製薬用水タンク２０のうちの任意の１つ又は複数に供給することができる。

さらに、製薬用水製造システム１２は、圧縮気体配管７４を有している。圧縮気体配管７４の一端はコンプレッサー８４に接続されている。圧縮気体配管７４は３本に分岐しており、分岐した配管の先端（他端）はそれぞれ貯留タンク１６、膜濾過装置１８及び製薬用水タンク２０に接続されている。圧縮気体配管７４には図示しない流路切換弁が設けられており、コンプレッサー８４で発生された圧縮気体を、貯留タンク１６、膜濾過装置１８及び製薬用水タンク２０のうちの任意の１つ又は複数に供給することができる。圧縮気体としては、たとえば圧縮空気であってもよく、また、圧縮された窒素ガスであってもよい。これらの圧縮気体からは、製薬用水製造システム１２に供給されても、製造される製薬用水の品質に問題がない程度に、不純物が除去されている。

貯留タンク１６には、排気配管２８の一端が接続されている。排気配管２８の他端は大気に開放されている。排気配管２８には、開閉弁４０が設けられている。開閉弁４０は、貯留タンク１６側の圧力が、大気側の圧力よりも所定以上高くなった場合に開放される、いわゆるフリーザー弁、例えば孔径０．２μｍの疎水性フィルター等である。これにより、貯留タンク１６内の圧力は所定の圧力以下に保たれる。

なお、図面において、蒸気発生装置１４で発生された蒸気が流れる配管を破線で示している。また、コンプレッサー８４で発生された圧縮気体が流れる配管を一点鎖線で示している。さらに、被処理水が流れる配管を実線で示している。ただし、処理水が流れる配管に、圧縮空気を流す場合もある。

図２には、第一実施形態において、製薬用水製造システム１２の滅菌処理を制御するコンピュータ１０２の内部構成が示されている。

コンピュータ１０２は、プロセッサ１０４、メモリ１０６、ストレージ１０８、表示部１１０、入力部１１２、受付部１１４及び通信部１１６を有している。

ストレージ１０８には、コンピュータ１０２を制御装置として機能させるための制御プログラムが記憶されている。この制御プログラムがメモリ１０６上で展開され、さらにプロセッサ１０４において実行されることにより、コンピュータ１０２は制御装置として機能する。本願の開示の技術では、制御プログラムは、製薬用水製造システム１２に対し滅菌処理を行う滅菌プログラム７０を含んでいる。

表示部１１０は、たとえばディスプレイ及び表示ランプ等である。表示部１１０は、コンピュータ１０２の状態や、このコンピュータ１０２に接続された各種機器の状態等を表示する。

入力部１１２は、たとえばキーボード、マウス及びスイッチ等である、入力部１１２は、作業者からコンピュータ１０２に対する各種の入力を受け付ける。

受付部１１４は、後述するように、製薬用水製造システム１２の立ち上げ時に、本願の開示の技術の立ち上げ方法を実行する指示を受け付ける。実質的に、入力部１１２の一部が受付部１１４の機能を有するように構成できる。表示部１１０をタッチパネルとして構成し、入力部１１２及び受付部１１４を兼ねるようにしてもよい。

通信部１１６は、たとえば、圧力センサ１６Ｐ、温度センサ１６Ｔ、水位センサ１６Ｌ、圧力センサ１８Ｐ、温度センサ１８Ｔ、圧力センサ２０Ｐ、温度センサ２０Ｔ及び水位センサ２０Ｌと通信し、これらのセンサとデータの送受信を行う。また、通信部１１６は、第一ポンプ２４及び第二ポンプ２６と通信し、これらのポンプを制御する信号の送受信を行う。さらに、図２では図示を省略しているが、製薬用水製造システム１２に設けられた各種の弁と信号の送受信を行い、これらの弁の開閉を制御する。

第一実施形態の製薬用水製造システム１２では、製薬用水製造工程が実行されることで、製薬用水が製造される。製薬用水を製造する場合は、まず、前処理装置８２で製造された前処理水が貯留タンク１６に被処理水として供給される。貯留タンク１６に貯留された被処理水は、開閉弁３８が開弁された状態で第一ポンプ２４が駆動されることで、第一送水配管３２を通って膜濾過装置１８に供給される。この被処理水は、膜濾過装置１８で処理（濾過）されることで、製薬用水となる。製薬用水の一部は、開閉弁５６が開弁された状態で還流配管５２によって貯留タンク１６に戻され、他は開閉弁５４が開弁された状態で、製薬用水タンク２０に送られる。

次に、第一実施形態の製薬用水製造システム１２の滅菌方法、及び作用について説明する。

図３には、第一実施形態の製薬用水製造システム１２における滅菌方法を行う場合のフローチャートの一例が示されている。この滅菌方法では、ストレージ１０８に記憶された滅菌プログラム７０がメモリ１０６上で展開され、プロセッサ１０４において実行される。滅菌処理は、貯留タンク１６と膜濾過装置１８とを含む系を蒸気により滅菌することを含む。

[膜濾過装置の封止工程]
製薬用水製造システム１２における滅菌方法を実行する場合、まず、上記した製薬用水製造工程が停止される。そして、コンピュータ１０２は、ステップＳ１０２において、膜濾過装置１８を封止する。具体的には、開閉弁３８及び開閉弁５６が閉弁される。また、開閉弁５０及び開閉弁５４も閉弁される。これにより、膜濾過装置１８内から被処理水が流出しなくなり、限外濾過膜１８Ｍに被処理水を接触させた状態が維持される。

[貯留タンク内の蒸気滅菌工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１０４において、貯留タンク１６内を蒸気滅菌する。具体的には、まず、開閉弁３６を開弁すると共にコンプレッサー８４から圧縮空気を貯留タンク１６に供給する。これにより、貯留タンク１６に残存している被処理水が排出配管３４から排出され、貯留タンク１６が水抜きされる。その後、蒸気供給配管７４の図示しない開閉弁を閉じることで、コンプレッサー８４からの圧縮空気の供給を停止する。また、開閉弁３６も閉弁する。さらに、蒸気発生装置１４から過熱水蒸気を貯留タンク１６に供給することで、貯留タンク１６内が滅菌される。実際には、貯留タンク１６に接続されている第一送水配管３２において、貯留タンク１６に通じている部分も蒸気により滅菌される。

[貯留タンク内の冷却・置換工程]
貯留タンク１６の滅菌が終了した後、コンピュータ１０２は、ステップＳ１０６において、貯留タンク１６内を冷却しつつ、気体の置換を行う。具体的には、蒸気発生装置１４から貯留タンク１６への蒸気の供給を停止する。そして、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて貯留タンク１６に圧縮気体を供給する。圧縮気体によって貯留タンク１６内が冷却されると共に、貯留タンク１６内の気体が蒸気から圧縮気体に置換される。貯留タンク１６内の蒸気は排出配管３４から排出される。貯留タンク１６内の冷却が終了すると、開閉弁３６が閉弁される。

[貯留タンク内の水張り工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１０８において、貯留タンク１６内への水張りを行う。具体的には、まず、前処理装置８２から流入配管３０を通じて前処理水を貯留タンクに供給する。そして、貯留タンク１６内の水量が所定水量に達したら、コンピュータ１０２は、貯留タンク１６への前処理水の供給を停止する。これにより、貯留タンク１６は、被処理水が貯留された貯留状態とされる。貯留タンク１６内の水量が所定水量に達した否かの判断には、たとえば、水位センサ１６Ｌにより検出された水位を用いることができる。また、貯留タンク１６への前処理水の供給流量（単位時間当たりの供給量）が分かっている場合には、供給時間が所定時間に達したことで、貯留タンク１６内の水量が所定水量に達したと判断してもよい。

なお、このように貯留タンク１６に被処理水を導入している状態では、開閉弁４０は開弁されている。これにより、貯留タンク１６内の気体は、排気配管２８から外部に排出される。

[膜濾過装置内の水抜き工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１１０において、膜濾過装置１８の水抜きを行う。具体的には、開閉弁５０を開弁すると共に、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて膜濾過装置１８に圧縮気体を供給する。これにより、膜濾過装置１８内の被処理水が排出配管４８から排出され、膜濾過装置１８が水抜きされる。なお、膜濾過装置１８の水抜きは、貯留タンク１６内への水張りが終了した後でなくてもよい。換言すれば、膜濾過装置１８内への水張り（後述する）によって限外濾過膜１８Ｍに被処理水を接触させる前に、貯留タンク１６内への水張りが終了していればよい。

[膜濾過装置内の蒸気滅菌工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１１２において、膜濾過装置１８を蒸気滅菌する。具体的には、蒸気発生装置１４から、蒸気供給配管７２を通じて過熱水蒸気を膜濾過装置１８に供給する。これにより、膜濾過装置１８内が滅菌される。実際には、膜濾過装置１８に接続されている第一送水配管３２及び第二送水配管４６において、膜濾過装置１８に通じている部分も蒸気により滅菌される。なお、排出配管４８に代えて、あるいは併用して、還流配管５２における貯留タンク１６付近に排出配管を設ける構成とした場合には、膜濾過装置１８の蒸気滅菌と同時に、この排出配管も蒸気滅菌可能である。この場合、貯留タンク１６、膜濾過装置１８及び還流配管５２で構成される循環系全体を滅菌できる。

[膜濾過装置内の冷却・置換工程]
膜濾過装置１８の滅菌が終了した後、コンピュータ１０２は、ステップＳ１１４において、膜濾過装置１８内を冷却しつつ、気体の置換を行う。具体的には、蒸気発生装置１４から膜濾過装置１８への蒸気の供給を停止する。そして、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて膜濾過装置１８内に圧縮気体を供給する。圧縮気体によって膜濾過装置１８内が冷却されると共に、膜濾過装置１８内の気体が蒸気から圧縮気体に置換される。膜濾過装置１８内の蒸気は排出配管４８から排出される。膜濾過装置１８内の冷却が終了すると、開閉弁５０が閉弁される。

[膜濾過装置内の水張り工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１１６において、膜濾過装置１８内への水張りを行う。具体的には、開閉弁３８を開弁する。貯留タンク１６は、被処理水が貯留された貯留状態が維持されている。貯留タンク１６内の水位が膜濾過装置１８内に水位よりも高ければ、第一ポンプ２４を駆動しなくても、重力により貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ被処理水が流れる。すなわち、貯留タンク１６内に既に被処理水が貯留されているので、膜濾過装置１８の蒸気滅菌後に、この被処理水を直ちに膜濾過装置１８に流して膜濾過装置１８の水張りを行うことが可能である。重力により膜濾過装置１８の水張りを行うので、膜濾過装置１８の限外濾過膜１８Ｍの破損のおそれを小さくできる。

また、膜濾過装置１８内への水張りは、膜濾過装置１８内の温度が１００℃以下になった時点、好ましくは６５℃以上８５℃以下の所定の温度になった時点で開始すると、膜濾過装置１８内の限外濾過膜１８Ｍが圧縮気体にさらされている時間を短くできる。この場合、貯留タンク１６内に貯留する被処理水の温度を、貯留タンク１６内の被処理水の温度と概ね同じ（±１０℃の範囲）になるように、貯留タンク１６内の被処理水を加熱しておくか、又は貯留タンク１６と膜濾過装置１８との間の第一送水配管３２に加熱装置を設けて加熱することで、加熱した被処理水を膜濾過装置１８内に供給することが可能である。

さらに、この方法を用いた場合には、限外濾過膜１８Ｍが圧縮気体にさらされている時間を短くできると共に、膜濾過装置１８内の水張り後には限外濾過膜１８Ｍの急激な温度低下を抑制できるため、急激な温度低下による限外濾過膜１８Ｍの劣化の抑制も期待できる。

以上により、製薬用水製造システム１２の滅菌が終了する。

なお、貯留タンク１６内及び膜濾過装置１８内の被処理水の水質が所望の水質になっている場合は、開閉弁３８及び開閉弁５４を開弁し、開閉弁３６、５０を閉弁する。そして、第一ポンプ２４を駆動することにより、貯留タンク１６から膜濾過装置１８を経て製薬用水タンク２０まで、第一送水配管３２及び第二送水配管４６を通じて被処理水を送ることができる。

また、この状態で、開閉弁５４を閉弁し開閉弁５６を開弁すれば、貯留タンク１６から膜濾過装置１８を経て貯留タンク１６まで、第一送水配管３２、第二送水配管４６の一部、及び還流配管５２を通じて被処理液を循環させることができる。

開閉弁６６を閉弁した状態で第二ポンプ２６を駆動することで、製薬用水タンク２０に貯留された製薬用水を、製薬用水タンク２０から循環配管６０を通り、製薬用水タンク２０に循環させることが可能である。また、この状態で開閉弁６６を開弁することで、製薬用水タンク２０からユースポイント２２へ、循環配管６０の一部及び供給配管６４を通じて製薬用水を送ることが可能である。循環配管６０には熱交換器６２が設けられており、熱交換器６２によって製薬用水を所定の温度に昇温することで、製薬用水を注射用水として使用することも可能である。

以上説明したように、第一実施形態の製薬用水製造システムの滅菌方法では、蒸気により貯留タンク１６の滅菌を行った後に、貯留タンク１６に被処理水を貯留した状態とする。そして、蒸気により膜濾過装置１８の滅菌を行った後に、既に貯留タンク１６に貯留されている被処理水を膜濾過装置１８に導入する。ここで、比較例として、膜濾過装置１８の滅菌が終了した段階で貯留タンク１６に被処理水が貯留されていない構成を想定する。比較例の構成では、貯留タンク１６に被処理水を貯留した後に、この貯留された被処理水を膜濾過装置１８に導入するので、被処理水が膜濾過装置１８の限外濾過膜１８Ｍに接触するまでの時間が長くなる。しかし、第一実施形態では、蒸気により貯留タンク１６の滅菌を行った後に、貯留タンク１６に貯留されている被処理水を膜濾過装置１８に導入するので、限外濾過膜１８Ｍに被処理水が接触していない時間が継続しない。このため、従来から金属製機器に対して行われてきた蒸気滅菌を限外濾過膜１８Ｍに適用した場合でも、限外濾過膜１８Ｍに被処理水が接触しない時間が継続することに起因する限外濾過膜１８Ｍの劣化を抑制できる。すなわち、本開示の技術によれば、限外濾過膜１８Ｍの蒸気滅菌を、限外濾過膜１８Ｍの劣化なく行うことが可能な製薬用水製造システム１２の滅菌方法が得られる。

なお、上記では、膜濾過装置１８内の水張りを、貯留タンク１６内に貯留された被処理水を用いて行っているが、貯留タンク１６とは別のタンクを設け、このタンクに貯留した被処理水を用いて、膜濾過装置１８内に水張りを行うようにしてもよい。すなわち、膜濾過装置１８内の水張りの開始時点で、貯留タンク１６とは別に設けたタンクが被処理水の貯留状態になっていれば、このタンクから被処理水を膜濾過装置１８内に送る。これにより、蒸気により貯留タンク１６の滅菌を行った後に、限外濾過膜１８Ｍに被処理水が接触していない時間が継続しない方法を実現できる。貯留タンク１６とは別に設けたタンクは、製薬用水製造システム１２を構成しているタンクに限らず、製薬用水製造システム１２を構成していないタンクであってもよい。たとえば、タンクを搭載した車両を用意し、この車両に搭載されたタンクを、本開示の製薬用水製造システムの滅菌方法に用いてもよい。タンクへの被処理水の貯留は、製薬用水製造システム１２の設置現場において行ってもよい。

なお、膜濾過装置１８を蒸気により滅菌した後、限外濾過膜の乾燥を抑制するためには、たとえば、貯留タンク１６に被処理水を貯留させながら、貯留タンク１６から膜濾過装置１８に被処理水を送る構成も考えられる。しかし、貯留タンク１６に十分な量の被処理水が貯留されていない状態で、貯留タンク１６から膜濾過装置１８に被処理水を送ると、被処理水中にエアが混入し、膜濾過装置１８に送られてしまうおそれがある。また、貯留タンク１６から膜濾過装置１８に被処理水を送る場合に、断続的に送水してしまうと、いわゆるウォーターハンマーによって、被処理水が衝撃的に限外濾過膜に当たり、限外濾過膜の損傷を招くおそれがある。しかし、本開示の技術では、貯留タンク１６に十分な量の被処理水を貯留し、この被処理水を膜濾過装置１８に送るので、被処理水にエアが混入しない。また、貯留タンク１６から連続的に膜濾過装置１８に被処理液を送ることで、いわゆるウォーターハンマーによる限外濾過膜１８Ｍの損傷を抑制できる。

次に、第一実施形態の変形例について説明する。変形例において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図４に示すように、変形例の製薬用水製造システム９２では、第一送水配管３２から、循環配管９４が分岐している。循環配管９４の一端（第一送水配管３２からの分岐部）は、第一送水配管３２において、第一ポンプ２４よりも下流で、開閉弁３８よりも上流の位置である。循環配管９４の他端は、貯留タンク１６に接続されている。

循環配管９４には、開閉弁９６が設けられている。開閉弁９６を開弁することで、被処理水が第一送水配管３２との分岐部から循環配管９４を流れ貯留タンク１６に戻す（循環させる）ことが可能である。

このような構成とされた変形例の製薬用水製造システム９２では、貯留タンク１６に所定の水位まで被処理水を貯留しなくても、上記したウォーターハンマーを抑制して貯留タンク１６から膜濾過装置１８に被処理水を送ることができる。

具体的には、開閉弁３８を閉弁し、開閉弁９６を開弁した状態として、第一ポンプ２４を駆動する。これにより、貯留タンク１６内の被処理水が、第一送水配管３２における分岐部から循環配管９４を通って貯留タンク１６内に戻る流れが実現される。この状態で、徐々に開閉弁３８を開弁することで、貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ徐々に被処理水が流れる。このため、いわゆるウォーターハンマーによる限外濾過膜１８Ｍの劣化を抑制しつつ、膜濾過装置１８に被処理水を供給して膜濾過装置１８の水張りを行うことができる。

第二実施形態では、常に第一送水配管３２及び循環配管９４を流れる被処理水の循環を行うことで、第一送水配管３２及び循環配管９４での被処理水の滞留を抑制できる。

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、製薬用水製造システムの全体構成及びコンピュータの構成は第一実施形態として示した図１及び図２と同様であるので図示を省略する。また、第二実施形態においても、製薬用水製造システム１２の滅菌方法を実行する場合、まず、製薬用水製造工程は停止される。

図５には、第二実施形態の製薬用水製造システムの滅菌方法を行う場合のフローチャートの一例が示されている。この滅菌方法では、第一実施形態と同様に、ストレージ１０８に記憶された滅菌プログラム７０がメモリ１０６上で展開され、プロセッサ１０４において実行される（図２参照）。滅菌処理は、貯留タンク１６と膜濾過装置１８とを含む系を蒸気により滅菌することを含む。第二実施形態において、製薬用水製造システム１２の滅菌方法を実行する場合には、貯留タンク１６内には被処理水が貯留された貯留状態が維持されている。

[膜濾過装置内の水抜き工程]
コンピュータ１０２は、ステップＳ１４２において、膜濾過装置１８の水抜きを行う。具体的には、第一実施形態と同様に、開閉弁５０を開弁すると共に、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて膜濾過装置１８に圧縮気体を供給する。これにより、膜濾過装置１８内の被処理水が排出配管４８から排出され、膜濾過装置１８が水抜きされる。

[膜濾過装置内の蒸気滅菌工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１４４において、膜濾過装置１８を蒸気滅菌する。蒸気発生装置１４から、蒸気供給配管７２を通じて過熱水蒸気を膜濾過装置１８に供給することにより、膜濾過装置１８内が滅菌される。膜濾過装置１８に接続されている第一送水配管３２及び第二送水配管４６において、膜濾過装置１８に通じている部分も蒸気により滅菌される。

[膜濾過装置内の冷却・置換工程]
膜濾過装置１８の滅菌が終了した後、コンピュータ１０２は、ステップＳ１４６において、膜濾過装置１８内を冷却しつつ、気体の置換を行う。すなわち、蒸気発生装置１４から膜濾過装置１８への蒸気の供給を停止し、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて膜濾過装置１８内に圧縮気体を供給する。これにより、膜濾過装置１８内が冷却されると共に、膜濾過装置１８内の気体が蒸気から圧縮気体に置換される。膜濾過装置１８内の蒸気は排出配管４８から排出される。膜濾過装置１８内の冷却が終了すると、開閉弁５０が閉弁される。

[膜濾過装置内の水張り工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１４８において、膜濾過装置１８内への水張りを行う。具体的には、開閉弁３８を開弁する。貯留タンク１６内の水位が膜濾過装置１８内に水位よりも高ければ、第一ポンプ２４を駆動しなくても、重力により貯留タンク１６から膜濾過装置１８へ被処理水が流れる。すなわち、貯留タンク１６内に既に被処理水が貯留されているので、膜濾過装置１８の蒸気滅菌後に、この被処理水を直ちに膜濾過装置１８に流して膜濾過装置１８の水張りを行うことが可能である。

[膜濾過装置の封止工程]
そして、コンピュータ１０２は、ステップＳ１５０において、膜濾過装置１８を封止する。開閉弁３８、開閉弁５６、開閉弁５０及び開閉弁５４が閉弁される。

[貯留タンク内の蒸気滅菌工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１５２において、貯留タンク１６内を蒸気滅菌する。すなわち、開閉弁３６を開弁し、コンプレッサー８４から圧縮空気を貯留タンク１６に供給することにより、貯留タンク１６の被処理水が排出配管３４から排出され、貯留タンク１６が水抜きされる。その後、コンプレッサー８４からの圧縮空気の供給を停止し、開閉弁３６も閉弁する。そして、蒸気発生装置１４から過熱水蒸気を貯留タンク１６に供給する。貯留タンク１６に接続されている第一送水配管３２において、貯留タンク１６に通じている部分も蒸気により滅菌される。

[貯留タンク内の冷却・置換工程]
貯留タンク１６の滅菌が終了した後、コンピュータ１０２は、ステップＳ１５４において、貯留タンク１６内の冷却しつつ、気体の置換を行う。すなわち、蒸気発生装置１４から貯留タンク１６への蒸気の供給を停止し、コンプレッサー８４から、圧縮気体配管７４を通じて貯留タンク１６に圧縮気体を供給する。圧縮気体によって貯留タンク１６内が冷却され、貯留タンク１６内の気体が蒸気から圧縮気体に置換される。貯留タンク１６内の蒸気は排出配管３４から排出される。貯留タンク１６内の冷却が終了すると、開閉弁３６が閉弁される。

[貯留タンク内の水張り工程]
次に、コンピュータ１０２は、ステップＳ１５６において、貯留タンク１６内への水張りを行う。すなわち、前処理装置８２から流入配管３０を通じて前処理水を貯留タンクに供給する。そして、貯留タンク１６内の水量が所定水量に達したら、コンピュータ１０２は、貯留タンク１６への前処理水の供給を停止する。貯留タンク１６内の水量が所定水量に達した否かの判断には、たとえば、第一実施形態と同様に、水位センサ１６Ｌにより検出された水位を用いることができる。また、貯留タンク１６への前処理水の供給流量（単位時間当たりの供給量）が分かっている場合には、供給時間が所定時間に達したことで、貯留タンク１６内の水量が所定水量に達したと判断してもよい。

貯留タンク１６に被処理水を導入している状態では、開閉弁４０は開弁状態とされ、貯留タンク１６内の気体は、排気配管２８から外部に排出される。

以降は、第一実施形態と同様に、貯留タンク１６内及び膜濾過装置１８内の被処理水の水質を確認する。被処理水の水質が所望の水質になっている場合は、製薬用水タンク２０に貯留された製薬用水を、循環配管６０で循環させると共に、ユースポイント２２へ送ることが可能である。

なお、第二実施形態においても、貯留タンク１６とは別のタンクを設け、膜濾過装置１８内の水張りを、このタンクに貯留した被処理水を用いて行うようにしてもよい。

上記では、貯留タンク１６内を蒸気滅菌している状態で、貯留タンク１６に接続されている各種配管についても、貯留タンク１６と通じている部分には蒸気が流れるので、蒸気滅菌できる。同様に、膜濾過装置１８内を蒸気滅菌している状態で、膜濾過装置１８に接続されている各種配管についても、膜濾過装置１８と通じている部分を蒸気滅菌できる。たとえば、膜濾過装置１８内を蒸気滅菌している状態で、開閉弁５６を開弁すれば、蒸気が第二送水配管４６の一部を経て還流配管５２を流れる。すなわち、膜濾過装置１８内の蒸気滅菌に併せて、第二送水配管４６の一部及び還流配管５２も蒸気滅菌できる。

本開示の技術において、タンク（貯留タンク１６であっても、貯留タンク１６とは別に設けるタンクでもよい）又は第一送水配管３２に、熱交換器等の温度調整手段を設けてもよい。これにより、タンクから膜濾過装置１８内に送られる被処理水の温度を所望の温度に調整できる。たとえば、タンクに被処理水が貯留されていない構成と比較して、タンク又は第一送水配管３２に温度調整手段を設けた構成では、短時間で膜濾過装置１８内の温度低下速度の調整をすることが可能である。

上記では、本開示の技術における滅菌方法を適用する製薬用水製造システムとして、製薬用水製造システムを例示したが、製薬用水製造システムは、製薬用水製造システムに限定されない。たとえば、各種機器の洗浄水を製造する洗浄水製造システム、食品用の原材料水を製造する食品用水製造システム、化学実験・分析用の化学用水製造システム等に適用してもよい。

本開示の技術を実施例により、比較例と比較しつつ具体的に説明する。

実施例及び比較例では、第一実施形態の製薬用水製造システムを用い、以下の表１に示す条件で貯留タンク１６及び膜濾過装置１８の蒸気滅菌を行っている。そして、これらの場合の、限外濾過膜１８Ｍの劣化の程度を評価している。評価にあたっては、ＪＩＳ－Ｌ１０１３に規定される化学繊維フィラメント糸試験方法の引張伸度保持率を用いた。また、蒸気温度は、排出配管４８にて測定した。

表１の引張伸度保持率は、限外濾過膜１８Ｍの劣化の程度を示す指標の一つであり、たとえば限外濾過膜１８Ｍが劣化していない状態では、この数値は１００％である。

この表１に示すように、比較例では、蒸気滅菌回数が１０回に達した段階で、限外濾過膜１８Ｍの引張伸度保持率は約７０％減少している。これは、比較例の方法では、貯留タンク１６内に被処理水を所定量まで貯留する時間を約３０分要するため、その間に、限外濾過膜１８Ｍが乾燥し、透水性が低下すること、及び伸長伸度が低下し、限外濾過膜１８Ｍの強度が低下するためであると考えられる。これに対し、実施例では、蒸気滅菌回数が５０回に達した段階であっても、限外濾過膜１８Ｍの引張伸度保持率に変化はなく、限外濾過膜１８Ｍの劣化が抑制されていることが分かる。

１２ 製薬用水製造システム
１４ 蒸気発生装置
１６ 貯留タンク
１６Ｃ 導電率センサ
１６Ｌ 水位センサ
１６Ｐ 圧力センサ
１６Ｔ 温度センサ
１８ 膜濾過装置
１８Ｃ 導電率センサ
１８Ｍ 限外濾過膜
１８Ｐ 圧力センサ
１８Ｔ 温度センサ
２０ 製薬用水タンク
２０Ｌ 水位センサ
２０Ｐ 圧力センサ
２０Ｔ 温度センサ
２２ ユースポイント
２４ 第一ポンプ
２６ 第二ポンプ
２８ 排気配管
３０ 流入配管
３２ 開閉弁
３２ 第一送水配管
３４ 排出配管
３６ 開閉弁
３８ 開閉弁
４０ 開閉弁
４６ 第二送水配管
４８ 排出配管
５０ 開閉弁
５２ 還流配管
５４ 開閉弁
５６ 開閉弁
６０ 循環配管
６２ 熱交換器
６４ 供給配管
６６ 開閉弁
７０ 滅菌プログラム
７２ 蒸気供給配管
７４ 圧縮気体配管
７４ 蒸気供給配管
８２ 前処理装置
８４ コンプレッサー
９２ 製薬用水製造システム
９４ 循環配管
９６ 開閉弁
１０２ コンピュータ

Claims (4)

1. 貯留タンクから送られた被処理水を限外濾過膜を備えた膜濾過装置で濾過する製薬用水製造システムの滅菌方法であって、
   前記被処理水をタンクに貯留することにより前記タンクを貯留状態とし、
   前記膜濾過装置から前記被処理水を排出し前記膜濾過装置を蒸気により滅菌した後に前記膜濾過装置に前記貯留状態を維持している前記タンクから前記被処理水を送り前記限外濾過膜に前記被処理水を接触させる、
   製薬用水製造システムの滅菌方法。
2. 前記タンクが前記貯留タンクである、請求項１に記載の製薬用水製造システムの滅菌方法。
3. 前記貯留タンクを前記貯留状態とすることを、前記貯留タンクから前記被処理水を排出し前記貯留タンクを蒸気により滅菌した後に前記貯留タンクに前記被処理水を貯留することにより行う、
   請求項２に記載の製薬用水製造システムの滅菌方法。
4. 前記膜濾過装置に前記貯留タンクから前記被処理水を送り前記限外濾過膜に前記被処理水を接触させた後に、
   前記貯留タンクから前記被処理水を排出し前記貯留タンクを蒸気により滅菌した後に前記貯留タンクに前記被処理水を貯留する、
   請求項２に記載の製薬用水製造システムの滅菌方法。