JP3543443B2

JP3543443B2 - 嵌合構造物

Info

Publication number: JP3543443B2
Application number: JP26120495A
Authority: JP
Inventors: 良一芳賀; 三知代新田; 隆盛中野; 利克森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2015-10-09
Also published as: JPH09103284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品を製造するための設備、及び食品を製造するための設備に係り、特に、嵌合構造物の内部の洗浄操作の際、汚れを残留させないようにその構造を工夫した当該嵌合構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品の製造においては、その品質を維持することが厳密に要求される。このため、その製造設備については、異物の混入が生じないように、タンク，弁，配管等を厳密に洗浄することが求められている。同様に、食品製造業においても、食中毒等の発生防止のため、その製造設備について良好な衛生状態を保つ必要があり、十分な洗浄操作が要求されている。近年、製造設備が大型化し、かつ、コンピュータ制御技術の発達により、従来行われてきた人手による分解洗浄に替わり、装置を解体することなく内部に洗浄液を通じることにより洗浄を行う定置洗浄法が採用されるようになった。本方法は、被洗浄物である医薬品又は食品製造設備を構成するタンク，配管、及び弁等に、温水，酸性溶液，アルカリ性溶液、及び洗浄用界面活性剤溶液を洗浄液として接触せしめてその表面上に付着した汚れを除去するものである。
【０００３】
この定置洗浄法については、ファームテクジャパン１９９２年第８巻８号３１〜３８頁（Pharm Tech Japan，Vol.８，No.８，Ｐ３２〜３８，１９９２)にその概要が述べられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
定置洗浄法においては、汚れの残留を生じさせない構造とすることが肝要であり、通常、溶液が滞留して汚れの付着しやすいデッドゾーンが生じないように配慮し、かつ、汚れが付着しにくいように装置内部表面の平滑化処理がなされる。医薬品又は食品製造設備においては、内部の状況の監視が不可欠であり、これらの設備の要所に状況を監視するための各種センサーを挿入する貫通孔が設けられる。これまでの設備においては、上記貫通孔にセンサーを挿入するのに必要な最小限の余裕を持たせた大きさにして、貫通孔とセンサーとで形成される間隙をできるだけ小さくする努力がなされてきた。
【０００５】
しかし、このような狭い間隙に汚れが付着してしまうと、通常の定置洗浄法ではこれを除去することが困難となる。密閉容器の内部を洗浄する定置洗浄法としては、一般にスプレー洗浄法が用いられる。この方法では、洗浄液をジェット水流、または霧状にして洗浄しようとする部分に吹き付け、又は容器壁面に洗浄液を流下させて、汚れを洗浄液中に溶解して除去する。しかし、各種センサーを設置する際に形成される狭い間隙に汚れが付着してしまうと、間隙の奥まで洗浄液が行き渡らず、汚れが除去されることなく残留してしまい、洗浄不良による製品の品質低下を招く恐れがある。
【０００６】
本発明は、センサー挿入部分に形成される間隙に汚れの残留を生じさせない構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明になる洗浄の容易な構造物とは、貫通穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材とにより構成される嵌合構造物であり、外筒及び挿入部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給された液体を該液排出溝より排出するものである。
【０００８】
上記の液排出溝は外筒と挿入部材の一方又は両方に設けられる。
【０００９】
液排出溝の断面積は、次式により算出される数値Ｓより大きくすることが望ましい。
【００１０】
【数１】

【００１１】
ただし、Ｓ：液排出溝の断面積［cm² ］
Ｌ：液排出溝の長さ［cm］
θ：水平面と嵌合構造物中心軸線とのなす角度［度］
本発明になる洗浄の容易な構造物は又、貫通穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材、及び前記外筒及び挿入部材に密着して気密性を保持するための弾性体である封止部材とにより構成される嵌合構造物であり、外筒、挿入部材及び封止部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給される液体を該液排出溝より排出することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明になる洗浄の容易な容器は、容器内外に貫通する穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材、及び前記外筒及び挿入部材に密着して気密性を保持するための弾性体である封止部材とにより構成される嵌合構造物を具備した密閉容器において、前記嵌合構造物が外筒及び挿入部材及び封止部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給された液体を該液排出溝より排出するものである。
【００１３】
上記の密閉容器は、例えば生体の細胞を培養するための培養装置である。
【００１４】
上記の挿入部材は、例えば圧力，ｐＨ，温度，電気電導度，酸化還元電位差，液面のいずれかを検出するためのセンサーである。
【００１５】
本発明の作用を、模式的に示す嵌合構造物の断面図である図８により説明する。外筒３及び挿入部材２及び封止部材５とにより密閉容器内部に開口する円筒状の間隙が形成される。通常、外筒３は斜めに設置される。従って、上記間隙は、容器上部側に比べ底部側の方が深くなる。この間隙の幅は、一般に狭く作られており、１mm以下であることが多い。このような狭い間隙では、開口部分が液面から露出したとしても毛細管作用のため、間隙に侵入した液体は保持されたままとなる。
【００１６】
本発明になる嵌合構造物では、外筒及び挿入部材とにより形成される間隙の一部を拡大して毛細管作用の影響が実質的に及ばない液排出溝１を設け、間隙内部の洗浄をより容易にしたものである。すなわち、液排出溝１が毛細管作用を実質的に無視できる断面積を有する場合、該液排出溝１の開口部分には、内部に保持された液体の密度ρ［kg／ｍ³］と液排出溝１の高さｈ［ｍ］の積ρｈに相当する圧力がかかる。しかし、ρｈは間隙に保持された液体の毛細管力を凌ぐものではないため、間隙部分の液体の移動が起こらず、その結果、液排出溝１内部に保持された液体が外部に流出することはない。しかし、間隙の部分には、ρｈに相当する負圧がかかった状態になる。
【００１７】
このような状況において、液排出溝１の開口部分に新たな液体が供給されると、負圧ρｈにより間隙部分の液体が移動し、液排出溝より流出する。従って、洗浄液を開口部分に供給すれば、洗浄液が間隙に入り、液排出溝から流出する間に間隙の部分の汚れと接触しこれを溶解して除去する。
【００１８】
上記の作用を得るためには、液排出溝は、液体が表面張力によりその溝内に保持されてしまうことがないよう、十分な大きさを確保することが肝要である。すなわち、液排出溝の断面積は、少なくとも前掲の式により算出される数値Ｓより大きくする。
【００１９】
なお、間隙部分に直接ジェット水流をあてて洗浄液を供給する洗浄方法の場合には、液排出溝を洗浄液が進入する位置とは反対側になるよう少なくとも１個以上設けることが好ましい。これにより、間隙部分に較べて流動抵抗の小さい液排出溝の部分が洗浄液の流出路となる結果、より多量の洗浄液が間隙に注入され、かつ間隙の奥まで十分な量の洗浄液が供給されることにより、間隙の部分に汚れの残留がない確実な洗浄を実施することができる。
【００２０】
液排出溝は、重力により液が流出しやすいよう、嵌合構造物の下面に少なくとも１個所以上設けられ、開口部に向かって流れるよう傾斜を付けて溝の途中に液だまりを生ずることのないように整形されている。
【００２１】
上記の液排出溝は、上記外筒の貫通穴内壁面の一部或いは挿入部材の一部を切削することにより形成される。
【００２２】
上記の嵌合構造物とは、培養装置や反応装置等のタンク構造物に設置される各種センサーとその取付け座に代表されるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図にもとづいて詳細に説明する。
【００２４】
実施例１
図７は、本発明になる嵌合構造物を具備した培養装置の概要を示しており、図１は、図７中の嵌合構造物の部分の断面を示す図である。
【００２５】
図７に示す培養装置１０は、微生物，動物細胞，植物細胞等の生体の細胞を培養するために使用されるものである。培養装置１０は、内部の熱殺菌が可能なようにステンレススチールで構成されており、内容積３００ｌである。培養装置には、培養液の均一混合のために撹拌翼１４が設置されている。培養の状況を監視するためにｐＨ電極１２及び溶存酸素電極１３が設置されており、これらの電極は本発明になる嵌合構造物を使用している。なお、本培養装置には、撹拌翼駆動装置，温度調節手段，培地調製手段，培地供給手段，ガス供給手段，培養監視調節手段等が具備されているが記載を省略した。本培養装置１０の洗浄には、シャワーボール１１により洗浄液を装置内部に散布して行う。シャワーボール１１には孔径１mmのノズルが多数設けられており、洗浄液供給管１５より加圧供給される洗浄液を培養装置内部に噴出させる。噴出した洗浄液は、装置壁面に衝突し、壁面に広がって底部に流下し、排出管１６より排出される。装置内部に付着した汚れは、壁面を流下する洗浄液と接触してこれに溶解し、装置から除去される。
本実施例に使用したｐＨ電極１２及び溶存酸素電極１３の取付け座、すなわち本発明になる嵌合構造物部分は同一であり、図１に拡大して示した。嵌合構造物を構成する外筒３は培養装置側壁面４に溶接されており、貫通穴７は培養装置内部及び外部に開口している。外筒３の貫通穴部分にはｐＨ電極または溶存酸素電極である挿入部材２が挿入される。挿入部材２は、固定用部材６により外筒３に固定される。固定用部材６及び外筒３には、嵌合するネジが切られており、培養装置の圧力増大時の挿入部材２の脱落を防止する。本実施例における挿入部材は、培養液のｐＨ及び溶存酸素濃度を計測するための電極であるが、その詳細についての記載は省略する。挿入部材２の一部には封止部材５を保持するための溝即ち封止部材保持溝８が円周状にきられている。封止部材５としてはシリコンゴム製のＯ−リングを使用した。封止部材５は、挿入部材２にきられた封止部材保持溝８での外径より小なる内径でかつ貫通穴７の内径より大なる外径を有しており、貫通穴７に挿入部材２を挿入することにより、変形して貫通穴７と挿入部材２に密着して培養装置内部の液体や気体が漏洩することを阻止する。
【００２６】
外筒３及び挿入部材２及び封止部材５とにより培養装置内部に開口する円筒状の間隙が形成される。通常、外筒３は、図１に示すごとく、培養装置側壁面に対し斜めに設置される。従って、上記間隙は、培養装置上部側に比べ底部側の方が深くなる。この間隙の開口部は、通常、培養液中に浸されており、必然的に間隙に培養液に含まれる物質が浸入し、汚れとして残留する。
【００２７】
本実施例では、外筒３の内壁面に、液排出溝１が切られている。図２は培養装置壁面での貫通穴７と挿入部材２及び液排出溝１の形状を示す。液排出溝１は、培養装置底部側の開口部分から封止部材５の直前まできられている。
【００２８】
スプレー洗浄法により培養装置内部を洗浄する際、洗浄液がジェット水流、または霧状で散布され、培養装置内壁面に当り、壁面を流下して間隙の部分に到達する。液排出溝の洗浄液が自重で流出しようとする際に、液排出溝の内部を減圧し、この圧力差により新しい洗浄液が間隙に導入される。洗浄液が間隙に入り、液排出溝から流出する間に、間隙の汚れを溶解して除去する。
【００２９】
液排出溝１の大きさは、間隙の深さ及び取付け角度θにより決定される。本実施例で使用した外筒３の内径は２５.４mm，挿入部材２の外径は２５.０mm，取付け角度θは４０度であり、間隙深さは、上部側で１５mm底部側で３６mmである。この底部側に、断面形状が矩形の液排出溝１が培養装置底部側の開口部分から封止部材５の直前まで切られている。この液排出溝１の長さＬは３１mmであり、この時の液排出溝の開口部と最奥部の高低差ｈ₁は２０mmとなる。液排出溝の断面積Ｓを０.０６〜０.３cm²の間で変えて洗浄試験を行った結果を表１に記載した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
なお、試験は間隙の部分に５％苛性ソーダ水溶液を注入したあと、シャワーボールからイオン交換純水を噴射して壁面を流下させ、間隙の開口部に到達させる方法にて行った。洗浄所要時間は、洗浄後に間隙部分のｐＨをｐＨ試験紙により測定してアルカリ性が検出されなくなるまでの所要時間とした。洗浄液は、培養装置の内壁面の円周長さ１ｍあたり１分間あたりで３０ｌ／ｍ／分となるように供給した。表１より、液排出溝の断面積が大きくなるほど洗浄所要時間が短縮されるが、Ｓ×ｈ₁が０.４以上では洗浄所要時間はほぼ同じである。よって、液排出溝の断面積はＳ×ｈ₁＝０.４を指標として決定できる。
【００３２】
ここで、ｈ₁＝Ｌ×sinであることから、液排出溝１の大きさは前掲の式により算出することができる。
【００３３】
本実施例では、間隙の奥まで洗浄液が到達するため、間隙内の汚れを除去することが可能となり、汚れの残留を起こす恐れがない。
【００３４】
これに対し、図５及び図６に示した液排出溝を設けていない従来の例では、間隙に保持された液がそのまま残っているため、洗浄液が供給されても開口部分付近の液と入れ替わるのみで奥の部分まで行き渡らず、その結果、汚れが除去されることなく残留する恐れがあった。
【００３５】
実施例２
図３及び図４に、本発明になる嵌合構造物を具備した培養装置の他の実施例を示す。本実施例は、実施例１において、液排出溝１を挿入部材２に設けたことにある。本実施例では、液排出溝１は封止部材保持溝８から間隙の開口部の外まできられている。本実施例でも上記実施例１と同様、間隙の奥まで洗浄液が到達するため、汚れの残留を起こす恐れがない。さらに、本実施例では、封止部材保持溝８にある汚れをも効率良く除去することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により、センサー挿入部分に形成され、容器内部に開口する間隙の奥まで十分な量の洗浄液を間隙の開口部分から供給することができ、容器内部に開口する間隙の部分に汚れの残留がない確実な洗浄を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である培養装置の嵌合構造物の部分の断面図である。
【図２】図１における貫通穴と挿入部材及び液排出溝の形状を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例である培養装置の嵌合構造物の部分の断面図である。
【図４】図３における貫通穴と挿入部材及び液排出溝の形状を示す説明図である。
【図５】従来の培養装置に用いられてきた嵌合構造物の断面図である。
【図６】図５における貫通穴と挿入部材及び液排出溝の形状を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施例である培養装置の概要を示す図である。
【図８】本発明の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１…液排出溝、２…挿入部材、３…外筒、５…封止部材、７…貫通穴、８…封止部材保持溝、１０…培養装置、１１…シャワーボール、１２…ｐＨ電極、１３…溶存酸素電極、１４…撹拌翼。

Claims

貫通穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材とにより構成される嵌合構造物において、外筒及び挿入部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給される液体を該液排出溝より排出することを特徴とする嵌合構造物。
貫通穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材、及び前記外筒及び挿入部材に密着して気密性を保持するための弾性体である封止部材とにより構成される嵌合構造物において、外筒、挿入部材及び封止部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給される液体を該液排出溝より排出することを特徴とする嵌合構造物。
容器内外に貫通する穴を有する外筒、該外筒の貫通穴部分に挿入される挿入部材、及び前記外筒及び挿入部材に密着して気密性を保持するための弾性体である封止部材とにより構成される嵌合構造物を具備した密閉容器において、前記嵌合構造物が外筒及び挿入部材及び封止部材とにより形成され、容器内部に開口する間隙の一部を拡大してなる液排出溝を少なくとも１個以上有し、前記間隙の前記開口部分に供給される液体を該液排出溝より排出するものであることを特徴とする密閉容器。
密閉容器が生体の細胞を培養するための培養装置であることを特徴とする請求項３記載の密閉容器。
挿入部材が圧力，ｐＨ，温度，電気電導度，酸化還元電位差，液面のいずれかを検出するためのセンサーであることを特徴とする請求項３記載の密閉容器。