JP3856566B2 - 殺菌水供給装置及びこれを用いた供給方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、医薬品に使用される殺菌水の供給方法に関し、詳しくは、貯槽に溜めて使用する高温殺菌水を殺菌状態を維持しつつ、使用点に使用温度の殺菌水を供給する殺菌水の無駄な廃棄及び冷却器の冷却水の無駄な使用を防止した効率的な殺菌水供給装置及びこれを用いた殺菌水の供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医薬、製薬用の純水又は蒸留水を得る殺菌水製造方法としては、原水から殺菌精製水を得る場合、原水を導入して凝集濾過する工程又は凝集沈澱する工程の前処理工程、それに続く脱塩及び殺菌工程を実施する方法、あるいは、この脱塩及び殺菌工程の後、更に膜処理工程を実施する方法が挙げられる。また、注射用水を得る場合には、膜処理工程の後に続いて蒸留工程を実施する方法が知られている。また、水道水等の浄水を原水とする場合には、前処理工程を経ることなく、原水が脱塩及び殺菌工程に直接導入される方法が採用されている。
【０００３】
従来、例えば、上記方法により得られた注射用殺菌水を数点〜数十点の使用点に供給し、注射用薬剤を大量に製造する場合、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法が採られている。特に注射用水の場合は、人体への安全を考慮した法令、規則あるいは製造メーカが独自に定められる一定の基準を遵守する方法で行われている。すなわち、(1)貯槽される注射用水は８０℃以上の温度で保持され、且つ２４時間以内に消費されること。(2)貯槽及び配管内の殺菌を目的として、１２１℃×２０分の蒸気殺菌を１回／週〜１回／日の頻度で実施すること、(3)夜間、不慮の事故などで製造ラインが停止している場合、８０℃以上の温度で数時間〜数日間の予備的高温殺菌を実施すること、などである。
【０００４】
このような、８０℃以上の殺菌水を循環供給する方法としては、図２に示すように、高温殺菌水１５を溜めると共に該殺菌水を高温に維持する頂部にガス排出管２４を付設した貯槽１１と、前記殺菌水を使用点に供給し貯槽１１に循環させる供給ポンプ１２とにより循環系を形成し、各使用点でそれぞれ冷却器１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設置する殺菌水供給装置３０ａを用いる第１の殺菌水供給方法が挙げられる。この第１の供給方法では、各冷却器１３ａ、１３ｂ、１３ｃで冷却された殺菌水は各使用点に個別又は同一の温度で供給され、使用されない殺菌水は循環配管１６で貯槽１１に戻される。この戻された殺菌水は加熱器１４により再加熱されて８０℃以上の温度に維持され、以降同様の操作が繰り返される。図中、番号２４は配管内の噛み込みエアーを排出するガス排出管を示す。この第１の供給方法は貯槽１１及び循環配管１６を含む系内の温度を高温に保てるため、菌による汚染を防止することができる点で有効である。
【０００５】
また、図３に示す殺菌水供給装置３０ｂにおいて、貯槽１１に貯水された高温殺菌水１５は、供給ポンプ１２と使用点の間に設置される冷却器１３により使用温度まで冷却され、これを使用点に供給し、使用されない殺菌水は戻りの循環配管１６で加熱器１４ａにより再加熱され貯槽１１に戻される構成を採る第２の殺菌水供給方法も知られている。この第２の供給方法は、各使用点毎に冷却器を設置しなくてもよいため、設備面から見てコストダウンが図れるという点で有効である。
【０００６】
また、図４に示す殺菌水供給装置３０ｃは、貯槽１１に貯水された高温殺菌水１５は、冷却器１３により使用温度まで冷却されて使用点に供給され、使用されない殺菌水は供給ポンプ入口側に戻される循環系を形成するものであって、戻り循環配管１６から供給ポンプ入口側に戻す弁２１を有する立ち上がり配管２３が配設され、且つ該配管２３に弁２２を有するブロー配管２６を配設するものであり、この装置３０ｃを使用した第３の殺菌水供給方法も知られている。
【０００７】
この第３の供給方法における蒸気殺菌工程、殺菌水使用工程及び高温殺菌工程の各工程を実施する循環方法及び使用水供給方法について説明する。蒸気殺菌工程では、まず貯槽１１及び循環配管１６内を全て空の状態にした後、１２１℃×２０分の蒸気殺菌が行われる。蒸気殺菌終了後、図では省略する殺菌水製造装置により製造された高温殺菌水１５は貯槽１１に流入され、８０℃以上の温度に維持される。次いで供給ポンプ１２が起動され、殺菌水は循環配管１６及び立ち上がり配管２３を通して循環される。この際、供給ポンプ１２のキャビテーションの原因となる配管内のエアーをパージするため弁２１を閉状態、弁２２を開状態としてブロー配管２６からエアーを含む殺菌水の所定量が排出される。配管内のエアーをパージした後、殺菌水使用工程では、殺菌水を使用温度にまで冷却するため、冷却水供給弁２５が作動して冷却器１３に冷却水が通水される。使用温度に冷却された殺菌水は使用点で所定の量が消費され、使用されない殺菌水は循環配管１６及び配管２３を通して供給ポンプ１２の入口側へ戻され循環される。使用点での使用量が多い場合、貯槽１１からの高温殺菌水が供給され、冷却器１３での熱交換が活発になっていく。また、使用点での使用が無い場合、立ち上がり配管２３を通して使用温度のまま循環される。このため冷却器１３へ冷却水を供給する供給弁２５は閉じられ、使用する冷却水の消費が無くなるため維持コストを節約することができる。次に、高温殺菌工程に移る。この場合、前工程の使用温度の低温度で安定した循環系では貯槽１１をバイパスしているため熱源が無く、したがって高温殺菌工程では、弁２１を閉状態、弁２２を開状態として殺菌水をブロー配管２６から系外ブローで排出しつつ、貯槽１１の高温殺菌水が供給ポンプ１２へ供給される。その後、貯槽１１及び循環系内は８０℃以上の殺菌水で循環され、所定の時間経過後、高温殺菌工程は終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の供給方法は、各使用点毎に冷却器を設置するため、設備面から見てかなりのコストアップとなる。上記第２の供給方法は、使用点での消費が少ない場合においても冷却器では常に大量の冷却水を消費し、また、加熱器では常に加熱蒸気等の熱源を消費するため、ユーティリティーの無駄使いとなる。また、上記第３の供給方法は、蒸気殺菌工程直後の起動時及び低温循環系から高温殺菌工程への移行後、系外ブローを行わなければならない。このブロー量は、例えば貯槽の容量、循環配管の長さによっては初期の供給量の半分程度に及ぶことがあり、高価な製造用水を相当量廃棄するため経済的ではないという問題を有している。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、蒸気殺菌工程直後などの起動時あるいは低温循環モードから高温殺菌工程への移行の際、系外ブロー時の高価な殺菌水の無駄な廃棄を無くすことであり、また、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止する殺菌水の供給方法及びこれを用いた供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、貯槽の頂部にガス排出管を付設し、該貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方に制御弁を有する供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部を設け、この立ち上がり配管部は循環戻り水が優先的に流れる構造とし、前記制御弁により、該立ち上がり配管部の液面を所定のレベルに制御するか、又は該立ち上がり配管部の流量を調節すれば、蒸気殺菌工程直後などの起動時あるいは低温循環系から高温殺菌工程への移行後、系外ブロー時の殺菌水の無駄な廃棄を無くすことができ、また、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成する殺菌水供給装置を提供するものである。また、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設し、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が配置された供給ポンプ入口側立ち上がり配管部を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成するか、あるいは前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置において、前記制御弁の開度をほぼ閉じた状態とし、且つ冷却器の冷却水の通水を停止した状態で、貯槽の殺菌水を温度８０℃以上の温度に維持しつつ循環する高温殺菌工程を有する殺菌水の供給方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、貯槽に供給される８０℃以上の温度を有する殺菌水としては、特に制限されないが、例えば、井戸水を原水とする場合、井戸水を導入して凝集濾過する工程又は凝集沈澱する工程の前処理工程、これに続く脱塩及び殺菌工程及びこれに続く膜処理工程を実施する方法により得られる高温殺菌水、あるいは該膜処理工程の後に続いて蒸留工程を実施する方法により得られる高温殺菌水が挙げられる。また、上記の方法において、水道水等の浄水を原水とする場合、前処理工程を経ることなく、脱塩及び殺菌工程に直接導入される方法により得られる殺菌水も使用できる。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態における殺菌水の供給方法について、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す殺菌水供給装置の概略を示す図である。図１中、殺菌水供給装置３０は、貯槽１、供給ポンプ２、冷却器３を順次循環配管６により循環系に形成したものであり、貯槽１への循環戻り配管６３には該配管から分岐して貯槽１と並列に配設され、供給ポンプ２の入口側に接続される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部７（以下、単に「立ち上がり配管部７」という）を備える。貯槽１は頂部にガス排出管１０が付設され、温度８０℃以上の殺菌水５を貯水すると共に、内部に加熱器４を設置して殺菌水５を該温度範囲に維持する。供給ポンプ２は殺菌水５を使用点に供給し、使用されない殺菌水を貯槽１に循環させる。冷却器３は冷却水供給ラインに設置された温度制御弁１３の開閉により殺菌水５を使用点の使用温度に制御する。また、立ち上がり配管部７は、液面計８が取り付けられたチャンバー７１を備え、下方部にはチャンバー７１の液面を所定のレベルに制御するか又は立ち上がり配管部７の流量を調節できる制御弁９を有する。すなわち、制御弁９は液面計８からの電気信号によりその開閉が制御され、液面が高いと開状態に、液面が低いと閉状態となるように制御される。また、制御弁９は外部からの信号又は手動によりその開閉が調整できる構成にもなっている。また、循環戻り配管６３の分岐点６１から貯槽１への戻り配管には、立ち上がり配管６２が形成され、循環戻り水が優先的に立ち上がり配管部７に流れるようにしている。また、図では省略するが、分岐点６１の手前（使用点側）には使用点の供給圧を保持するためのレリ−フ弁が設置される。
【００１５】
次に、本実施の形態の殺菌水の供給方法において、蒸気殺菌工程、殺菌水使用工程、高温殺菌工程の各工程を実施する方法について説明する。
（蒸気殺菌工程及び殺菌水循環工程）
蒸気殺菌工程は、貯槽を含めた循環配管内を１回／週〜１回／日の頻度で蒸気殺菌する工程であり、まず貯槽１及び循環配管６内を全て空の状態にした後、１２１℃×２０分の蒸気殺菌が行われる。蒸気殺菌終了後の殺菌水循環工程において、図では省略する殺菌水製造装置により製造された高温殺菌水５は貯槽１に流入され、加熱器４により８０℃以上の温度に保持される。次いで供給ポンプ２が起動され、殺菌水は循環配管６を通して循環される。この時、冷却器３での熱交換は行われず、また制御弁９は全閉の状態である。循環配管６中のエアーを追い出し戻された循環水は分岐点６１で立ち上がり配管６２と立ち上がり配管部７とに分岐して流される。そして、追い出されたエアーは貯槽１のガス排出管１０を通して大気中に排出される。一方、立ち上がり配管部７のチャンバー７１の液面は徐々に上昇し、液面計８の設定値に感応して制御弁９は徐々に開状態となっていく。これにより、系内は高温殺菌水が安定して循環される。また、循環配管中のエアーは自然に追い出され、従来例のような系外ブロー時の高価な殺菌水の廃棄を無くすことができる。
【００１６】
（殺菌水使用工程）
この殺菌水使用工程は、使用点に使用温度の殺菌水を供給する工程であり、使用点での消費がある状態と使用点での消費が無く全量が循環される状態を含むもので、使用温度での低温循環モードとなる。低温循環モード運転にすると、冷却器３の熱交換が開始し、温度センサー３１からの電気信号により制御弁１３の開閉が制御され、送水温度は使用温度に制御される。使用点で使用されない殺菌水は循環配管６を通して循環される。使用点での消費が少ない場合、チャンバー７１の液面は低下せず、制御弁９は開状態となる。使用点での消費が多い場合、チャンバー７１の液面が低下し、制御弁９は液面を一定に保持するから閉状態となり、これに伴い貯槽１の高温の殺菌水が供給ポンプ２に供給され、この供給量が増えると共に冷却器３での熱交換は活発化する。したがって、使用点での消費が一定量で安定すると制御弁９の開度が一定レベルで安定する。また、使用点での消費が無く全量が循環されると、戻り水の全量が立ち上がり配管部７を通して循環され加熱源に触れることがないから、循環水の温度が温度センサー３１の設定値と同一となり、制御弁１３は全閉の近い状態となる。これにより冷却水の無駄な使用が防止される。
【００１７】
（殺菌水使用工程から高温殺菌工程）
次に、低温循環モードから高温殺菌工程に移行する場合について説明する。高温殺菌工程は、循環配管内の温度を貯槽１の貯水温度と同等にして殺菌を行う工程である。まず、外部の信号を与えることにより又は手動操作により制御弁９を閉じていき（殺菌水の滞留を防止するため、制御弁９は全閉でなく、若干漏れる状態とする）、循環配管６からの戻り水を立ち上がり配管６２を通して貯槽１へ戻す比率を上げていく。やがて循環配管中の温度は上昇して貯槽１の貯水温度と同等になっていく。この時、冷却器３での熱交換は行われない。これにより、低温循環モードから高温殺菌工程への移行後、系外ブローは行われず、殺菌水を無駄に廃棄することがなく経済的である。また、従来例のように、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止することができる。
【００１８】
本発明において、供給ポンプ入口側立ち上がり配管部は、上記実施の形態例に示す、循環配管の径より太い径のチャンバーに限定されず、循環配管の径とほぼ同径の配管であってもよい。また、この配管又はチャンバーの径は循環配管の長さ、循環量及び使用点での使用量等によって異なり適宜設計条件に合わせて決定すればよい。また、分岐点６１回りの配管形態としては、循環配管６を通して循環される戻り水が優先的に供給ポンプ入口側立ち上がり配管部７に流れる構造のものであれば、特に制限されず、上記実施の形態例に示す立ち上がり配管６２とする他、立ち上がり配管６２を設けることなく又は設けることにより、供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径を循環配管の径よりも大きい配管とする形態であってもよい。
【００１９】
本発明において、殺菌水の供給用途としては、特に制限されないが、医薬、製薬用及び食品用が挙げられ、特に、医薬、製薬用に好適である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、貯槽の頂部にガス排出管を付設し、該貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方に制御弁を有する供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部を設け、この立ち上がり配管部は循環戻り水が優先的に流れる構造を採るため、蒸気殺菌工程直後などの起動時に、エアーは貯槽に追い出され、貯槽の頂部に付設されたガス排出管から大気中に放出される。このため、系外ブローが無く、高価な殺菌水の無駄な廃棄を防止でき経済的である。また、低温循環モードから高温殺菌工程への移行の際、供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部の流量を極力減らして、貯槽を経由する循環系とするため、系外ブローが無くなり経済的である。また、使用点での消費が無い場合、戻り水の全量が立ち上がり配管部を通して循環され加熱源に触れることがないから、冷却器での冷却水の使用量を極力減らすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における殺菌水供給装置の概略図を示す。
【図２】従来例の第１の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【図３】従来例の第２の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【図４】従来例の第３の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【符号の説明】
１、１１ 貯槽
２、１２ 供給ポンプ
３、１３、１３ａ〜１３ｃ 冷却器
４、１４、１４ａ 加熱器
５、１５ 高温殺菌水
６、１６ 循環配管
７ 供給ポンプ入口側立ち上がり配管部
８ 液面計
９、１３、２５、２１、２２、２５ 制御弁
１０、２４ ガス排出管
２６ ブロー配管
３０、３０ａ〜３０ｃ 殺菌水供給装置
６１ 分岐点
６２ 立ち上がり配管
６３ 循環戻り配管
７１ チャンバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、医薬品に使用される殺菌水の供給方法に関し、詳しくは、貯槽に溜めて使用する高温殺菌水を殺菌状態を維持しつつ、使用点に使用温度の殺菌水を供給する殺菌水の無駄な廃棄及び冷却器の冷却水の無駄な使用を防止した効率的な殺菌水供給装置及びこれを用いた殺菌水の供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医薬、製薬用の純水又は蒸留水を得る殺菌水製造方法としては、原水から殺菌精製水を得る場合、原水を導入して凝集濾過する工程又は凝集沈澱する工程の前処理工程、それに続く脱塩及び殺菌工程を実施する方法、あるいは、この脱塩及び殺菌工程の後、更に膜処理工程を実施する方法が挙げられる。また、注射用水を得る場合には、膜処理工程の後に続いて蒸留工程を実施する方法が知られている。また、水道水等の浄水を原水とする場合には、前処理工程を経ることなく、原水が脱塩及び殺菌工程に直接導入される方法が採用されている。
【０００３】
従来、例えば、上記方法により得られた注射用殺菌水を数点〜数十点の使用点に供給し、注射用薬剤を大量に製造する場合、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法が採られている。特に注射用水の場合は、人体への安全を考慮した法令、規則あるいは製造メーカが独自に定められる一定の基準を遵守する方法で行われている。すなわち、(1)貯槽される注射用水は８０℃以上の温度で保持され、且つ２４時間以内に消費されること。(2)貯槽及び配管内の殺菌を目的として、１２１℃×２０分の蒸気殺菌を１回／週〜１回／日の頻度で実施すること、(3)夜間、不慮の事故などで製造ラインが停止している場合、８０℃以上の温度で数時間〜数日間の予備的高温殺菌を実施すること、などである。
【０００４】
このような、８０℃以上の殺菌水を循環供給する方法としては、図２に示すように、高温殺菌水１５を溜めると共に該殺菌水を高温に維持する頂部にガス排出管２４を付設した貯槽１１と、前記殺菌水を使用点に供給し貯槽１１に循環させる供給ポンプ１２とにより循環系を形成し、各使用点でそれぞれ冷却器１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設置する殺菌水供給装置３０ａを用いる第１の殺菌水供給方法が挙げられる。この第１の供給方法では、各冷却器１３ａ、１３ｂ、１３ｃで冷却された殺菌水は各使用点に個別又は同一の温度で供給され、使用されない殺菌水は循環配管１６で貯槽１１に戻される。この戻された殺菌水は加熱器１４により再加熱されて８０℃以上の温度に維持され、以降同様の操作が繰り返される。図中、番号２４は配管内の噛み込みエアーを排出するガス排出管を示す。この第１の供給方法は貯槽１１及び循環配管１６を含む系内の温度を高温に保てるため、菌による汚染を防止することができる点で有効である。
【０００５】
また、図３に示す殺菌水供給装置３０ｂにおいて、貯槽１１に貯水された高温殺菌水１５は、供給ポンプ１２と使用点の間に設置される冷却器１３により使用温度まで冷却され、これを使用点に供給し、使用されない殺菌水は戻りの循環配管１６で加熱器１４ａにより再加熱され貯槽１１に戻される構成を採る第２の殺菌水供給方法も知られている。この第２の供給方法は、各使用点毎に冷却器を設置しなくてもよいため、設備面から見てコストダウンが図れるという点で有効である。
【０００６】
また、図４に示す殺菌水供給装置３０ｃは、貯槽１１に貯水された高温殺菌水１５は、冷却器１３により使用温度まで冷却されて使用点に供給され、使用されない殺菌水は供給ポンプ入口側に戻される循環系を形成するものであって、戻り循環配管１６から供給ポンプ入口側に戻す弁２１を有する立ち上がり配管２３が配設され、且つ該配管２３に弁２２を有するブロー配管２６を配設するものであり、この装置３０ｃを使用した第３の殺菌水供給方法も知られている。
【０００７】
この第３の供給方法における蒸気殺菌工程、殺菌水使用工程及び高温殺菌工程の各工程を実施する循環方法及び使用水供給方法について説明する。蒸気殺菌工程では、まず貯槽１１及び循環配管１６内を全て空の状態にした後、１２１℃×２０分の蒸気殺菌が行われる。蒸気殺菌終了後、図では省略する殺菌水製造装置により製造された高温殺菌水１５は貯槽１１に流入され、８０℃以上の温度に維持される。次いで供給ポンプ１２が起動され、殺菌水は循環配管１６及び立ち上がり配管２３を通して循環される。この際、供給ポンプ１２のキャビテーションの原因となる配管内のエアーをパージするため弁２１を閉状態、弁２２を開状態としてブロー配管２６からエアーを含む殺菌水の所定量が排出される。配管内のエアーをパージした後、殺菌水使用工程では、殺菌水を使用温度にまで冷却するため、冷却水供給弁２５が作動して冷却器１３に冷却水が通水される。使用温度に冷却された殺菌水は使用点で所定の量が消費され、使用されない殺菌水は循環配管１６及び配管２３を通して供給ポンプ１２の入口側へ戻され循環される。使用点での使用量が多い場合、貯槽１１からの高温殺菌水が供給され、冷却器１３での熱交換が活発になっていく。また、使用点での使用が無い場合、立ち上がり配管２３を通して使用温度のまま循環される。このため冷却器１３へ冷却水を供給する供給弁２５は閉じられ、使用する冷却水の消費が無くなるため維持コストを節約することができる。次に、高温殺菌工程に移る。この場合、前工程の使用温度の低温度で安定した循環系では貯槽１１をバイパスしているため熱源が無く、したがって高温殺菌工程では、弁２１を閉状態、弁２２を開状態として殺菌水をブロー配管２６から系外ブローで排出しつつ、貯槽１１の高温殺菌水が供給ポンプ１２へ供給される。その後、貯槽１１及び循環系内は８０℃以上の殺菌水で循環され、所定の時間経過後、高温殺菌工程は終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の供給方法は、各使用点毎に冷却器を設置するため、設備面から見てかなりのコストアップとなる。上記第２の供給方法は、使用点での消費が少ない場合においても冷却器では常に大量の冷却水を消費し、また、加熱器では常に加熱蒸気等の熱源を消費するため、ユーティリティーの無駄使いとなる。また、上記第３の供給方法は、蒸気殺菌工程直後の起動時及び低温循環系から高温殺菌工程への移行後、系外ブローを行わなければならない。このブロー量は、例えば貯槽の容量、循環配管の長さによっては初期の供給量の半分程度に及ぶことがあり、高価な製造用水を相当量廃棄するため経済的ではないという問題を有している。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、蒸気殺菌工程直後などの起動時あるいは低温循環モードから高温殺菌工程への移行の際、系外ブロー時の高価な殺菌水の無駄な廃棄を無くすことであり、また、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止する殺菌水の供給方法及びこれを用いた供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、貯槽の頂部にガス排出管を付設し、該貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方に制御弁を有する供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部を設け、この立ち上がり配管部は循環戻り水が優先的に流れる構造とし、前記制御弁により、該立ち上がり配管部の液面を所定のレベルに制御するか、又は該立ち上がり配管部の流量を調節すれば、蒸気殺菌工程直後などの起動時あるいは低温循環系から高温殺菌工程への移行後、系外ブロー時の殺菌水の無駄な廃棄を無くすことができ、また、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成する殺菌水供給装置を提供するものである。また、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設し、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が配置された供給ポンプ入口側立ち上がり配管部を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成するか、あるいは前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置において、前記制御弁の開度をほぼ閉じた状態とし、且つ冷却器の冷却水の通水を停止した状態で、貯槽の殺菌水を温度８０℃以上の温度に維持しつつ循環する高温殺菌工程を有する殺菌水の供給方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において、貯槽に供給される８０℃以上の温度を有する殺菌水としては、特に制限されないが、例えば、井戸水を原水とする場合、井戸水を導入して凝集濾過する工程又は凝集沈澱する工程の前処理工程、これに続く脱塩及び殺菌工程及びこれに続く膜処理工程を実施する方法により得られる高温殺菌水、あるいは該膜処理工程の後に続いて蒸留工程を実施する方法により得られる高温殺菌水が挙げられる。また、上記の方法において、水道水等の浄水を原水とする場合、前処理工程を経ることなく、脱塩及び殺菌工程に直接導入される方法により得られる殺菌水も使用できる。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態における殺菌水の供給方法について、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す殺菌水供給装置の概略を示す図である。図１中、殺菌水供給装置３０は、貯槽１、供給ポンプ２、冷却器３を順次循環配管６により循環系に形成したものであり、貯槽１への循環戻り配管６３には該配管から分岐して貯槽１と並列に配設され、供給ポンプ２の入口側に接続される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部７（以下、単に「立ち上がり配管部７」という）を備える。貯槽１は頂部にガス排出管１０が付設され、温度８０℃以上の殺菌水５を貯水すると共に、内部に加熱器４を設置して殺菌水５を該温度範囲に維持する。供給ポンプ２は殺菌水５を使用点に供給し、使用されない殺菌水を貯槽１に循環させる。冷却器３は冷却水供給ラインに設置された温度制御弁１３の開閉により殺菌水５を使用点の使用温度に制御する。また、立ち上がり配管部７は、液面計８が取り付けられたチャンバー７１を備え、下方部にはチャンバー７１の液面を所定のレベルに制御するか又は立ち上がり配管部７の流量を調節できる制御弁９を有する。すなわち、制御弁９は液面計８からの電気信号によりその開閉が制御され、液面が高いと開状態に、液面が低いと閉状態となるように制御される。また、制御弁９は外部からの信号又は手動によりその開閉が調整できる構成にもなっている。また、循環戻り配管６３の分岐点６１から貯槽１への戻り配管には、立ち上がり配管６２が形成され、循環戻り水が優先的に立ち上がり配管部７に流れるようにしている。また、図では省略するが、分岐点６１の手前（使用点側）には使用点の供給圧を保持するためのレリ−フ弁が設置される。
【００１５】
次に、本実施の形態の殺菌水の供給方法において、蒸気殺菌工程、殺菌水使用工程、高温殺菌工程の各工程を実施する方法について説明する。
（蒸気殺菌工程及び殺菌水循環工程）
蒸気殺菌工程は、貯槽を含めた循環配管内を１回／週〜１回／日の頻度で蒸気殺菌する工程であり、まず貯槽１及び循環配管６内を全て空の状態にした後、１２１℃×２０分の蒸気殺菌が行われる。蒸気殺菌終了後の殺菌水循環工程において、図では省略する殺菌水製造装置により製造された高温殺菌水５は貯槽１に流入され、加熱器４により８０℃以上の温度に保持される。次いで供給ポンプ２が起動され、殺菌水は循環配管６を通して循環される。この時、冷却器３での熱交換は行われず、また制御弁９は全閉の状態である。循環配管６中のエアーを追い出し戻された循環水は分岐点６１で立ち上がり配管６２と立ち上がり配管部７とに分岐して流される。そして、追い出されたエアーは貯槽１のガス排出管１０を通して大気中に排出される。一方、立ち上がり配管部７のチャンバー７１の液面は徐々に上昇し、液面計８の設定値に感応して制御弁９は徐々に開状態となっていく。これにより、系内は高温殺菌水が安定して循環される。また、循環配管中のエアーは自然に追い出され、従来例のような系外ブロー時の高価な殺菌水の廃棄を無くすことができる。
【００１６】
（殺菌水使用工程）
この殺菌水使用工程は、使用点に使用温度の殺菌水を供給する工程であり、使用点での消費がある状態と使用点での消費が無く全量が循環される状態を含むもので、使用温度での低温循環モードとなる。低温循環モード運転にすると、冷却器３の熱交換が開始し、温度センサー３１からの電気信号により制御弁１３の開閉が制御され、送水温度は使用温度に制御される。使用点で使用されない殺菌水は循環配管６を通して循環される。使用点での消費が少ない場合、チャンバー７１の液面は低下せず、制御弁９は開状態となる。使用点での消費が多い場合、チャンバー７１の液面が低下し、制御弁９は液面を一定に保持するから閉状態となり、これに伴い貯槽１の高温の殺菌水が供給ポンプ２に供給され、この供給量が増えると共に冷却器３での熱交換は活発化する。したがって、使用点での消費が一定量で安定すると制御弁９の開度が一定レベルで安定する。また、使用点での消費が無く全量が循環されると、戻り水の全量が立ち上がり配管部７を通して循環され加熱源に触れることがないから、循環水の温度が温度センサー３１の設定値と同一となり、制御弁１３は全閉の近い状態となる。これにより冷却水の無駄な使用が防止される。
【００１７】
（殺菌水使用工程から高温殺菌工程）
次に、低温循環モードから高温殺菌工程に移行する場合について説明する。高温殺菌工程は、循環配管内の温度を貯槽１の貯水温度と同等にして殺菌を行う工程である。まず、外部の信号を与えることにより又は手動操作により制御弁９を閉じていき（殺菌水の滞留を防止するため、制御弁９は全閉でなく、若干漏れる状態とする）、循環配管６からの戻り水を立ち上がり配管６２を通して貯槽１へ戻す比率を上げていく。やがて循環配管中の温度は上昇して貯槽１の貯水温度と同等になっていく。この時、冷却器３での熱交換は行われない。これにより、低温循環モードから高温殺菌工程への移行後、系外ブローは行われず、殺菌水を無駄に廃棄することがなく経済的である。また、従来例のように、冷却器での冷却水の無駄な使用を防止することができる。
【００１８】
本発明において、供給ポンプ入口側立ち上がり配管部は、上記実施の形態例に示す、循環配管の径より太い径のチャンバーに限定されず、循環配管の径とほぼ同径の配管であってもよい。また、この配管又はチャンバーの径は循環配管の長さ、循環量及び使用点での使用量等によって異なり適宜設計条件に合わせて決定すればよい。また、分岐点６１回りの配管形態としては、循環配管６を通して循環される戻り水が優先的に供給ポンプ入口側立ち上がり配管部７に流れる構造のものであれば、特に制限されず、上記実施の形態例に示す立ち上がり配管６２とする他、立ち上がり配管６２を設けることなく又は設けることにより、供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径を循環配管の径よりも大きい配管とする形態であってもよい。
【００１９】
本発明において、殺菌水の供給用途としては、特に制限されないが、医薬、製薬用及び食品用が挙げられ、特に、医薬、製薬用に好適である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、８０℃以上の温度で殺菌された蒸留水を一旦貯槽に溜めて、これを使用点に使用温度で連続的に供給し循環する方法において、貯槽の頂部にガス排出管を付設し、該貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方に制御弁を有する供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部を設け、この立ち上がり配管部は循環戻り水が優先的に流れる構造を採るため、蒸気殺菌工程直後などの起動時に、エアーは貯槽に追い出され、貯槽の頂部に付設されたガス排出管から大気中に放出される。このため、系外ブローが無く、高価な殺菌水の無駄な廃棄を防止でき経済的である。また、低温循環モードから高温殺菌工程への移行の際、供給ポンプの入口側に接続する立ち上がり配管部の流量を極力減らして、貯槽を経由する循環系とするため、系外ブローが無くなり経済的である。また、使用点での消費が無い場合、戻り水の全量が立ち上がり配管部を通して循環され加熱源に触れることがないから、冷却器での冷却水の使用量を極力減らすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における殺菌水供給装置の概略図を示す。
【図２】従来例の第１の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【図３】従来例の第２の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【図４】従来例の第３の殺菌水供給方法を説明するフロー図を示す。
【符号の説明】
１、１１ 貯槽
２、１２ 供給ポンプ
３、１３、１３ａ〜１３ｃ 冷却器
４、１４、１４ａ 加熱器
５、１５ 高温殺菌水
６、１６ 循環配管
７ 供給ポンプ入口側立ち上がり配管部
８ 液面計
９、１３、２５、２１、２２、２５ 制御弁
１０、２４ ガス排出管
２６ ブロー配管
３０、３０ａ〜３０ｃ 殺菌水供給装置
６１ 分岐点
６２ 立ち上がり配管
６３ 循環戻り配管
７１ チャンバー
Claims (4)
- 温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成する殺菌水供給装置。
- 温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設して形成される殺菌水供給装置であって、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が設置され、該制御弁により液面が所定のレベルに制御されるか又は所定の流量に調節される供給ポンプ入口側立ち上がり配管部、を備え、前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置。
- 前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部が、前記循環戻り配管より太い径のチャンバーを備えるものである請求項１記載の殺菌水供給装置。
- 温度８０℃以上の殺菌水を貯水すると共に、該殺菌水を該温度範囲に維持する頂部にガス排出管を付設した貯槽と、前記殺菌水を使用点に供給し前記貯槽に循環させる供給ポンプと、前記殺菌水を使用点の使用温度に冷却する冷却器とを、順次配管にて循環系に配設し、前記貯槽への循環戻り配管から分岐して該貯槽と並列に配設され、下方部に制御弁が配置された供給ポンプ入口側立ち上がり配管部を備え、前記分岐する点から前記貯槽への循環戻り配管が、立ち上がり配管を形成するか、あるいは前記供給ポンプ入口側立ち上がり配管部の径が、前記循環配管の径より大である殺菌水供給装置において、前記制御弁の開度をほぼ閉じた状態とし、且つ冷却器の冷却水の通水を停止した状態で、貯槽の殺菌水を温度８０℃以上の温度に維持しつつ循環する高温殺菌工程を有する殺菌水の供給方法。
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