JP6279359B2

JP6279359B2 - 送液装置

Info

Publication number: JP6279359B2
Application number: JP2014048419A
Authority: JP
Inventors: 吉宣越智
Original assignee: 株式会社トップシステム
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: JP2015171899A

Description

本発明は、ろ過フィルターが設置された送液ラインで液体を送液する送液装置に関する。

液体状の医薬品である薬液に対して、調製タンクにおいて混合等の調製を行ってから、送液ラインを介して充填装置に送液し、バイアルやアンプル等の小容器に充填する薬液調製システムが従来から提供されている。

薬液は、菌の増殖等の活動が起きないように、無菌状態下での慎重な取扱いが要求され、送液ライン上には、通常、ろ過フィルターが設置される。ろ過フィルターは、圧力損失が大きく、ろ過フィルターの一次側において送液ライン内に残液が発生し易い。薬液は、高価なものが多く、また、薬液調製システムでは洗浄水による洗浄を頻繁に行う必要があるため、送液時に残液が発生すると、経済的な損失が大きい。

そこで、下記特許文献１には、フィルター装置が設置された製造管路に残留する残液を有効に管路から送液させて回収するための管路内残留液の送液方法が開示されている。

特許文献１に開示された送液方法においては、送液時に、ろ過フィルター装置の上方において管路に設置されたベントバルブの開度を徐々に大きくしていくことで、圧送用圧縮空気の流速を制御し、残液を空気と分離して送液することで、管路内の残液を回収している。

特開２０１０−２３８６６号公報

しかし、特許文献１にも記載されているように、ベントバルブの開度が大きくなると、気液が分離することなく、空気と共に液体がベントバルブを介して排気管部から大気中に排出されてしまうため、現実的には、空気のみを分離して排出するバルブ制御は非常に困難である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ろ過フィルターが設置された送液ラインにおいて、ろ過フィルターの一次側の残液の発生を確実に抑えることのできる送液装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る送液装置は、調製タンクにおいて調製された液体を、ろ過フィルターによりろ過し、容器に充填するための充填装置へと送液する送液装置において、前記ろ過フィルターが設置された、前記調製タンクから前記充填装置へと圧縮気体により液体を圧送するための送液ラインと、前記ろ過フィルターの一次側における前記送液ライン内の残液を送液するための残液送液装置であって、前記ろ過フィルターの一次側において前記送液ラインの一部を迂回する迂回ラインと、前記ろ過フィルターよりも高所において前記迂回ライン上に設置された、前記残液を一時的に溜めておくストックタンクと、前記送液ライン内の液体が前記迂回ラインを経由するか否かを切り換える切換バルブと、を有し、前記残液をいったんストックタンクに溜めてから前記送液ラインに戻すように構成された残液送液装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る送液装置によれば、送液ラインに設置されたろ過フィルターの一次側の残液を、迂回ラインを介して一時的にストックタンクに溜めてから送液ラインに戻すようにしているので、ろ過フィルターの一次側におけるエアー溜まりを確実に解消し、一次側の残液のほとんどを充填装置へと送液することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る薬液調製システムの構成を概略的に示す模式図である。図２は、本発明の実施形態に係る送液装置による送液処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る薬液調製システムの構成を概略的に示す模式図である。本実施形態に係る薬液調製システム１０は、調製した薬液をバイアルやアンプル等の小容器に小分けして充填するシステムである。

薬液調製システム１０は、薬液を調製するための調製タンク２０と、調製された薬液を充填するための充填装置３０と、ろ過フィルター３５と、調製タンク２０から充填装置３０へとろ過フィルター３５を通過させながら薬液を送液する送液装置４０と、これらの動作を制御するための制御装置９０とを備えている。

調製タンク２０は、タンク本体２１と、タンク本体２１内の薬液を攪拌するための攪拌機２５（図示せず）と、タンク本体２１の出口を開閉するバルブ２７と、残量検知センサ２８とを備えている。残量検知センサ２８は、タンク本体２１の支持枠に設置されたロードセル（荷重センサ）であり、制御装置９０は、残量検知センサ２８の出力値から、タンク本体２１内の薬液の残量が0であることを検知することができる。

送液装置４０は、調製タンク２０と充填装置３０とを接続する配管からなる送液ライン４２と、送液ライン４２において薬液を圧送するための圧縮エアーを供給するエアー加圧装置６０と、送液ライン４２における残液を送液するための残液送液装置７０とを備えている。

充填装置３０は、送液ライン４２から送られてきた薬液を注射容器等の少量の容器に分注するための装置であり、分注される薬液を一時的に貯留しておくための充填タンク３１を備えている。なお、充填装置３０は種々の構成が考えられ、充填タンクを備える構成に限定されるものではない。

ろ過フィルター３５は、送液ライン４２上に設置されており、送液ライン４２を流れる薬液をろ過して、除菌等を行う。また、ろ過フィルター３５は、エアー抜きバルブ３６を備え、充填装置３０よりも高い位置に設置されている。

ここで、送液ライン４２の調製タンク２０から残液送液装置７０までの配管を第一区間４５、残液送液装置７０からろ過フィルター３５までの配管を第二区間４６、ろ過フィルター３５から充填装置３０までの配管を第三区間４７とする。第一区間４５は、調製タンク２０よりも高所に設置された残液送液装置７０へと向けて立ち上がる立ち上がり配管４５１を備えている。また、第二区間４６及び第三区間４７は、連続して略下りの配管となっている。

エアー加圧装置６０は、エアーコンプレッサー６１と、調製タンク２０内に圧縮エアーを供給して加圧するためのエアー加圧ライン６３と、後述するストックタンク７１内に圧縮エアーを供給して加圧するためのエアー加圧ライン６５とを備えている。エアー加圧ライン６３，６５には、それぞれのラインを開閉するためのエアー加圧バルブ６３１，６５１がそれぞれ設置されている。

通常の調製タンク２０から充填装置３０への送液時には、エアー加圧装置６０は、エアー加圧ライン６３を介して、調製タンク２０のタンク本体２１内にエアーを送り込み、エアー圧力により、タンク本体２１内の液面を押し下げ、送液ライン４２へと薬液を押し込んで送液する。送液ライン４２に押し込まれた薬液は、ろ過フィルター３５を通過した後、充填装置３０へと送り込まれる。

ここで、調製タンク２０内の薬液が全て送液ライン４２に圧送され、調製タンク２０が空になると、送液ライン４２にエアーが流入して、立ち上がり配管４５１の上部にエアー溜まりが発生してしまう。ろ過フィルター３５の圧力損失が大きいため、ろ過フィルター３５の一次側にエアー溜まりが発生すると、ろ過フィルター３５に向けて送液ライン４２内の薬液を圧送できない、送液が不可能な状態となってしまう。

特に、送液をスムーズに行ったり、配管内の洗浄を良好に行ったりするために、送液ライン４２の配管径が大きい場合には、エアー溜まりが発生し易い。送液が不可能な状態となると、ろ過フィルター３５の一次側に多くの薬液が残った状態となってしまう。

残液送液装置７０は、このように通常の方法では送液できなくなり、送液ライン４２の第一区間４５内に残された残液を、ろ過フィルター３５を通過させて充填装置３０へと送るための装置であり、ストックタンク７１と、ストック用迂回ライン７３と、ストック切換バルブ７５と、エアー抜きライン７７と、ベントフィルター７９とを備えている。

ストックタンク７１は、残液送液を行う際に、ろ過フィルター３５の一次側（第一区間４５）の残液を一時的に溜めておくためのタンクであり、その容量は、送液ライン４２内の第一区間４５にある残液を収容できる容量であれば良い。すなわち、ストックタンク７１の容量は、送液ライン４２の第一区間４５の配管内容量よりも大きくなるように設計する。

したがって、調製タンク２０と残液送液装置７０とが離れて設置されている場合や、送液ライン４２の配管径が大きくなると、ストックタンク７１の容量は大きくなる。但し、通常であれば、調製タンク２０の容量よりも第一区間４５の配管内容量のほうが格段に小さいので、ストックタンク７１の容量は、調製タンク２０の容量に比べて非常に小さくできる。ストックタンク７１は、ろ過フィルター３５及び調製タンク２０よりも高い位置に設置される。

また、ストックタンク７１は、滅菌・洗浄機能を備えており、図示しない滅菌洗浄ラインと接続されている。滅菌時には、滅菌洗浄ラインからタンク内にピュアスチームが供給され、例えば、ストックタンク７１内が120℃の状態に20〜30分間維持されて滅菌される。また、洗浄時には、滅菌洗浄ラインからタンク内に洗浄液が供給され、洗浄後の洗浄液は送液ライン４２から排出される。

ストック用迂回ライン７３は、ろ過フィルター３５の一次側において送液ライン４２の一部を迂回する迂回ラインであって、送液ライン４２から分岐（分岐点７３１）して、ストックタンク７１を経由して送液ライン４２と再度合流（合流点７３２）するように、送液ライン４２と接続されている。

ストック切換バルブ７５は、送液ライン４２内の薬液をストック用迂回ライン７３へと迂回させるか否かを切り替えるためのバルブであり、分岐点７３１と合流点７３２の間において送液ライン４２上に設置された第一切換バルブと７５１と、ストックタンク７１の一次側においてストック用迂回ライン７３上に設置された第二切換バルブ７５２と、ストックタンク７１の二次側においてストック用迂回ライン７３上に設置された第三切換バルブ７５３とを備えている。

エアー抜きライン７７は、ストックタンク７１内を大気と挿通させて減圧するためのラインである。また、上述したエアー加圧ライン６５により、ストックタンク７１内を加圧することもできる。ストックタンク７１と、エアー抜きライン７７及びエアー加圧ライン６５との接続部には、ベントフィルター７９が設置されている。

このような構成の残液送液装置７０において、第二切換バルブ７５２及び第三切換バルブ７５３を閉じると共に第一切換バルブ７５１を開いておけば、送液ライン４２を流れる薬液は、ストック用迂回ライン７３を経由することなく、送液ライン４２内を送液される。

一方、第一切換バルブ７５１を閉じると共に第二切換バルブ７５２を開くと、残液送液装置７０の一次側に位置する送液ライン４２内の薬液は、分岐点７３１からストックタンク７１に流れ込むことが可能な状態となる。また、第一切換バルブ７５１を閉じると共に、第三切換バルブ７５３を開くと、ストックタンク７１内の薬液は、合流点７３２から送液ライン４２へと流れ込むことが可能な状態となる。

制御装置９０は、薬液調製システム１０を構成する上記各部材の動作を制御するための装置であり、各部材と接続されている。

以上、薬液調製システム１０の構成について説明したが、続いて、薬液調製システム１０において、送液装置４０により、調製タンク２０から充填装置３０へと送液ライン４２内の残液を略ゼロにしながら薬液を送液する際の処理の流れについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る送液装置４０による送液処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下に示す処理は、制御装置９０が薬液調製システム１０を構成する各部材の動作を制御することで実現される。

同図に示すように、まず、Ｓ１において、送液ライン４２を介して調製タンク２０から充填装置３０への通常の送液を行う。具体的には、調製タンクバルブ２７を閉じた状態で調製タンク２０内において攪拌機２５等により薬液の調製を行った後、エアー加圧バルブ６３１を開いて、タンク本体２１内に圧縮エアーを送り込み、加圧する。

その後、ストック用迂回ライン７３に薬液が流れ込まないように、第一切換バルブ７５１を開くと共に第二切換バルブ７５２及び第三切換バルブ７５３を閉じた状態としてから、調製タンクバルブ２７を開くことで、調製タンク２０内の薬液が送液ライン４２へと圧送される。

送液ライン４２に送り込まれた薬液は、ろ過フィルター３５を通過してろ過された後、充填装置３０の充填タンク３１へと送り込まれる。なお、送液開始にあたって、調製タンクバルブ２７を開く際に、ろ過フィルター３５のエアー抜きバルブ３６を短時間だけ開いてフィルター内のエアーを抜くのが望ましい。

送液開始後、Ｓ２において、残量検知センサ２８により調製タンク２０内の残液がゼロとなったことが検知されると、制御装置９０は、Ｓ３に進み、送液ライン４２の第一区間４５内の薬液がストック用迂回ライン７３を通過するように、ストック切換バルブ７５の切り換えを行う。具体的には、エアー抜きバルブ７７１を開くと共に第一切換バルブ７５１を閉じてから、第二切換バルブ７５２を開く。

このとき、エアー加圧バルブ６３１は開いた状態のままにしておくので、第二切換バルブ７５２を開いたときに、送液ライン４２の第一区間４５内の残液は、エアー加圧ライン６３から調製タンク２０内を通って供給されてくる圧縮エアーに押されて、一気にストックタンク７１内に送り込まれる（Ｓ４）。

これにより、送液ライン４２の第一区間４５では、配管内に薬液がほとんど残っていない残液が略ゼロの状態となる。このとき、第一区間４５の立ち上がり配管４５１に発生していたエアー溜まりのエアーは、ストック用迂回ライン７３とストックタンク７１とを経由して、エアー抜きライン７７から外部へ排出される。

第一区間４５の残液が略全てストックタンク７１に送り込まれると、Ｓ５に進み、このストックタンク７１内に溜められた薬液を送液ライン４２に戻して、ろ過フィルター３５へ圧送する処理を行う。

具体的には、第二切換バルブ７５２及びエアー抜きバルブ７７１を閉じてから、エアー加圧バルブ６５１を開き、エアー加圧ライン６５からストックタンク７１内に圧縮エアーを送り込み、ストックタンク７１内を加圧する。その後、第三切換バルブ７５３を開くと、ストックタンク７１の薬液が合流点７３２から送液ライン４２へと戻され、ろ過フィルター３５へ向けて圧送される。

このように、残液送液時に、通常の送液の際に調製タンク２０に供給される圧縮エアーを用いるのではなく、エアー加圧ライン６５から直接ストックタンク７１に供給される圧縮エアーを用いることで、ストックタンク７１内に回収された残液を素早く確実に充填装置３０へと圧送することができる。

Ｓ５において、送液ライン４２に送り込まれた薬液は、ろ過フィルター３５を良好に通過してろ過された後、充填装置３０の充填タンク３１に送り込まれる。このとき、送液ライン４２の第二区間４６及び第三区間４７は略連続して下りの配管となっており、配管内にエアー溜まりが発生しない。よって、送液ライン４２に戻された薬液は、第二区間４６及び第三区間４７に残液が残ることなく、自重及び圧縮エアーによる圧送により、略全てが充填タンク３１に送られる。すなわち、第一区間４５を含めて、送液ライン４２の残液が略ゼロとなる送液が完了する（Ｓ６）。

続いて、本発明のテスト結果について説明する。本テストの条件は下記の通りである。なお、上記実施形態では、調製タンク２０内の薬液がゼロになると、残液送液装置７０による送液を開始するようにしているが、本テストでは、調製タンク２０内の残液がゼロになってもそのまま通常の送液を継続し、送液不可能な状態になってから、残液送液装置７０による送液を開始している。通常の送液では残ってしまう残液のうち、残液送液装置７０により送液できる量を明確にするためである。

１．ろ過フィルター
ハウジングザルトリウス製5”
エレメントザルトリウス製 MINI CARTRIDGE
SARTOBRAN P（5231507H9）
親水性 0.2μm
２．使用する液体について
液体イオン交換水 14℃
３．使用する気体について
圧縮エアー（ゲージ圧）
テストＡ，Ｂ：0.10MPa
テストＣ：0.05MPa
テストＤ：0.20MPa

４．配管条件（送液ライン４２の第一区間４５に相当）
SUS配管サイズ1S（配管内径：23mm）
SUS配管トータル長さ：5,485mm（配管容積：2.28L）
フレキホース内径16mm
フレキホース配管トータル長さ：2,595mm（配管容積：0.52L）
全容積（第一区間４５に相当）：2.80L

このような条件において、調製タンク２０内に10kg程度の液体を入れてから、通常の送液完了後の第一区間４５内の残液量（通常送液後残液量）と、さらに残液送液装置７０により残液を送液後の残液量（残液送液後残液量）との計測を、テストＡ〜Ｄについてそれぞれ行った。

テスト結果は下記の通りである。
テストＡ通常送液後残液量：0.66kg、残液送液後残液量0.06kg
テストＢ通常送液後残液量：0.85kg、残液送液後残液量0.05kg
テストＣ通常送液後残液量：1.30kg、残液送液後残液量0.05kg
テストＤ通常送液後残液量：0.94kg、残液送液後残液量0.05kg

このように、本実施形態に係る残液送液装置７０を採用することで、通常の送液ではろ過フィルター３５の一次側に残ってしまう残液のほとんどをろ過フィルターの二次側に送液することができ、残液送液後の送液ライン４２の残液を略ゼロにすることができる。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態によれば、ろ過フィルター３５よりも高所に設置されたストックタンク７１を経由して残液の送液を行うので、立ち上がり配管４５１の上部に発生したエアー溜まりのエアーを外部に排出でき、通常の送液では送液ライン上に残ってしまう調製タンク２０内の薬液を、略全て充填装置３０へと送液することができる。これにより、高価な薬液のロスを最小限に抑えることができる。

ストックタンク７１は、調製タンク２０と比べて格段に小型化できるケースが多く、小型のストックタンク７１をろ過フィルター３５より高所に設置することで、送液装置４０（薬液調製システム１０）を天井の低い室内に設置することが可能であり、建築コストや設置コストを大きく抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、圧縮気体として、エアー（空気）を使用しているが、窒素等の他の気体を圧縮気体として用いても良い。

また、上記実施形態では、残液送液装置を始動させるタイミングを、調製タンクが空になったタイミングとしているが、適宜所望のタイミングを採用することができる。例えば、上記テストのように、通常の送液で送液不可能な状態となってからでも良いし、ろ過フィルターの手前に設置された検知センサにより、ろ過フィルターにエアーが到達したことを検出したときに始動させるようにしても良い。

また、上記実施形態では、薬液を調製、送液、充填する場合を例に挙げて説明したが、ろ過フィルターによりろ過する対象の液体であれば、飲料水等の薬液以外の液体に対しても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、ストックタンク内に溜まった薬液を送液ラインへと圧送する際に、エアー加圧ラインから直接ストックタンク内に圧縮エアーを供給しているが、通常の送液のために調製タンクに供給される圧縮エアーを送液ライン経由でストックタンク内に供給するように構成しても良い。

１０薬液調製システム
２０調製タンク
２１タンク本体
２７調製タンクバルブ
２８残量検知センサ
３０充填装置
３１充填タンク
３５ろ過フィルター
３６エアー抜きバルブ
４０送液装置
４２送液ライン
４５第一区間
４５１立ち上がり配管
４６第二区間
４７第三区間
６０エアー加圧装置
６１エアーコンプレッサー
６３エアー加圧ライン
６３１エアー加圧バルブ
６５エアー加圧ライン
６５１エアー加圧バルブ
７０残液送液装置
７１ストックタンク
７３ストック用迂回ライン
７３１分岐点
７３２合流点
７５ストック切換バルブ
７５１第一切換バルブ
７５２第二切換バルブ
７５３第三切換バルブ
７７エアー抜きライン
７７１エアー抜きバルブ
７９ベントフィルター
９０制御装置

Claims

調製タンクにおいて調製された液体を、ろ過フィルターによりろ過し、容器に充填するための充填装置へと送液する送液装置において、
前記ろ過フィルターが設置された、前記調製タンクから前記充填装置へと圧縮気体により液体を圧送するための送液ラインと、
前記ろ過フィルターの一次側における前記送液ライン内の残液を送液するための残液送液装置であって、
前記ろ過フィルターの一次側において前記送液ラインの一部を迂回する迂回ラインと、
前記ろ過フィルターよりも高所において前記迂回ライン上に設置された、前記残液を一時的に溜めておくストックタンクと、
前記送液ライン内の液体が前記迂回ラインを経由するか否かを切り換える切換バルブと、を有し、前記残液をいったんストックタンクに溜めてから前記送液ラインに戻すように構成された残液送液装置と、
を備えることを特徴とする送液装置。
前記送液ラインは、前記残液送液装置から前記充填装置へと略連続して下りの配管となっていることを特徴とする請求項１記載の送液装置。
前記残液送液装置は、前記ストックタンク内に直接圧縮気体を供給する気体加圧ラインをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の送液装置。
前記残液送液装置は、前記ストックタンクに接続されたエアー抜きラインを備えることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の送液装置。