JPH02227128A - 液体分離システムの無薗化処理方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は液体分離システムの無菌化処理方法並びにその
装置の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 限外濾過膜、逆漫１３１１１等によれば、その特性上、
微粒子、細菌、発熱性物質等を実質上、完全に除去でき
るので、それらの膜を用いた膜モジュールが製薬、医薬
、半導体分野等での用水の製造に多用されている。而し
て、その用水（透過水）の用途上、無菌化が不可欠であ
り、用水の製造にあたっては、まず、液体分離システム
（膜モジュール並びに配管、タンク等を含む）を薬品洗
浄等によって殺菌処理し、而るのちに、膜モジュールを
運転して、透過水（用水）を得ている。しかしながら、
膜モジエールの運転停止時には、細菌が繁殖し易い、特
に、通常、通過水取出口が大気解放であり、上記の運転
停止時、あるいは、透過水の止水時、透通木取出口を経
ての大気からの逆汚損も避は難い、而して、上記無菌用
水の製造においては、適時、分離システムの透過水側を
無菌化処理する必要があり、この処理には通常、熱水殺
菌処理が用いられている。

第７図並びに第８図は、従来の熱水殺菌処理装置を組み
込んだ液体分離システムを示している。

第７１！ｌにおいて、１°は原水タンクであり、加熱器
６１°、温度ｍ部器６２°並びに水位調節器６３１等を
備えている。３′は原水圧送ポンプである。２’ｌｌ！
モジユールを示し、原水人口２２１をポンプ３°の出口
に連通し、濃縮水出口２３’を原水タンクｌ゛に原水戻
し管６°により連通しである。７′はモジュール２１の
透過室２４’に連結した透過水取出管、６０°は透過水
戻し管であって、モジュール２′の透洋室出口５１’と
原水タンク１９との間を連通している。４１’・４２Ｉ
並びに７２１はパルプ（パルプ４１’は操作圧力設定用
）である。

第７図に示す分離システムにおいて熱水殺菌処理を行う
には、まず、パルプ７２”を閉とし、パルプ４２１を開
にし、次いで、加熱器６１′によって水を加熱し、ポン
プ３°を駆動し、温度調節器６２′並びに水位調節器６
３′によって加熱器６１１、ポンプ３′等をコントロー
ルしながら、水を加熱・循環させている（通常の運転時
とは異なり、透過水を外部に取出さずに原水タンクｌ。

に戻している）。

他方、第８図において、１′は原水タンク、３′はポン
プ、２１は膜モジュール、４１”・４１　”並びに７２
′・７２１′はパルプ（パルプ４１′は操作圧力設定用
）、７°は透過水取出管である。

６°は透通水循環配管、６０′°は透過水タンク、６１
’は透過水タンクに設けた加熱器、６２′は温度調節器
、６３′は水位調節器である。３１’は透過水循環ポン
プである。

第８図に示す分離システムにおいて熱水殺菌処理を行う
には、まず、パルプ４１”並びに４１　”を閉にし、更
に、パルプ７２°を閉、パルプ７２°“を開にし、次い
で、加熱器６１”によって透過水タンク６０′１内の水
を加熱すると共にポンプ３１′を駆動し、温度ｍ部器６
２”並びに水位調節器６３′で、加熱器６１’、ポンプ
３１”等をコントロールしながら透過水を加熱・循環さ
せている。

く解決しようとする課題〉 従来においては、上記の方法により、適時に熱殺菌処理
を行って、用水の無菌化を図っているが、第７図により
説明した方法では、透過水を原水側に戻してこれを加熱
・強制循環させる必要があり、透過水側を原水側にパイ
プ等によって連通せざるを得す、この連通路では膜のよ
うな細菌遮断ｌｌ能を期待できないので、原水側よりそ
の連通路を経て透過水側に細菌が侵入する可能があり、
確実な無菌化は至難である。

一方、透過水側においてのみ、透過水を加熱・強制循環
させる、第８図に示した方法では、上記のような不利は
ないが、透過水循環ポンプによって発生する摩耗微粉が
用水の汚損源になると考えられ、問題がある（第７図に
より示した方法の場合、ポンプ３′により発生する摩耗
微粉は、膜モジュールの膜で遮断される）。

このように、従来の無菌化処理方法には、一長一短があ
る。

本発明の目的は、透過水側を原水側から細菌通過に対し
て完全に遮断でき、かつ透過側での摩耗微粉の発生を排
除できる無菌化処理方法並びに装置を、すなわち上記の
各従来方法の欠点を排除でき、利点のみを保有する無菌
化処理方法並びに装置を提供することにある。

（！ＩＩ！を解決するための手段） 本願発明に係る液体分離システムの無菌化処理方法は、
膜モジュールの透過室を循環回路に連通し、該回路中に
加熱器を設け、膜モジュールの運転停止中、加熱器で透
過水を加熱して、この透過水を自然対流により循環させ
ることを特徴とする方法である。また、本願発明に係る
液体分離システムの無菌化処理方法は、膜モジュールの
透過室に上部口並びに下部口を設け、その上部口と下部
口との間に循環配管を連結し、該配管中に上部口よりも
下方の位置において加熱器を設け、循環配管の途中に透
過水取出管を分岐させたことを特徴とする構成である。

〈実施例の説明〉 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図において、１は原水タンクである。２は膜モジュ
ールであり、２１は原水室、２２は原水入口を、２３は
出口を、２４は透過氷室をそれぞれ示している。３は原
水圧送ポンプ、４１は操作圧力設定用パルプ、４２は開
閉パルプである。５１は膜モジュール２の透過水室２４
に設けた上部口、５２は下部口である。６は透過水循環
配管であり、上部口５１と下部口５２との間に連結しで
ある。６１は加熱器であり、水缶内にヒーターを納めた
構成である０図示の実施例においては、下部口５２より
も下方に加熱−を設けである。６２は温度調節器である
。７は循環配管の途中に分岐接続した透過水取出管、７
１は取出口、７２はバルブである。

上記膜モジュールには、限外濾過膜モジュール、逆浸透
膜モジュール、あるいは、精密濾過膜モジュールの何れ
をも使用でき、構造的には中空糸膜モジュール、管状膜
モジュール、スパイラル膜モジエールまたは平型膜モジ
ュール等を使用できる。

第２図は中空糸膜モジュールの一例を示し、耐熱筒状ケ
ース２５内に中空糸膜束２６を挿入し、ケース内両端に
耐熱性の樹脂隔壁２７．２８を注型成形し、ケース一端
に原水入口継手２９１を、ケース他端に原水出口継手２
９２をそれぞれ取付け、ケースの他端部に上部口５１を
、一端部に下部口５２をそれぞれ設けた構成である。上
記の加熱器６１には、電熱式の温水器、燃焼ガス式の温
水器、二重管式熱交換器を使用できる。

第１図に示す液体分離システムにより、無菌化用水を得
るには、原水タンク１に原水を供給し、ポンプ３を駆動
して、原水を膜モジュール２で濾過すればよい、原水が
膜を透過する際、原水中の細菌、発熱性物質や微粒子の
通過が阻止され、無菌の透過水を遣水でき、バルブ７２
を開けば、無菌透過水を透過水循環配管６を経て、透過
水取出管７の出ロア１より採水できる。

遣水の中断中は、ポンプ３を停止し、バルブ４１．４２
を閉とし、次いで、加熱器６１を作動させ、加熱器６１
において透過水を加熱する。加熱された透過水は、比重
の減少により浮上し、加熱器水缶の温水出口を経て膜モ
ジュール２の透過水室２４の下部口５２より透過氷室上
方へと上昇していく、而して、透過水室２４内での上昇
距離が長く（例えば、第２図に示す膜モジエールを垂直
配置で使用すれば、モジュールのほぼ全長）、この間、
加速されながら上昇し、透過氷室２４の上部口５１での
流速が上記の上昇距離に応じて相当に高度となるから（
速度をＶ、上昇距離をＬとすればｖＯｅ♂　）、透過水
を循環配管６において自然対流によりよく循環させ得、
この循環水は加熱器６１からの受熱によって高温になっ
ていく、最高温度は膜モジュールの耐熱性を勘案して設
定し、この最高温度に達すると温度調節器６２が作動し
て、加熱器６１による加熱が停止させる。

このようにして膜モジエールの運動停止中、透過水が加
熱循環させることにより、透過水側を熱水殺菌でき、膜
モジュールの運転停止中でも透過水側での菌の繁殖を確
実に排除できる。

その後に再度、遣水運転を行うには、まず、バルブ４２
を開とし、バルブ４１の絞り度を調整して所定の操作圧
力に設定し、次いで、ポンプ３を駆動する。而して、遣
水の進行に伴い、透過水室２４並びに循環配管６内の熱
水が押出されていき、透過水取出管７のバルブ７２から
取出ロア１まで一時的に熱水が通過するので、この部分
の熱水殺菌も行うことができる。

上記において、遣水運転の停止に追従して、自動的にバ
ルブ４１．４２並びに７２を閉にし、かつ、加熱器６１
を作動させるようにしてもよい。

膜モジュールに垂直配置とすることが望ましいが、傾斜
配！とすることも可能である。また、加熱器は膜モジュ
ールの下部口より下方に設けることが望ましいが、第３
図に示すように、上部口５１と下部口５２との中間位置
に加熱器６１を配置しても、透過水の自然対流による加
熱・循環は可能である。

上記透過水循環配管中に、第４図に示すように外部駆動
式（例えば、マグネット駆動式）の撹拌子８１を設け、
強制対流を補助的に使用してもよい、また、該配管中に
リフト式排気弁あるいは疎水性膜のガス抜きを設けるこ
ともできる。

第５図に示すように、上記透過水取出管の取出ロア１を
開閉式の密閉箱８２内に導き（採水のために箱８２は開
閉する必要がある）、該密閉箱８２内に紫外線ランプ８
３を設けて、取出ロア１からの逆汚染を防止することも
できる。また、第６図に示すように、下方に排気孔８４
を設けた開閉式密閉箱８５にクリーンエアー吹込管８６
を連通し、箱内を常時大気圧以上の無菌雰囲気に保持す
ることもできる。

（発明の効果） 本発明に係る液体分離システムの無歯化処理方法並びに
装置においては、上述した通り、透過水側に透過水循環
配管を設け、加熱により自然対流を惹起させて熱水を循
環させるようにしており、ポンプによる強制循環とは異
なり、摩耗微粉の発生がないから、透過水側を透過水質
を低下させることなく無菌化処理できる。また、透過水
側を原水側とは、膜以外で接触させることがないから、
原水側からの殺菌の侵入を確実に防止できる。従って、
透過水側を、透過水質を高純度に保持して無菌状態に維
持でき、医薬用の無菌化用水を容器に造水することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明に係る無菌化処理装置の実施例を示す
説明図、第２図は本願発明において使用する膜モジュー
ルの一例を示す説明図、第３図は本願発明に係る無菌化
処理装置の別実施例を示す説明図、第４図は本願発明に
おいて使用する撹拌器を示す説明図、第５図並びに第６
図はそれぞれ本願発明に係る無菌化処理装置の通過水取
出部を示す説明図、７図並びに第８図はそれぞれ従来例
を示す説明図である。 ２・・・・・・膜モジュール、　２４・・・・・・透過
水室、５１・・・・・・上部口、　５２・・・・・・下
部口、　６・・・・・・透過水循環配管、　６１・・・
・・・加熱器、　７・・・・・・氷取出管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、膜モジュールの透過室を循環回路に連通し、該
   回路中に加熱器を設け、膜モジュールの運転停止中、加
   熱器で透過水を加熱して、この加熱透過水を自然対流に
   より循環させることを特徴とする液体分離システムの無
   菌化処理方法。
2. （２）、膜モジュールの透過室に上部口並びに下部口を
   設け、その上部口と下部口との間に循環配管を連結し、
   該配管中に上部口よりも下方の位置において加熱器を設
   け、循環配管の途中に透過水取出管を分岐させたことを
   特徴とする液体分離システムの無菌化処理装置。
3. （３）、請求項（２）において、加熱器を下部口よりも
   下方に設けてなる液体分離システムの無菌化処理装置。
4. （４）、透過水取出管の先端開口を開閉式密閉箱内に配
   設し、該箱内に紫外線ランプを設けたことを特徴とする
   請求項（２）または（３）記載の液体分離システムの無
   菌化処理装置。
5. （５）、透過水取出管の先端開口を開閉式密閉箱内に配
   設し、該箱にクリーンエア吹込み管を連通したことを特
   徴とする請求項（２）、（３）または（４）何れか記載
   の液体分離システムの無菌化処理装置。