KR20240049189A - 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법 - Google Patents

제약용수 제조 시스템의 멸균 방법 Download PDF

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노무라마이크로사이엔스가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 제약용수 제조 시스템을 증기에 의해 멸균한 후의 한외 여과막의 건조에 의한 손상을 억제한다.
[해결수단] 저장 탱크(16)로부터 보내진 피처리수를 한외 여과막(18M)을 구비한 막 여과 장치(18)로 여과하는 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 방법으로서, 피처리수를 탱크에 저장하는 것에 의해 탱크를 저장 상태로 하고, 막 여과 장치(18)로부터 피처리수를 배출하고 막 여과 장치(18)를 증기에 의해 멸균한 후에 막 여과 장치(18)에 저장 상태를 유지하고 있는 탱크로부터 피처리수를 보내, 한외 여과막(18M)에 피처리수를 접촉시킨다.

Description

제약용수 제조 시스템의 멸균 방법{Sterilization method for pharmaceutical water production system}
본 개시는 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법에 관한 것이다.
주사용수(注射用水)를 포함하는 제약용수(製藥用水)를 제조함에 있어서, 한외 여과막(UF막)에 의해 피처리수를 여과하는 것에 의해, 피처리수를 증류시키지 않고 제조하는 것이 행해지고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2010-123897호 공보
주사용수를 포함하는 제약용수를 제조함에 있어서, 한외 여과막을 사용하는 제약용수 제조 시스템에서는 한외 여과막을 증기 멸균하는 경우가 있다. 일반적으로 증기 멸균은 금속계의 배관이나 증류기 등의 금속제 기기에 대하여 적용된다. 그렇지만, 한외 여과막은 금속제 기기에 비해 온도에 대한 내성이 낮다. 따라서, 종래 행해져 온 증기 멸균을 그대로 적용할 수 있는지의 여부는 불분명하였다.
본 개시는 한외 여과막의 증기 멸균을 한외 여과막의 열화 없이 행할 수 있는 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제약용수 제조 시스템을 증기에 의해 멸균하는 경우, 멸균 후에 한외 여과막에 피처리수가 접촉되지 않은 상태가 계속되면, 한외 여과막이 건조되어 열화되는 경우가 있다. 예를 들면, 새로운 한외 여과막으로 교환한 직후라면, 제약용수 제조 시스템을 운전함으로써, 한외 여과막의 건조는 억제된다. 그러나, 제약용수 제조 시스템에 내장된 한외 여과막을 증기 멸균하는 경우에는, 증기 멸균 후의 제약용수 제조 시스템에서, 한외 여과막에 피처리수가 접촉되지 않은 시간이 계속되는 경우가 있다.
본 개시 기술의 발명자들은, 예의 검토한 결과, 한외 여과막에 증기가 접촉되고 있을 때에는 한외 여과막의 열화는 거의 진행되지 않지만, 고온 상태에서 공기에 접촉되고 있는 시간이 계속되는 것, 및 증기의 공급 중단 후의 방열에 의한 급격한 온도 저하가 발생되는 것에 의해 열화가 심해지는 것을 발견하였다. 특히, 본질적으로는 한외 여과막이 건조에 이를 수 없는 단시간에 한외 여과막의 강도 저하나 분리 성능 저하 등의 열화가 진행된다. 이로부터, 한외 여과막의 열화는 공기 중의 산소에 기인하는 비가역적인 열화라는 결론에 이르렀고, 한외 여과막의 증기 멸균을 한외 여과막의 열화 없이 행할 수 있는 해결 수단을 얻었다.
제1 양태는, 저장 탱크로부터 보내진 피처리수를 한외 여과막을 구비한 막 여과 장치로 여과하는 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법으로서, 상기 피처리수를 탱크에 저장하는 것에 의해 상기 탱크를 저장 상태로 하고, 상기 막 여과 장치로부터 상기 피처리수를 배출하고 상기 막 여과 장치를 증기에 의해 멸균한 후에, 상기 막 여과 장치에 상기 저장 상태를 유지하고 있는 상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 보내 상기 한외 여과막에 상기 피처리수를 접촉시킨다.
제1 양태의 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법에서는, 피처리수를 탱크에 저장하여 탱크를 저장 상태로 한다. 이 탱크는 막 여과 장치로 보내는 피처리수를 저장하기 위한 저장 탱크이더라도 좋지만, 이 저장 탱크와는 별도로 마련된 탱크이더라도 좋다. 더욱이, 이 탱크는 제약용수 제조 시스템을 구성하고 있는 탱크뿐만 아니라, 제약용수 제조 시스템을 구성하고 있지 않은 탱크이더라도 좋다.
그리고, 막 여과 장치로부터 피처리수를 배출하고 막 여과 장치를 증기에 의해 멸균한 후, 저장 상태를 유지하고 있는 탱크로부터 피처리수를 막 여과 장치로 보내어 한외 여과막에 피처리수를 접촉시킨다. 탱크는 피처리수가 저장된 저장 상태로 유지되어 있으므로, 피처리수가 저장되어 있지 않은 탱크에 피처리수를 저장하고, 그 후에 탱크로부터 피처리수를 막 여과 장치로 보내는 구성과 비교하여, 단시간에 막 여과 장치에 피처리수를 보내어 한외 여과막에 피처리수를 접촉시킬 수 있다. 또한, 열교환기 등의 온도 조정 수단을 이용하여 피처리수의 온도를 조정함으로써, 탱크에 피처리수가 저장되어 있지 않은 구성과 비교하여, 단시간에 막 여과 장치의 온도 저하 속도를 조정할 수 있게 된다. 멸균 후의 한외 여과막에 피처리수가 접촉되고 있지 않은 시간이 계속되지 않으므로, 한외 여과막이 건조에 의해 공기 중의 산소와 접촉하는 시간도 계속되지 않는다. 즉, 한외 여과막의 증기 멸균을 한외 여과막의 열화 없이 행할 수 있다.
또, 막 여과 장치 내의 피처리수가 외부로 유출되지 않도록, 막 여과 장치로 통하는 배관의 단부를 막 여과 장치 내에서의 한외 여과막의 가장 높은 부위보다 더 높게 해 두는 것이나, 막 여과 장치로 통하는 배관을 밸브 등으로 밀봉하는 것 등에 의해, 한외 여과막에 피처리수를 접촉시킨 상태를 유지할 수 있다.
제2 양태에서는, 제1 양태에 있어서, 상기 탱크가 상기 저장 탱크이다.
즉, 제약용수 제조 시스템에서, 막 여과 장치로 보내는 처리수를 저장하는 저장 탱크를 탱크로 사용하므로, 사전에 탱크를 마련할 필요가 없다.
제3 양태에서는, 제2 양태에 있어서, 상기 저장 탱크를 상기 저장 상태로 하는 것을, 상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 배출하고 상기 저장 탱크를 증기에 의해 멸균한 후에 상기 저장 탱크에 상기 피처리수를 저장함으로써 행한다.
즉, 막 여과 장치를 증기에 의해 멸균하기 전에, 저장 탱크를 증기에 의해 멸균하고, 저장 탱크에 피처리수를 저장한 저장 상태로 할 수 있다.
제4 양태에서는, 제2 양태에 있어서, 상기 저장 탱크로부터의 상기 피처리수를 상기 막 여과 장치로 보내어 상기 한외 여과막에 상기 피처리수를 접촉시킨 후에, 상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 배출하고 상기 저장 탱크를 증기에 의해 멸균한 후에 상기 저장 탱크에 상기 피처리수를 저장한다.
즉, 막 여과 장치를 증기에 의해 멸균한 후에, 저장 탱크를 증기에 의해 멸균하고 나서 저장 탱크에 피처리수를 저장할 수 있다.
본 개시 기술에서는, 한외 여과막의 증기 멸균을 한외 여과막의 열화 없이 행할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템의 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템의 제어 장치를 구성하는 컴퓨터를 나타내는 구성도이다.
도 3은 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템에서의 멸균 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 제1 실시형태의 변형예의 제약용수 제조 시스템의 구성도이다.
도 5는 제2 실시형태의 제약용수 제조 시스템에서의 멸균 처리를 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 제1 실시형태에 관한 제약용수 제조 시스템(12)에 대하여 설명한다. 이러한 제약용수 제조 시스템(12)은 주사용수를 포함하는 제약용수를 제조하기 위한 시스템으로, 본 개시 기술의 제약용수 시스템의 일례이다. 제약용수 제조 시스템(12)에 도입되고, 제약용수 제조 시스템(12)에 의해 처리되어 유스 포인트(22)까지 흐른다.
제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템(12)은 증기 발생 장치(14), 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18), 제약용수 탱크(20) 및 유스 포인트(22)를 구비하고 있다. 제약용수 제조 시스템(12)에 도입되고, 제약용수 제조 시스템(12)에 의해 처리되어 유스 포인트(22)까지 흐르는 물은 본 개시 기술의 「피처리수」이다.
증기 발생 장치(14)는, 본 개시 기술에서는, 과열 수증기를 발생시키는 장치이다. 과열 수증기는 비점을 초과하는 온도까지 가열된 수증기이다. 이 과열 수증기를 저장 탱크(16) 및 막 여과 장치(18)로 보내는 것에 의해, 저장 탱크(16) 및 막 여과 장치(18)를 포함하는 부분을 멸균시킬 수 있다. 다만, 저장 탱크(16) 및 막 여과 장치(18)를 멸균시키는 것이 가능하면, 증기로는 과열 수증기로 한정되는 것은 아니다.
저장 탱크(16)에는, 전처리 장치(82)에 의해 전처리된 전처리수가 유입 배관(30)을 통해 공급된다. 전처리 장치(82)에서는, 시수(市水), 우물물, 공업용수, 상수(常水) 등에 대하여, 예를 들어, 여과 장치에 의한 여과(역침투 장치에 의한 여과를 포함함), 전기 탈이온 장치나 이온 교환 수지탑 등의 이온 교환 장치에 의한 이온 교환 등의 전처리가 이루어진다. 그리고, 저장 탱크(16)에서는, 유입 배관(30)을 통해 유입된 전처리수를 저장한다. 전처리수는 제약용수 제조 시스템(12)에 의해 처리되는 물이며, 피처리수에 포함된다.
유입 배관(30)에는 도시하지 않은 개폐 밸브가 마련되어 있다. 이러한 개폐 밸브가 개방됨으로써, 전처리수를 전처리 장치(82)로부터 피처리수로서 저장 탱크(16) 내에 도입할 수 있다.
저장 탱크(16)에는 압력 센서(16P), 온도 센서(16T), 수위 센서(16L) 및 도전율 센서(16C)가 마련되어 있다. 압력 센서(16P)는 저장 탱크(16) 내부의 압력을 검출한다. 온도 센서(16T)는 저장 탱크(16) 내부의 온도를 검출한다. 수위 센서(16L)는 저장 탱크(16) 내부의 수위를 검출한다. 도전율 센서(16C)는 저장 탱크(16)에 저장된 피처리수의 도전율을 검출한다. 이들 센서에 의해 검출된 각종 데이터는 도 2에 나타내는 컴퓨터(102)로 송신된다.
저장 탱크(16)와 막 여과 장치(18)는 제1 송수 배관(32)에 의해 접속되어 있다. 본 개시 기술에서는, 저장 탱크(16)의 수면이 막 여과 장치(18) 내부의 한외 여과막(18M)의 상단보다 수직 방향으로 높아지도록 저장 탱크(16)의 수직 방향 위치가 설정되어 있다. 제1 송수 배관(32)에는 제1 펌프(24)가 마련되어 있다. 제1 펌프(24)를 구동함으로써, 피처리수를 제1 송수 배관(32)을 통해 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 보낼 수 있다.
본 개시 기술에서, 막 여과 장치(18)는 소수성의 한외 여과막(18M)을 갖고 있다. 막 여과 장치(18)의 내부는 한외 여과막(18M)에 의해 구획되어 있고, 구획된 한쪽 영역에 흐르는 피처리수를 한외 여과막(18M)에 의해 여과한다. 그리고, 한외 여과막(18M)을 통과하지 않은 피처리수는 농축수로서 외부로 배출된다. 한외 여과막(18M)을 통과한 피처리수는 제약용수 탱크(20)로 보내진다. 한외 여과막(18M)으로는, 예를 들어, 분획 분자량 6000의 중공사막 등을 사용할 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
막 여과 장치(18)에는 압력 센서(18P), 온도 센서(18T) 및 도전율 센서(18C)가 마련되어 있다. 압력 센서(18P)는 막 여과 장치(18) 내부의 압력을 검출한다. 온도 센서(18T)는 막 여과 장치(18) 내부의 온도를 검출한다. 도전율 센서(18C)는 막 여과 장치(18) 내의 피처리수의 도전율을 검출한다. 이들 센서에 의해 검출된 데이터는 도 2에 나타내는 컴퓨터(102)로 송신된다.
제1 송수 배관(32)에서는, 제1 펌프(24)의 상류 측 및 하류 측으로부터 배출 배관(34)이 분기되어 있다. 배출 배관(34)의 각각에는 개폐 밸브(36)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(36) 중 적어도 한쪽을 개방함으로써, 제1 송수 배관(32)으로부터 피처리수를 제약용수 제조 시스템(12)의 외부로 배출할 수 있다. 개폐 밸브(36)의 양쪽을 폐쇄함으로써, 피처리수를 배출하지 않고 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 보낼 수 있다.
제1 송수 배관(32)에는 개폐 밸브(38)가 마련되어 있다. 본 개시 기술에서, 저장 탱크(16)는 막 여과 장치(18)보다 수직 방향으로 높은 위치에 마련되어 있다. 따라서, 저장 탱크(16) 내의 수위가 막 여과 장치(18) 내의 수위보다 높으면, 제1 펌프(24)를 구동하지 않아도, 개폐 밸브(38)를 개방함으로써, 중력에 의해 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수가 흐른다. 개폐 밸브(38)를 폐쇄함으로써, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로의 피처리수의 흐름을 차단할 수 있다.
막 여과 장치(18)와 제약용수 탱크(20)는 제2 송수 배관(46)에 의해 접속되어 있다. 제2 송수 배관(46)으로부터는 배출 배관(48)이 분기되어 있다. 배출 배관(48)에는 개폐 밸브(50)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(50)를 개방함으로써, 제2 송수 배관(46)으로부터 피처리수를 제약용수 제조 시스템(12)의 외부로 배출할 수 있다. 개폐 밸브(50)를 폐쇄함으로써, 피처리수를 배출하지 않고, 막 여과 장치(18)로부터 제약용수 탱크(20)로 보내는 것이 가능해진다. 또, 배출 배관(48) 대신, 또는 병용하여, 저장 탱크로의 환류 배관(52)에서, 저장 탱크(16) 부근에 배출 배관을 마련한 구성으로 하여도 좋다.
제약용수 탱크(20)에는 압력 센서(20P), 온도 센서(20T) 및 수위 센서(20L)가 마련되어 있다. 압력 센서(20P)는 제약용수 탱크(20) 내부의 압력을 검출한다. 온도 센서(20T)는 제약용수 탱크(20) 내의 온도를 검출한다. 수위 센서(20L)는 제약용수 탱크(20) 내의 수위를 검출한다. 이들 센서에 의해 검출된 데이터는 도 2에 나타내는 컴퓨터(102)로 송신된다.
제2 송수 배관(46)에서, 배출 배관(48)의 분기 부분보다 하류 측으로부터는 환류 배관(52)이 분기되어 있다. 환류 배관(52)의 선단은 저장 탱크(16)에 접속되어 있다.
제2 송수 배관(46)에서, 환류 배관(52)의 분기 부분보다 하류 측에는 개폐 밸브(54)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(54)를 개방함으로써, 피처리수를 막 여과 장치(18)로부터 제약용수 탱크(20)로 보낼 수 있다. 개폐 밸브(54)를 폐쇄함으로써, 막 여과 장치(18)로부터 제약용수 탱크(20)로의 피처리수의 흐름을 차단할 수 있다. 또, 제약용수 탱크(20)로 보내지는 피처리수는 막 여과 장치(18)에 의해 여과되어 있어, 제약용수로서 이용할 수 있을 정도로 이물질이 제거되어 있다.
환류 배관(52)에는 개폐 밸브(56)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(56)를 개방함으로써, 제약용수를 막 여과 장치(18)로부터 저장 탱크(16)로 복귀시키는 유로가 구성된다. 개폐 밸브(56)를 폐쇄함으로써, 막 여과 장치(18)로부터 저장 탱크(16)로의 제약용수 흐름(복귀)을 차단할 수 있다.
본 개시 기술에서, 제약용수 탱크(20)에는 제조된 제약용수가 저장된다. 이 제약용수가 가열되어 있지 않은 경우, 제약용수 탱크(20)에는 정제수 또는 냉각 WFI(Water for Ingection: 주사용수)가 저장된다. 이에 대하여, 저장 탱크(16)로부터 제약용수 탱크(20)에 이르는 배관, 예를 들어, 제1 송수 배관(32) 또는 제2 송수 배관(46)에 마련된 도시하지 않은 열교환기에 의해 피처리수를 가열한 경우, 제약용수 탱크(20)에는, 예를 들면, 60℃ 이상 85℃ 이하의 온도 범위로 가열된 주사용수가 저장된다.
제약용수 탱크(20)에는 순환 배관(60)이 마련되어 있다. 순환 배관(60)에는 제2 펌프(26) 및 열교환기(62)가 마련되어 있다. 제2 펌프(26)를 구동함으로써, 제약용수 탱크(20)에 저장된 제약용수를, 일단, 제약용수 탱크(20)의 외부로 배출하고, 순환 배관(60)에 의해, 제약용수 탱크(20)로 복귀(순환)시킬 수 있다.
열교환기(62)에는 도시하지 않은 열원으로부터 열 매질(heat medium)이 공급되도록 되어 있다. 열교환기(62)는 이 열 매질과 순환 배관(60)을 흐르는 제약용수 사이에서 열교환을 행하여, 제약용수의 온도를 소정 이상으로 승온 또는 유지시킨다. 이와 같이 제약용수의 온도를 소정 이상으로 함으로써, 제약용수는 주사용수로 이용할 수 있는 상태로 유지된다.
순환 배관(60)에서, 열교환기(62)의 하류 측으로부터는 공급 배관(64)이 분기되어 있다. 공급 배관(64)의 선단은 유스 포인트(22)에 접속되어 있다. 공급 배관(64)에는 개폐 밸브(66)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(66)를 개방함으로써, 순환 배관(60)을 흐르는 제약용수를 공급 배관(64)을 통해 유스 포인트(22)로 보낼 수 있다.
증기 발생 장치(14)에는, 증기 공급 배관(72)의 일단이 접속되어 있다. 증기 공급 배관(72)은 3개로 분기되어 있고, 분기된 배관의 선단(타단)은 각각 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18) 및 제약용수 탱크(20)에 접속되어 있다. 증기 공급 배관(72)에는 도시하지 않은 유로 전환 밸브가 마련되어 있고, 증기 발생 장치(14)에서 발생된 증기를 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18) 및 제약용수 탱크(20) 중 어느 하나 또는 복수에 공급할 수 있다.
더욱이, 제약용수 제조 시스템(12)은 압축 기체 배관(74)을 구비하고 있다. 압축 기체 배관(74)의 일단은 컴프레서(84)에 접속되어 있다. 압축 기체 배관(74)은 3개로 분기되어 있고, 분기된 배관의 선단(타단)은 각각 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18) 및 제약용수 탱크(20)에 접속되어 있다. 압축 기체 배관(74)에는 도시하지 않은 유로 전환 밸브가 마련되어 있고, 컴프레서(84)에서 발생된 압축 기체를 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18) 및 제약용수 탱크(20) 중 어느 하나 또는 복수에 공급할 수 있다. 압축 기체로는, 예를 들면, 압축 공기여도 좋고, 또한 압축된 질소 기체여도 좋다. 이들 압축 기체로부터는, 제약용수 제조 시스템(12)에 공급되어도 제조되는 제약용수의 품질에 문제가 없을 정도로 불순물이 제거되어 있다.
저장 탱크(16)에는 배기 배관(28)의 일단이 접속되어 있다. 배기 배관(28)의 타단은 대기에 개방되어 있다. 배기 배관(28)에는 개폐 밸브(40)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(40)는 저장 탱크(16) 측의 압력이 대기 측의 압력보다 소정 이상 높아진 경우에 개방되는, 소위, 프리저 밸브, 예를 들어, 공경 0.2㎛의 소수성 필터 등이다. 이것에 의해, 저장 탱크(16) 내의 압력은 소정의 압력 이하로 유지된다.
또, 도면에서, 증기 발생 장치(14)에서 발생된 증기가 흐르는 배관을 파선으로 나타내고 있다. 또한, 컴프레서(84)에서 발생된 압축 기체가 흐르는 배관을 일점 쇄선으로 나타내고 있다. 더욱이, 피처리수가 흐르는 배관을 실선으로 나타내고 있다. 다만, 처리수가 흐르는 배관에 압축 공기를 흘리는 경우도 있다.
도 2에는, 제1 실시형태에서, 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 처리를 제어하는 컴퓨터(102)의 내부 구성을 나타내고 있다.
컴퓨터(102)는 프로세서(104), 메모리(106), 스토리지(108), 표시부(110), 입력부(112), 접수부(114) 및 통신부(116)를 갖고 있다.
스토리지(108)에는, 컴퓨터(102)를 제어 장치로 기능시키기 위한 제어 프로그램이 저장되어 있다. 이 제어 프로그램이 메모리(106) 상에 전개되고, 프로세서(104)에서 추가로 실행됨에 따라, 컴퓨터(102)는 제어 장치로서 기능한다. 본 개시 기술에서, 제어 프로그램은 제약용수 제조 시스템(12)에 대하여 멸균 처리를 행하는 멸균 프로그램(70)을 포함하고 있다.
표시부(110)는, 예를 들면, 디스플레이 및 표시 램프 등이다. 표시부(110)는 컴퓨터(102)의 상태나, 이 컴퓨터(102)에 접속된 각종 기기의 상태 등을 표시한다.
입력부(112)는, 예를 들면, 키보드, 마우스 및 스위치 등이고, 입력부(112)는 작업자로부터 컴퓨터(102)에 대한 각종 입력을 접수한다.
접수부(114)는, 후술하는 바와 같이, 제약용수 제조 시스템(12)의 기동 시에, 본 개시 기술의 기동 방법을 실행하는 지시를 접수한다. 실질적으로, 입력부(112)의 일부는 접수부(114)의 기능을 갖도록 구성될 수 있다. 표시부(110)를 터치 패널로서 구성하고, 입력부(112) 및 접수부(114)를 겸하도록 하여도 좋다.
통신부(116)는, 예를 들어, 압력 센서(16P), 온도 센서(16T), 수위 센서(16L), 압력 센서(18P), 온도 센서(18T), 압력 센서(20P), 온도 센서(20T) 및 수위 센서(20L)와 통신하고, 이들 센서와 데이터를 송수신한다. 또한, 통신부(116)는 제1 펌프(24) 및 제2 펌프(26)와 통신하고, 이들 펌프를 제어하는 신호를 송수신한다. 더욱이, 도 2에서는 도시를 생략하고 있지만, 제약용수 제조 시스템(12)에 마련된 각종 밸브와 신호를 송수신하여, 이들 밸브의 개폐를 제어한다.
제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템(12)에서는, 제약용수 제조 공정이 실행되는 것에 의해, 제약용수가 제조된다. 제약용수를 제조하는 경우에는, 우선, 전처리 장치(82)에서 제조된 전처리수를 저장 탱크(16)에 피처리수로서 공급한다. 저장 탱크(16)에 저장된 피처리수는 개폐 밸브(38)가 개방된 상태에서 제1 펌프(24)가 구동됨으로써, 제1 송수 배관(32)을 통하여 막 여과 장치(18)에 공급된다. 이 피처리수는 막 여과 장치(18)에서 처리(여과)됨으로써 제약용수로 된다. 제약용수의 일부는 개폐 밸브(56)가 개방된 상태에서 환류 배관(52)에 의해 저장 탱크(16)로 복귀되고, 다른 개폐 밸브(54)가 개방된 상태에서 제약용수 탱크(20)로 보내진다.
다음에, 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 방법 및 작용에 대하여 설명한다.
도 3에는 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템(12)에서의 멸균 방법을 행하는 경우의 흐름도의 일례를 나타내고 있다. 이 멸균 방법에서, 스토리지(108)에 저장된 멸균 프로그램(70)은 메모리(106) 상에서 전개되고, 프로세서(104)에 의해 실행된다. 멸균 처리는 저장 탱크(16)와 막 여과 장치(18)를 포함하는 계통을 증기에 의해 멸균하는 것을 포함한다.
[막 여과 장치의 밀봉 공정]
제약용수 제조 시스템(12)에서의 멸균 방법을 실행하는 경우, 우선, 상기한 제약용수 제조 공정이 정지된다. 그리고, 컴퓨터(102)는, 단계 S102에서, 막 여과 장치(18)를 밀봉한다. 구체적으로는, 개폐 밸브(38) 및 개폐 밸브(56)가 폐쇄된다. 또한, 개폐 밸브(50) 및 개폐 밸브(54)도 폐쇄된다. 이것에 의해, 막 여과 장치(18) 내로부터 피처리수가 유출되지 않게 되어, 한외 여과막(18M)에 피처리수를 접촉시킨 상태가 유지된다.
[저장 탱크 내의 증기 멸균 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S104에서, 저장 탱크(16) 내를 증기 멸균한다. 구체적으로는, 우선, 개폐 밸브(36)를 개방함과 동시에 컴프레서(84)로부터 압축 공기를 저장 탱크(16)로 공급한다. 이것에 의해, 저장 탱크(16)에 잔존하고 있는 피처리수가 배출 배관(34)으로부터 배출되고, 저장 탱크(16)가 물빼기(draining)된다. 그 후, 증기 공급 배관(74)의 도시하지 않은 개폐 밸브를 닫음으로써, 컴프레서(84)로부터의 압축 공기의 공급을 정지시킨다. 또한, 개폐 밸브(36)도 폐쇄한다. 더욱이, 증기 발생 장치(14)로부터 과열 수증기를 저장 탱크(16)에 공급함으로써, 저장 탱크(16) 내가 멸균된다. 실제로는, 저장 탱크(16)에 접속되어 있는 제1 송수 배관(32)에서, 저장 탱크(16)와 통하고 있는 부분도 증기에 의해 멸균된다.
[저장 탱크 내의 냉각·치환 공정]
저장 탱크(16)의 멸균이 종료된 후, 컴퓨터(102)는 단계 S106에서 저장 탱크(16) 내를 냉각하면서 기체의 치환을 행한다. 구체적으로는, 증기 발생 장치(14)로부터 저장 탱크(16)로의 증기 공급을 정지시킨다. 그리고, 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 저장 탱크(16)에 압축 기체를 공급한다. 압축 기체에 의해 저장 탱크(16) 내가 냉각됨과 동시에, 저장 탱크(16) 내의 기체가 증기로부터 압축 기체로 치환된다. 저장 탱크(16) 내의 증기는 배출 배관(34)에서 배출된다. 저장 탱크(16) 내의 냉각이 종료되면, 개폐 밸브(36)가 폐쇄된다.
[저장 탱크 내의 물 채우기 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S108에서, 저장 탱크(16) 내로의 물 채우기를 수행한다. 구체적으로는, 우선, 전처리 장치(82)로부터 유입 배관(30)을 통해 전처리수를 저장 탱크에 공급한다. 그리고, 저장 탱크(16) 내의 수량(水量)이 소정 수량에 도달하면, 컴퓨터(102)는 저장 탱크(16)로의 전처리수의 공급을 정지시킨다. 이것에 의해, 저장 탱크(16)는 피처리수가 저장된 저장 상태로 된다. 저장 탱크(16) 내의 수량이 소정 수량에 도달했는지를 판정하기 위해, 예를 들면, 수위 센서(16L)에 의해 검출된 수위를 사용할 수 있다. 또한, 저장 탱크(16)에의 전처리수의 공급 유량(단위 시간당 공급량)을 알고 있는 경우에는, 공급 시간이 소정 시간에 도달한 것에 의해, 저장 탱크(16) 내의 수량이 소정 수량에 도달했다고 판단하여도 좋다.
또, 이와 같이 저장 탱크(16)에 피처리수를 도입하고 있는 상태에서, 개폐 밸브(40)는 개방되어 있다. 이것에 의해, 저장 탱크(16) 내의 기체는 배기 배관(28)으로부터 외부로 배출된다.
[막 여과 장치 내의 물빼기 공정]
다음에, 컴퓨터(102)는, 단계 S110에서, 막 여과 장치(18)의 물빼기를 행한다. 구체적으로는, 개폐 밸브(50)를 개방함과 동시에 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 막 여과 장치(18)에 압축 기체를 공급한다. 이것에 의해, 막 여과 장치(18) 내의 피처리수가 배출 배관(48)으로부터 배출되고, 막 여과 장치(18)가 물빼기된다. 또, 막 여과 장치(18)의 물빼기는 저장 탱크(16) 내로의 물 채우기가 종료한 후가 아니어도 좋다. 환언하면, 막 여과 장치(18) 내로의 물 채우기(후술함)에 의해 한외 여과막(18M)에 피처리수를 접촉시키기 전에, 저장 탱크(16) 내로의 물 채우기가 종료되어 있으면 좋다.
[막 여과 장치 내의 증기 멸균 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S112에서, 막 여과 장치(18)를 증기 멸균한다. 구체적으로는, 증기 발생 장치(14)로부터 증기 공급 배관(72)을 통해 과열 수증기를 막 여과 장치(18)로 공급한다. 이것에 의해, 막 여과 장치(18) 내가 멸균된다. 실제로는, 막 여과 장치(18)에 접속되어 있는 제1 송수 배관(32) 및 제2 송수 배관(46)에서, 막 여과 장치(18)로 통하고 있는 부분도 증기에 의해 멸균된다. 또, 배출 배관(48) 대신, 혹은 병용하여, 환류 배관(52)에서의 저장 탱크(16) 부근에 배출 배관을 마련하는 구성으로 한 경우에는, 막 여과 장치(18)의 증기 멸균과 동시에, 이 배출 배관도 증기 멸균될 수 있다. 이 경우, 저장 탱크(16), 막 여과 장치(18) 및 환류 배관(52)으로 구성되는 순환계 전체를 멸균시킬 수 있다.
[막 여과 장치 내의 냉각·치환 공정]
막 여과 장치(18)의 멸균이 종료된 후, 컴퓨터(102)는, 단계 S114에서, 막 여과 장치(18) 내를 냉각하면서 기체를 치환한다. 구체적으로는, 증기 발생 장치(14)로부터 막 여과 장치(18)로의 증기 공급을 정지시킨다. 그리고, 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 막 여과 장치(18) 내로 압축 기체를 공급한다. 압축 기체에 의해 막 여과 장치(18) 내가 냉각됨과 동시에, 막 여과 장치(18) 내의 기체가 증기로부터 압축 기체로 치환된다. 막 여과 장치(18) 내의 증기는 배출 배관(48)으로부터 배출된다. 막 여과 장치(18) 내의 냉각이 종료되면, 개폐 밸브(50)가 폐쇄된다.
[막 여과 장치 내의 물 채우기 공정]
다음에, 컴퓨터(102)는, 단계 S116에서, 막 여과 장치(18) 내로의 물 채우기를 행한다. 구체적으로는, 개폐 밸브(38)를 개방한다. 저장 탱크(16)는 피처리수가 저장된 저장 상태가 유지되어 있다. 저장 탱크(16) 내의 수위가 막 여과 장치(18) 내의 수위보다 높으면, 제1 펌프(24)를 구동하지 않아도 중력에 의해 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수가 흐른다. 즉, 저장 탱크(16) 내에 이미 피처리수가 저장되어 있으므로, 막 여과 장치(18)의 증기 멸균 후에, 이 피처리수를 바로 막 여과 장치(18)로 흘려 막 여과 장치(18)의 물 채우기를 행하는 것이 가능하다. 중력에 의해 막 여과 장치(18)의 물 채우기를 행하므로, 막 여과 장치(18)의 한외 여과막(18M)의 파손 우려를 작게 할 수 있다.
또한, 막 여과 장치(18) 내로의 물 채우기는 막 여과 장치(18) 내의 온도가 100℃ 이하로 된 시점, 바람직하게는 65℃ 이상 85℃ 이하의 소정 온도로 된 시점에서 개시하면, 막 여과 장치(18) 내의 한외 여과막(18M)이 압축 기체에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있다. 이 경우, 저장 탱크(16) 내에 저장하는 피처리수의 온도가 저장 탱크(16) 내의 피처리수의 온도와 대략 동일(±10℃의 범위)하게 되도록, 저장 탱크(16) 내의 피처리수를 가열해 두거나 또는 저장 탱크(16)와 막 여과 장치(18) 사이의 제1 송수 배관(32)에 가열 장치를 마련하여 가열하는 것에 의해, 가열한 피처리수를 막 여과 장치(18) 내로 공급할 수 있다.
더욱이, 이 방법을 사용한 경우에는, 한외 여과막(18M)이 압축 기체에 노출되는 시간을 짧게 할 수 있음과 동시에, 막 여과 장치(18) 내의 물 채우기 후에는 한외 여과막(18M)의 급격한 온도 저하를 억제할 수 있기 때문에, 급격한 온도 저하에 의한 한외 여과막(18M)의 열화 억제도 기대할 수 있다.
이상에 의해, 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균이 종료된다.
또, 저장 탱크(16) 내 및 막 여과 장치(18) 내의 피처리수의 수질이 원하는 수질로 되어 있는 경우에는, 개폐 밸브(38) 및 개폐 밸브(54)를 개방하고, 개폐 밸브(36, 50)를 폐쇄한다. 그리고, 제1 펌프(24)를 구동하는 것에 의해, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)를 거쳐 제약용수 탱크(20)까지 제1 송수 배관(32) 및 제2 송수 배관(46)을 통해 피처리수를 보낼 수 있다.
또한, 이 상태에서 개폐 밸브(54)를 폐쇄하고 개폐 밸브(56)를 개방하면, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)를 거쳐 저장 탱크(16)까지, 제1 송수 배관(32), 제2 송수 배관(46)의 일부 및 환류 배관(52)을 통해 피처리액을 순환시킬 수 있다.
개폐 밸브(66)를 폐쇄한 상태에서 제2 펌프(26)를 구동함으로써, 제약용수 탱크(20)에 저장된 제약용수를, 제약용수 탱크(20)로부터 순환 배관(60)을 통해, 제약용수 탱크(20)로 순환시킬 수 있다. 또한, 이 상태에서 개폐 밸브(66)를 개방함으로써, 제약용수 탱크(20)로부터 유스 포인트(22)로, 순환 배관(60)의 일부 및 공급 배관(64)을 통해, 제약용수를 보낼 수 있다. 순환 배관(60)에는 열교환기(62)가 마련되어 있고, 열교환기(62)에 의해 제약용수를 소정의 온도로 승온시킴으로써, 제약용수를 주사용수로 사용할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법에서는, 증기에 의해 저장 탱크(16)의 멸균을 행한 후에, 저장 탱크(16)에 피처리수를 저장한 상태로 한다. 그리고, 증기에 의해 막 여과 장치(18)의 멸균을 행한 후에, 이미 저장 탱크(16)에 저장되어 있는 피처리수를 막 여과 장치(18)로 도입한다. 여기서, 비교예로서, 막 여과 장치(18)의 멸균이 종료된 단계에서 저장 탱크(16)에 피처리수가 저장되어 있지 않은 구성을 상정한다. 비교예의 구성에서는, 저장 탱크(16)에 피처리수를 저장한 후에, 이 저장된 피처리수를 막 여과 장치(18)에 도입하므로, 피처리수가 막 여과 장치(18)의 한외 여과막(18M)에 접촉하기까지의 시간이 길어진다. 그러나, 제1 실시형태에서는, 증기에 의해 저장 탱크(16)의 멸균을 행한 후에, 저장 탱크(16)에 저장되어 있는 피처리수를 막 여과 장치(18)에 도입하므로, 한외 여과막(18M)에 피처리수가 접촉되고 있지 않은 시간이 계속되지 않는다. 이 때문에, 종래부터 금속제 기기에 대하여 행해져 온 증기 멸균을 한외 여과막(18M)에 적용한 경우에도, 한외 여과막(18M)에 피처리수가 접촉되지 않는 시간이 계속되는 것에 기인하는 한외 여과막(18M)의 열화를 억제할 수 있다. 즉, 본 개시 기술에 의하면, 한외 여과막(18M)의 증기 멸균을, 한외 여과막(18M)의 열화 없이 행할 수 있는 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 방법을 얻을 수 있다.
또, 상기에서는, 막 여과 장치(18) 내의 물 채우기를 저장 탱크(16) 내에 저장된 피처리수를 이용하여 행하고 있지만, 저장 탱크(16)와는 별도의 탱크를 마련하고, 이 탱크에 저장한 피처리수를 이용하여 막 여과 장치(18) 내에 물 채우기를 행하도록 하여도 좋다. 즉, 막 여과 장치(18) 내의 물 채우기의 개시 시점에, 저장 탱크(16)와는 별도로 마련한 탱크가 피처리수의 저장 상태로 되어 있으면, 이 탱크로부터 피처리수를 막 여과 장치(18) 내로 보낸다. 이것에 의해, 증기에 의해 저장 탱크(16)의 멸균을 행한 후에, 한외 여과막(18M)에 피처리수가 접촉되어 있지 않은 시간이 계속되지 않는 방법을 실현할 수 있다. 저장 탱크(16)와는 별도로 마련된 탱크는 제약용수 제조 시스템(12)을 구성하는 탱크로 한정되지 않고, 제약용수 제조 시스템(12)을 구성하지 않는 탱크이더라도 좋다. 예를 들어, 탱크를 탑재한 차량을 준비하고, 이 차량에 탑재된 탱크를 본 개시의 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법에 사용하여도 좋다. 탱크에의 피처리수의 저장은 제약용수 제조 시스템(12)의 설치 현장에서 행하여도 좋다.
또, 막 여과 장치(18)를 증기에 의해 멸균한 후, 한외 여과막의 건조를 억제하기 위해서는, 예를 들어, 저장 탱크(16)에 피처리수를 저장하면서 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수를 보내는 구성도 생각할 수 있다. 그러나, 저장 탱크(16)에 충분한 양의 피처리수가 저장되어 있지 않은 상태에서, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수를 보내면, 피처리수 내에 공기가 혼입되어, 막 여과 장치(18)로 보내져 버릴 우려가 있다. 또한, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수를 보내는 경우에, 간헐적으로 보내 버리면, 소위, 워터 해머(water hammer)에 의해, 피처리수가 충격적으로 한외 여과막에 접촉하여, 한외 여과막의 손상을 초래할 우려가 있다. 그러나, 본 개시 기술에서는, 저장 탱크(16)에 충분한 양의 피처리수를 저장하고, 이 피처리수를 막 여과 장치(18)로 보내므로, 피처리수에 공기가 혼입되지 않는다. 또한, 저장 탱크(16)로부터 연속적으로 막 여과 장치(18)로 피처리액을 보내는 것에 의해, 소위, 워터 해머에 의한 한외 여과막(18M)의 손상을 억제할 수 있다.
다음에, 제1 실시형태의 변형예에 대하여 설명한다. 변형예에서, 제1 실시형태와 마찬가지의 요소, 부재 등에 대해서는 동일 부호를 부여하여, 상세한 설명을 생략한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 변형예의 제약용수 제조 시스템(92)에서는, 제1 송수 배관(32)으로부터 순환 배관(94)이 분기되어 있다. 순환 배관(94)의 일단(제1 송수 배관(32)으로부터의 분기부)은, 제1 송수 배관(32)에서, 제1 펌프(24)보다 하류이고, 개폐 밸브(38)보다 상류의 위치이다. 순환 배관(94)의 타단은 저장 탱크(16)에 접속되어 있다.
순환 배관(94)에는 개폐 밸브(96)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(96)를 개방함으로써, 피처리수가 제1 송수 배관(32)과의 분기부로부터 순환 배관(94)을 흘러 저장 탱크(16)로 복귀되는(순환시키는) 것이 가능하다.
이와 같은 구성으로 된 변형예의 제약용수 제조 시스템(92)에서는, 저장 탱크(16)에 소정 수위까지 피처리수를 저장하지 않아도, 상기한 워터 해머를 억제하여 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수를 보낼 수 있다.
구체적으로는, 개폐 밸브(38)를 폐쇄하고, 개폐 밸브(96)를 개방한 상태로 제1 펌프(24)를 구동한다. 이것에 의해, 저장 탱크(16) 내의 피처리수가 제1 송수 배관(32)에서의 분기부로부터 순환 배관(94)을 통하여 저장 탱크(16) 내로 복귀하는 흐름이 실현된다. 이 상태에서, 서서히 개폐 밸브(38)를 개방하는 것에 의해, 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 서서히 피처리수가 흐른다. 이 때문에, 소위, 워터 해머에 의한 한외 여과막(18M)의 열화를 억제하면서, 막 여과 장치(18)에 피처리수를 공급하여 막 여과 장치(18)의 물 채우기를 행할 수 있다.
제2 실시형태에서는, 항상 제1 송수 배관(32) 및 순환 배관(94)을 흐르는 피처리수의 순환을 행하는 것에 의해, 제1 송수 배관(32) 및 순환 배관(94)에서의 피처리수의 체류를 억제할 수 있다.
다음에, 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 제2 실시형태에서, 제약용수 제조 시스템의 전체 구성 및 컴퓨터의 구성은 제1 실시형태로서 나타낸 도 1 및 도 2와 마찬가지이므로 도시를 생략한다. 또한, 제2 실시형태에서도, 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 방법을 실행하는 경우에는, 우선 제약용수 제조 공정을 정지시킨다.
도 5에는 제2 실시형태의 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법을 행하는 경우의 흐름도의 일례를 나타내고 있다. 이 멸균 방법에서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 스토리지(108)에 저장된 멸균 프로그램(70)은 메모리(106) 상에서 전개되고, 프로세서(104)에 의해 실행된다(도 2 참조). 멸균 처리는 저장 탱크(16)와 막 여과 장치(18)를 포함하는 계를 증기에 의해 멸균시키는 것을 포함한다. 제2 실시형태에서, 제약용수 제조 시스템(12)의 멸균 방법을 실행하는 경우, 저장 탱크(16) 내에는 피처리수가 저장된 저장 상태가 유지되고 있다.
[막 여과 장치 내의 물빼기 공정]
컴퓨터(102)는, 단계 S142에서, 막 여과 장치(18)의 물빼기를 행한다. 구체적으로는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 개폐 밸브(50)를 개방함과 동시에 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 막 여과 장치(18)에 압축 기체를 공급한다. 이것에 의해, 막 여과 장치(18) 내의 피처리수가 배출 배관(48)으로부터 배출되고, 막 여과 장치(18)가 물빼기된다.
[막 여과 장치 내의 증기 멸균 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S144에서, 막 여과 장치(18)를 증기 멸균한다. 증기 발생 장치(14)로부터, 증기 공급 배관(72)을 통해 과열 수증기를 막 여과 장치(18)로 공급하는 것에 의해, 막 여과 장치(18) 내가 멸균된다. 막 여과 장치(18)에 접속되어 있는 제1 송수 배관(32) 및 제2 송수 배관(46)에서 막 여과 장치(18)로 통하고 있는 부분도 증기에 의해 멸균된다.
[막 여과 장치 내의 냉각·치환 공정]
막 여과 장치(18)의 멸균이 종료된 후, 컴퓨터(102)는, 단계 S146에서, 막 여과 장치(18) 내를 냉각하면서 기체를 치환한다. 즉, 증기 발생 장치(14)로부터 막 여과 장치(18)로의 증기 공급을 정지하고, 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 막 여과 장치(18) 내에 압축 기체를 공급한다. 이것에 의해, 막 여과 장치(18) 내가 냉각됨과 동시에, 막 여과 장치(18) 내의 기체가 증기로부터 압축 기체로 치환된다. 막 여과 장치(18) 내의 증기는 배출 배관(48)으로부터 배출된다. 막 여과 장치(18) 내의 냉각이 종료되면, 개폐 밸브(50)가 폐쇄된다.
[막 여과 장치 내의 물 채우기 공정]
다음에, 컴퓨터(102)는, 단계 S148에서, 막 여과 장치(18) 내로의 물 채우기를 행한다. 구체적으로는, 개폐 밸브(38)를 개방한다. 저장 탱크(16) 내의 수위가 막 여과 장치(18) 내의 수위보다 높으면, 제1 펌프(24)를 구동하지 않아도 중력에 의해 저장 탱크(16)로부터 막 여과 장치(18)로 피처리수가 흐른다. 즉, 저장 탱크(16) 내에 이미 피처리수가 저장되어 있으므로, 막 여과 장치(18)의 증기 멸균 후에, 이 피처리수를 바로 막 여과 장치(18)로 흘려 막 여과 장치(18)의 물 채우기를 행하는 것이 가능하다.
[막 여과 장치의 밀봉 공정]
그리고, 컴퓨터(102)는, 단계 S150에서, 막 여과 장치(18)를 밀봉한다. 개폐 밸브(38), 개폐 밸브(56), 개폐 밸브(50) 및 개폐 밸브(54)는 폐쇄된다.
[저장 탱크 내의 증기 멸균 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S152에서, 저장 탱크(16) 내를 증기 멸균시킨다. 즉, 개폐 밸브(36)를 개방하고, 컴프레서(84)로부터 압축 공기를 저장 탱크(16)로 공급함으로써, 저장 탱크(16)의 피처리수가 배출 배관(34)으로부터 배출되고, 저장 탱크(16)가 물빼기된다. 그 후, 컴프레서(84)로부터의 압축 공기의 공급을 정지하고, 개폐 밸브(36)도 폐쇄한다. 그리고, 증기 발생 장치(14)로부터 과열 수증기를 저장 탱크(16)에 공급한다. 저장 탱크(16)에 접속되어 있는 제1 송수 배관(32)에서, 저장 탱크(16)와 통하고 있는 부분도 증기에 의해 멸균된다.
[저장 탱크 내의 냉각·치환 공정]
저장 탱크(16)의 멸균이 종료된 후, 컴퓨터(102)는, 단계 S154에서, 저장 탱크(16) 내를 냉각하면서 기체의 치환을 행한다. 즉, 증기 발생 장치(14)로부터 저장 탱크(16)로의 증기 공급을 정지하고, 컴프레서(84)로부터 압축 기체 배관(74)을 통해 저장 탱크(16)에 압축 기체를 공급한다. 압축 기체에 의해 저장 탱크(16) 내가 냉각되고, 저장 탱크(16) 내의 기체가 증기로부터 압축 기체로 치환된다. 저장 탱크(16) 내의 증기는 배출 배관(34)에서 배출된다. 저장 탱크(16) 내의 냉각이 종료되면, 개폐 밸브(36)가 폐쇄된다.
[저장 탱크 내의 물 채우기 공정]
다음으로, 컴퓨터(102)는, 단계 S156에서, 저장 탱크(16) 내로의 물 채우기를 수행한다. 즉, 전처리 장치(82)로부터 유입 배관(30)을 통해 전처리수를 저장 탱크에 공급한다. 그리고, 저장 탱크(16) 내의 수량이 소정 수량에 도달하면, 컴퓨터(102)는 저장 탱크(16)로의 전처리수의 공급을 정지시킨다. 저장 탱크(16) 내의 수량이 소정 수량에 도달했는지를 판정하기 위해, 예를 들면, 제1 실시형태와 마찬가지로, 수위 센서(16L)에 의해 검출된 수위를 사용할 수 있다. 또한, 저장 탱크(16)에의 전처리수의 공급 유량(단위 시간당 공급량)을 알고 있는 경우에는, 공급 시간이 소정 시간에 도달한 것에 의해, 저장 탱크(16) 내의 수량이 소정 수량에 도달했다고 판단하여도 좋다.
저장 탱크(16)에 피처리수를 도입하고 있는 상태에서, 개폐 밸브(40)는 개방 상태로 되고, 저장 탱크(16) 내의 기체는 배기 배관(28)으로부터 외부로 배출된다.
이후는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 저장 탱크(16) 및 막 여과 장치(18) 내의 피처리수의 수질을 확인한다. 피처리수의 수질이 원하는 수질로 되어 있는 경우에는, 제약용수 탱크(20)에 저장된 제약용수를 순환배관(60)에서 순환시킴과 동시에 유스 포인트(22)로 보낼 수 있다.
또, 제2 실시형태에서도, 저장 탱크(16)와는 별도의 탱크가 마련되어, 막 여과 장치(18) 내의 물 채우기를, 이 탱크에 저장된 피처리수를 사용하여 행하도록 하여도 좋다.
상기에서는, 저장 탱크(16) 내를 증기 멸균하고 있는 상태에서, 저장 탱크(16)에 접속되어 있는 각종 배관에 대해서도, 저장 탱크(16)와 통하고 있는 부분에는 증기가 흐르므로, 증기 멸균할 수 있다. 마찬가지로, 막 여과 장치(18) 내를 증기 멸균하고 있는 상태에서, 막 여과 장치(18)에 접속되어 있는 각종 배관에 대해서도, 막 여과 장치(18)와 통하고 있는 부분을 증기 멸균할 수 있다. 예를 들어, 막 여과 장치(18) 내를 증기 멸균하고 있는 상태에서, 개폐 밸브(56)를 개방하면, 증기가 제2 송수 배관(46)의 일부를 거쳐 환류 배관(52)을 흐른다. 즉, 막 여과 장치(18) 내의 증기 멸균과 아울러, 제2 송수 배관(46)의 일부 및 환류 배관(52)도 증기 멸균할 수 있다.
본 개시 기술에서, 탱크(저장 탱크(16)이더라도, 저장 탱크(16)와는 별도로 마련하는 탱크이더라도 좋음) 또는 제1 송수 배관(32)에 열교환기 등의 온도 조정 수단을 마련하여도 좋다. 이것에 의해, 탱크로부터 막 여과 장치(18) 내로 보내지는 피처리수의 온도를 원하는 온도로 조정할 수 있다. 예를 들면, 탱크에 피처리수가 저장되어 있지 않은 구성과 비교하여, 탱크 또는 제1 송수 배관(32)에 온도 조정 수단을 마련한 구성에서는, 단시간에 막 여과 장치(18) 내의 온도 저하 속도를 조정할 수 있다. 또한, 본 개시 기술에서, 막 여과 장치(18)로는, 내압식과 외압식 중 어느 하나의 방식도 이용할 수 있다. 내압식이란, 예를 들어, 한외 여과막(18M)으로서 중공사막을 사용한 막 여과 장치(18)의 경우, 중공사막의 내측에 피처리수를 보내는 방식이며, 중공사막의 외측에서 투과수가 얻어진다. 외압식이란, 예를 들어, 마찬가지로 한외 여과막(18M)으로서 중공사막을 사용한 막 여과 장치(18)의 경우, 중공사막의 외측에 피처리수를 보내는 방식이며, 중공사막의 내측에서 투과수가 얻어진다. 또, 외압식의 막 여과 장치(18)에서는, 증기에 의한 멸균 후에 막 여과 장치(18)에 물 채우기를 할 때에, 막 여과 장치(18) 내가 감압되어 있어도, 한외 여과막(18M)의 2차측(투과수 측, 내측)은 막 여과 장치(18)의 접속부 등을 통해 외부로부터 유입된 공기에 오염되는 일이 없으므로, 본 개시의 효과를 더욱 확실하게 할 수 있다.
상기에서는, 본 개시 기술에서의 멸균 방법을 적용하는 제약용수 제조 시스템으로서, 제약용수 제조 시스템을 예시했지만, 제약용수 제조 시스템은 제약용수 제조 시스템으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 각종 기기의 세정수를 제조하는 세정수 제조 시스템, 식품용의 원재료수를 제조하는 식품용수 제조 시스템, 화학 실험·분석용 화학용수 제조 시스템 등에 적용하여도 좋다.
[실시예]
본 개시 기술을 실시예에 의해, 비교예와 비교하면서 구체적으로 설명한다.
실시예 및 비교예에서는, 제1 실시형태의 제약용수 제조 시스템을 사용하고, 이하의 표 1에 나타내는 조건으로 저장 탱크(16) 및 막 여과 장치(18)의 증기 멸균을 행하고 있다. 그리고, 이들의 경우의 한외 여과막(18M)의 열화 정도를 평가하고 있다. 평가에 있어서는, JIS-L1013에 규정되는 화학 섬유 필라멘트사 시험 방법의 인장 신도 유지율을 사용하였다. 또한, 증기 온도는 배출 배관(48)에서 측정하였다.
실시예 비교예
한외 여과막 아사히 카세이사제 마이크로자 UF막 모듈(제식: VIP-3017)





증기 멸균 방법		 한외 여과막에 피처리수를 접촉시킨 상태를 유지하여, 저장 탱크를 물빼기·증기 멸균.
↓
저장 탱크에 피처리수를 저장한 상태를 유지하고, 막 여과 장치를 멸균.
↓
저장 탱크로부터 막 여과 장치에 피처리수를 송수. 한외 여과막에 피처리수가 접촉.
저장 탱크와 막 여과 장치를 동시에 물빼기·증기 멸균.
↓
저장 탱크에 피처리수를 저장. 막 여과 장치 내에서는 한외 여과막에 피처리수는 비접촉.
↓
저장 탱크로부터 막 여과 장치로 피처리수를 송수. 한외 여과막에 피처리수가 접촉.
증기 멸균 회수 50회 10회
증기 온도 121℃
증기 멸균 시간 20분(온도 121도 도달시부터)
증기 멸균 후의 압축기체의 도입에 의한 냉각 시간
10분
압축 기체의 도입에 의한 냉각의 종료로부터 물 채우기 개시까지의 시간
0분
30분
막 여과 장치에의
통수 온도		 80℃
막 여과 장치에의
통수 유량		 공급수: 1.15 ㎥/h 투과수: 0.8 ㎥/h
한외 여과막의
인장 신도 유지율		 변화 없음 증기 멸균 개시 전과 비교하여
약 70% 감소
표 1의 인장 신도 유지율은, 한외 여과막(18M)의 열화 정도를 나타내는 지표 중 하나이며, 예를 들면, 한외 여과막(18M)이 열화되어 있지 않은 상태에서는, 이 수치는 100%이다.
이 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 증기 멸균 횟수가 10회에 도달한 단계에서, 한외 여과막(18M)의 인장 신도 유지율은 약 70% 감소하고 있다. 이것은, 비교예의 방법에서는, 저장 탱크(16) 내에 피처리수를 소정량까지 저장하는 시간을 약 30분 필요하기 때문에, 그 사이에, 한외 여과막(18M)이 건조하고, 투수성이 저하되는 것, 및 신장 신도가 저하되고, 한외 여과막(18M)의 강도가 저하하기 때문이라고 생각된다. 이것에 비해, 실시예에서는, 증기 멸균 횟수가 50회에 도달한 단계이더라도, 한외 여과막(18M)의 인장 신도 유지율에 변화는 없고, 한외 여과막(18M)의 열화가 억제되어 있다는 것을 알 수 있다.
12 제약용수 제조 시스템
14 증기 발생 장치
16 저장 탱크
16C 전도율 센서
16L 수위 센서
16P 압력 센서
16T 온도 센서
18 막 여과 장치
18C 전도율 센서
18M 한외 여과막
18P 압력 센서
18T 온도 센서
20 제약용수 탱크
20L 수위 센서
20P 압력 센서
20T 온도 센서
22 유스 포인트
24 제1 펌프
26 제2 펌프
28 배기 배관
30 유입 배관
32 개폐 밸브
32 제1 송수 배관
34 배출 배관
36 개폐 밸브
38 개폐 밸브
40 개폐 밸브
46 제2 송수 배관
48 배출 배관
50 개폐 밸브
52 환류 배관
54 개폐 밸브
56 개폐 밸브
60 순환 배관
62 열교환기
64 공급 배관
66 개폐 밸브
70 멸균 프로그램
72 증기 공급 배관
74 압축 기체 배관
74 증기 공급 배관
82 전처리 장치
84 컴프레서
92 제약용수 제조 시스템
94 순환 배관
96 개폐 밸브
102 컴퓨터

Claims (4)

  1. 저장 탱크로부터 보내진 피처리수를 한외 여과막을 구비한 막 여과 장치로 여과하는 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법으로서,
    상기 피처리수를 탱크에 저장하는 것에 의해 상기 탱크를 저장 상태로 하고,
    상기 막 여과 장치로부터 상기 피처리수를 배출하고 상기 막 여과 장치를 증기에 의해 멸균한 후에, 상기 저장 상태를 유지하고 있는 상기 탱크로부터 상기 피처리수를 상기 막 여과 장치로 보내어 상기 한외 여과막에 상기 피처리수를 접촉시키는,
    제약용수 제조 시스템의 멸균 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는, 상기 저장 탱크인, 제약용수 제조 시스템의 멸균 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저장 탱크를 상기 저장 상태로 하는 것을, 상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 배출하고 상기 저장 탱크를 증기에 의해 멸균한 후에 상기 저장 탱크에 상기 피처리수를 저장하는 것에 의해 행하는,
    제약용수 제조 시스템의 멸균 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 막 여과 장치에 상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 보내고 상기 한외 여과막에 상기 피처리수를 접촉시킨 후에,
    상기 저장 탱크로부터 상기 피처리수를 배출하고, 상기 저장 탱크를 증기에 의해 멸균한 후에 상기 저장 탱크에 상기 피처리수를 저장하는,
    제약용수 제조 시스템의 멸균 방법.
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