【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、精密ろ過、限外ろ
過などに使用する中空糸膜モジュールの逆洗滅菌方法に
関し、更に詳しくはろ過方向と逆の方向から熱水又は加
熱蒸気を流し、滅菌と同時に逆洗することによって、ろ
過寿命をも延長する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backwash sterilization method for hollow fiber membrane modules used for microfiltration, ultrafiltration, etc. More specifically, hot water or heated steam is passed from the direction opposite to the filtration direction, The present invention relates to a method of extending filtration life by backwashing simultaneously with sterilization.
【０００２】[0002]
【従来の技術】中空糸膜モジュールを熱水又は加熱蒸気
で滅菌する場合、従来は中空糸膜にろ過方向と同じ方向
からこれらの加熱流体を流していた（例えば、ろ過滅菌
工程バリデーション研究班、「ろ過滅菌工程のバリデー
ション」、薬業時報社、１９９４）。この従来の滅菌方
法は、滅菌のみを目的としており、逆洗は全く意図され
ていない。2. Description of the Related Art When sterilizing a hollow fiber membrane module with hot water or heated steam, conventionally, these heating fluids were made to flow through the hollow fiber membrane from the same direction as the filtration direction (for example, the filtration sterilization process validation research group, "Validation of filtration sterilization process", Yakuhin Jikhosha, 1994). This conventional sterilization method is intended for sterilization only, no backwashing is intended.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中空糸膜モ
ジュールを滅菌するときに、中空糸膜に加熱流体を流す
ことによって滅菌と同時に逆洗する方法、即ち逆洗滅菌
方法を提供することを目的としている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a method of backwashing simultaneously with sterilization by flowing a heating fluid through the hollow fiber membrane when sterilizing the hollow fiber membrane module, that is, a backwash sterilization method. It is an object.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、中空糸膜モジ
ュールを加熱流体によって滅菌する場合、中空糸膜にろ
過方向と逆の方向から加熱流体を流すことによって滅菌
と同時に逆洗するものである。即ち、一度の逆洗滅菌操
作で、中空糸膜モジュールの滅菌と、中空糸膜の表面に
付着したろ過物質を除去する逆洗とを同時に行えるもの
である。According to the present invention, when a hollow fiber membrane module is sterilized by a heating fluid, the heating fluid is passed through the hollow fiber membrane in a direction opposite to the filtration direction, and the hollow fiber membrane is backwashed simultaneously with sterilization. is there. That is, a single backwash sterilization operation can simultaneously perform sterilization of the hollow fiber membrane module and backwashing to remove the filtration substance adhering to the surface of the hollow fiber membrane.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明は、収納容器に中空糸膜を
収納し、その一端若しくは両端でポッティング材を用い
て中空糸膜を集束固定した中空糸膜モジュールの前記中
空糸膜に、通常のろ過時におけるろ過方向と逆の方向か
ら熱水又は加熱蒸気を流すことによって滅菌すると同時
に逆洗するのである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is generally applicable to the hollow fiber membrane of a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is housed in a storage container, and one end or both ends of which are bundled and fixed with a potting material. The sterilization is performed at the same time as sterilization by flowing hot water or heated steam from the direction opposite to the filtration direction during the filtration.
【０００６】ここで、加熱蒸気の温度が１２０℃以上、
１４０℃以下であることが、滅菌の効力を確保しつつ中
空糸膜モジュールの熱的ダメージを回避するためにおい
て好ましい。Here, the temperature of the heating steam is 120 ° C. or higher,
A temperature of 140 ° C. or lower is preferable in order to avoid thermal damage to the hollow fiber membrane module while ensuring the effect of sterilization.
【０００７】また、前述の滅菌操作に先だって、空気の
拡散流量を測定することによって、滅菌操作の完全性の
確認が行えるのである。Further, the integrity of the sterilization operation can be confirmed by measuring the diffusion flow rate of air prior to the above-mentioned sterilization operation.
【０００８】[0008]
（逆洗滅菌方法）図１は、１２０℃以上の加熱蒸気によ
る中空糸精密ろ過モジュールの逆洗滅菌方法を説明する
ための略図である（前記の文献参照）が、それぞれの部
品は必ずしも上下の位置関係を示すものではない。図
中、Ｍ、Ｈ、Ｓ、Ｐはそれぞれ中空糸精密ろ過モジュー
ル、モジュールハウジング、モジュールサポート及び圧
力計を示し、符号３〜１１はそれぞれバルブを、１２は
空気の除菌フィルターを示している。(Backwash sterilization method) FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the backwash sterilization method of a hollow fiber microfiltration module by heating steam at 120 ° C. or higher (see the above-mentioned document), but each part is not necessarily above and below. It does not indicate the positional relationship. In the figure, M, H, S, and P respectively represent a hollow fiber microfiltration module, a module housing, a module support, and a pressure gauge, reference numerals 3 to 11 respectively represent valves, and 12 represents an air sterilization filter.
【０００９】前記バルブ３及び４以外の全てのバルブが
閉じた状態で矢印の方向に流す通常のろ過が終了した
後、以下の手順に従って本発明の逆洗滅菌操作を行う。After all the valves other than the valves 3 and 4 have been closed and the normal filtration which flows in the direction of the arrow is completed, the backwash sterilization operation of the present invention is performed according to the following procedure.
【００１０】１．始めに全てのバルブ３〜１１を閉じ
る。 ２．ドレーンバルブ８を開き、ベントバルブ５を僅かに
開ける。 ３．バルブ６を開いて蒸気配管中の凝縮水を廃棄した
後、ドレーンバルブ８を僅かに開ける。 ４．徐々にバルブ７を開く。 ５．ベントバルブ５から蒸気が出始めたら圧力計Ｐ１が
１４０ＫＰａ・Ｇとなるように蒸気圧を調節する。 ６．圧力計Ｐ２が１１０ＫＰａ・Ｇ以下に下がらないよ
うにバルブ９を少し開ける。 ７．圧力計Ｐ１とＰ２の差を約２０ＫＰａに保ちながら
３０分間以上加熱する。 ８．バルブ７及び６を閉じてバルブ５、８及び９を閉じ
る。 ９．バルブ１０及び１１を開いて１４０ＫＰａ・Ｇより
も少し大きい圧力の清浄な空気を送り、フィルターが１
００℃よりも冷却したら再び閉じる。 10．バルブ４及び５を僅かに開き、圧力計Ｐ１及びＰ２
が常圧になったら再び閉じる。 以上で滅菌操作は終了する。[0010] 1. First close all valves 3-11. 2. Open the drain valve 8 and slightly open the vent valve 5. 3. After the valve 6 is opened to discard the condensed water in the steam pipe, the drain valve 8 is slightly opened. 4. Gradually open valve 7. 5. When steam starts to flow from the vent valve 5, the pressure gauge P1 adjusts the steam pressure so that it becomes 140 KPa · G. 6. The valve 9 is slightly opened so that the pressure gauge P2 does not drop below 110 KPa · G. 7. Heating is performed for 30 minutes or more while maintaining the difference between the pressure gauges P1 and P2 at about 20 KPa. 8. Close valves 7 and 6 and close valves 5, 8 and 9. 9. Open valves 10 and 11 to send clean air with a pressure slightly higher than 140 KPa · G, and filter 1
When it has cooled below 00 ° C, it is closed again. Ten. Slightly open valves 4 and 5, pressure gauges P1 and P2
When becomes normal pressure, close again. This is the end of the sterilization operation.
【００１１】前述の滅菌操作に先だって中空糸膜精密ろ
過モジュールの空気の拡散流量を測定して完全性を確認
することは、前のろ過操作において除菌が完全であった
ことを確認するためにも極めて好ましいことである。The integrity of the hollow fiber membrane microfiltration module is measured by measuring the diffusion flow rate of air prior to the above-mentioned sterilization operation in order to confirm that the sterilization was complete in the previous filtration operation. Is also very preferable.
【００１２】拡散流量の測定方法には、直接拡散流量を
測定する方法と、一次側の保持圧の圧力降下を測定する
二つの方法がある（ＪＩＳ Ｋ ３８３３参照）が、二
次汚染を防ぐためには圧力降下を測定する簡便な方法の
方が好ましい。図１を用いて圧力降下の測定による完全
性の確認方法について説明する。通常のろ過が終了した
後、以下の手順で圧力降下を測定する。There are two methods for measuring the diffusion flow rate: a method for directly measuring the diffusion flow rate and two methods for measuring the pressure drop of the holding pressure on the primary side (see JIS K 3833). Is preferably a simple method for measuring the pressure drop. A method of confirming the integrity by measuring the pressure drop will be described with reference to FIG. After the normal filtration is completed, the pressure drop is measured by the following procedure.
【００１３】ａ．全てのバルブを閉じる。 ｂ．除菌フィルター１２に供給する空気の圧力を、通常
中空糸膜のバブルポイントの約５０〜８０％の圧力に設
定する。 ｃ．バルブ４を開く。 ｄ．バルブ１０を徐々に開き、ハウジングＨ内の液体を
廃棄する。 ｅ．圧力計Ｐ２が所定の保持圧に達した後、約１分間そ
のまま放置する。 ｆ．バルブ１０を閉じてから５分間後の圧力計Ｐ２の圧
力を読み取り、この間の圧力降下を測定する。圧力降下
が完全性を保証する範囲内であれば（例えば、保持圧力
の１０％以下、医療用具の規格基準解説、第２章−２１
透析型人工臓器装置承認基準、薬業時報社、参照）、
除菌は完全であったことが確認される。 ｇ．バルブ４を閉じる。A. Close all valves. b. The pressure of the air supplied to the sterilization filter 12 is usually set to about 50 to 80% of the bubble point of the hollow fiber membrane. c. Open valve 4. d. The valve 10 is gradually opened and the liquid in the housing H is discarded. e. After the pressure gauge P2 reaches a predetermined holding pressure, the pressure gauge P2 is left as it is for about 1 minute. f. The pressure of the pressure gauge P2 is read 5 minutes after the valve 10 is closed, and the pressure drop during this period is measured. If the pressure drop is within the range that guarantees the integrity (for example, 10% or less of the holding pressure, medical device standard reference, Chapter 2-21)
Dialysis-type artificial organ device approval standard, refer to Pharmaceutical Industry Bulletin Company,)
It is confirmed that the eradication was complete. g. Close valve 4.
【００１４】図２は、加熱蒸気による限外ろ過モジュー
ル１０Ｍの逆洗滅菌方法を説明するための略図である
が、それぞれの部品は図１に準じ、必ずしも上下の位置
関係を示してはいない。限外ろ過のときにはバルブ１０
３、１０４及び１０５は開いている。限外ろ過が終了し
た後、以下の手順で逆洗滅菌を行う。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the method of backwashing and sterilizing the ultrafiltration module 10M with heated steam, but the respective parts conform to FIG. 1 and do not necessarily show the vertical positional relationship. Valve 10 for ultrafiltration
3, 104 and 105 are open. After completing the ultrafiltration, perform backwash sterilization by the following procedure.
【００１５】１．全てのバルブを閉じる。 ２．ドレーンバルブ１０８を開き、バルブ１０５を僅か
に開く。 ３．バルブ１０６を開いて蒸気配管中の凝縮水を廃棄し
た後、ドレーンバルブ１０８を僅かに開く。 ４．徐々にバルブ１０７を開く。 ５．バルブ１０５から蒸気が出始めたら圧力計Ｐ１０３
が１４０ＫＰａ・Ｇとなるように蒸気圧を調整する。 ６．圧力計Ｐ１０２が１１０ＫＰａ・Ｇ以下にならない
ようにバルブ１０９を少し開ける。 ７．圧力計Ｐ１０３とＰ１０２の差を約２０ＫＰａに保
ちながら３０分間以上加熱する。 ８．バルブ１０７及び１０６を閉じてからバルブ１０
５、１０８及び１０９を閉じる。 ９．バルブ１１０及び１１１を開き、モジュール１０Ｍ
が１００℃よりも冷却したら再び閉じる。 10．バルブ１０４及び１０５を僅かに開き、圧力計Ｐ１
０２及び１０３が常圧になったら再び閉じる。 以上で滅菌操作は終了する。前記と同様にして完全性の
確認も行うことができる。1. Close all valves. 2. Open the drain valve 108 and slightly open the valve 105. 3. After draining the condensed water in the steam pipe by opening the valve 106, the drain valve 108 is slightly opened. 4. The valve 107 is gradually opened. 5. If steam begins to come out from valve 105, pressure gauge P103
Adjust the vapor pressure so that is 140 KPa · G. 6. The valve 109 is slightly opened so that the pressure gauge P102 does not fall below 110 KPa · G. 7. While maintaining the difference between the pressure gauges P103 and P102 at about 20 KPa, heat for 30 minutes or more. 8. After closing valves 107 and 106, valve 10
Close 5, 108 and 109. 9. Open valves 110 and 111, and module 10M
When is cooled down below 100 ° C, it is closed again. Ten. The valves 104 and 105 are slightly opened, and the pressure gauge P1
When 02 and 103 become normal pressure, close again. This is the end of the sterilization operation. The integrity can be confirmed in the same manner as described above.
【００１６】高圧蒸気の代わりにおよそ７０℃以上、９
９℃以下の熱水を用いる場合にもほぼ同様にして逆洗滅
菌を行うことができる。Instead of high-pressure steam, approximately 70 ° C or higher, 9
Backwash sterilization can be carried out in a similar manner when hot water of 9 ° C. or lower is used.
【００１７】本発明の逆洗滅菌方法が適用できる中空糸
膜モジュールは、図１に示した全ろ過型のモジュール、
図２で示した限外ろ過モジュール、クロスフロー方式で
使用する精密ろ過モジュールなど、耐熱性があれば、特
に限定されない。本発明の逆洗滅菌によって滅菌と同時
に目詰まり物質が除去され、ろ過寿命が大幅に伸びる。The hollow fiber membrane module to which the backwash sterilization method of the present invention can be applied is a full filtration type module shown in FIG.
There is no particular limitation as long as it has heat resistance, such as the ultrafiltration module shown in FIG. 2 and the microfiltration module used in the cross flow method. The backwash sterilization of the present invention removes clogging substances at the same time as the sterilization, and significantly extends the filtration life.
【００１８】以下の実施例は、本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明を限定するものではない。The following examples further illustrate the present invention, but do not limit it.
【００１９】（実施例１）中空糸精密ろ過モジュール
を、本発明者と同一人の発明による特開平６−２９６８
３４号公報記載の方法で作製した。図３にその略図を示
すが、中空糸膜２１０には、内、外径が５００μｍ及び
８００μｍ、水のバブルポイントが６００ＫＰａのポリ
スルホン中空糸膜を用いた。即ち、モジュール形状は、
中空糸膜２１０を収納容器２１１に集束固定するポッテ
ィング材２１３として耐熱ウレタン樹脂を使用し、集束
固定部分の収納容器内面にクサビ効果を与えるクサビリ
ング２１２を有する、全長約２５ｃｍ、外径約７０ｍｍ
の、いわゆるカートリッジフィルターのデザインであ
る。(Embodiment 1) A hollow fiber microfiltration module was manufactured by the same inventor as the inventor of the present invention.
It was produced by the method described in Japanese Patent Publication No. 34-34. As shown schematically in FIG. 3, as the hollow fiber membrane 210, a polysulfone hollow fiber membrane having inner and outer diameters of 500 μm and 800 μm and a water bubble point of 600 KPa was used. That is, the module shape is
A heat-resistant urethane resin is used as the potting material 213 for concentrating and fixing the hollow fiber membrane 210 to the storage container 211, and the inner surface of the storage container at the focusing and fixing portion has a wedge ring 212 that gives a wedge effect, the total length is about 25 cm, and the outer diameter is about 70 mm.
The so-called cartridge filter design.
【００２０】ハウジング（第１図のＨ）には、モジュー
ルＭのヘッダー２１５がＯリング２１４を介して装着さ
れ、被処理液は収納容器２１１の側面の多数の孔２１７
からモジュールに入り、中空糸膜２１０の外面から内面
にろ過され、ヘッダー２１５のろ過液出口２１６からハ
ウジングを通って外に取り出される。モジュールＭの底
部には穴２１８の開いた底２１９があり、逆洗滅菌の際
にモジュールＭがハウジングＨから外れないようにサポ
ートＳ（図１参照）で支持される。このモジュールは１
２１℃、３０分間の加熱蒸気滅菌を５０回繰り返しても
完全性を保持するものであった。The header 215 of the module M is mounted on the housing (H in FIG. 1) via the O-ring 214, and the liquid to be treated is provided with a large number of holes 217 on the side surface of the container 211.
From the outer surface to the inner surface of the hollow fiber membrane 210, and is taken out through the housing from the filtrate outlet 216 of the header 215. The bottom of the module M has a bottom 219 with an opening 218, and is supported by a support S (see FIG. 1) so that the module M does not come off from the housing H during backwash sterilization. This module is 1
The integrity was maintained even after repeated heating steam sterilization at 21 ° C. for 30 minutes 50 times.
【００２１】このモジュールを図１の回路構成からなる
装置に装着し、井戸水を毎分１０Ｌの速度で、合計４０
トンろ過した。この間にろ過圧（Ｐ１−Ｐ２）はおよそ
１０ＫＰａから１００ＫＰａまで上昇した。This module was installed in a device having the circuit configuration shown in FIG. 1, and well water was supplied at a rate of 10 L / min for a total of 40
Tons filtered. During this period, the filtration pressure (P1-P2) increased from approximately 10 KPa to 100 KPa.
【００２２】ろ過を停止し全てのバルブを閉じた後、前
記の操作に従って、完全性を確認した。加圧空気の圧力
は３００ＫＰａとした。５分後の保持圧力の低下は１５
ＫＰａであり、モレ等の発生は無かった。After stopping the filtration and closing all the valves, the integrity was confirmed according to the above procedure. The pressure of the pressurized air was 300 KPa. The holding pressure drop after 5 minutes is 15
It was KPa, and there was no occurrence of leakage.
【００２３】次に、前記の手順に従って、逆洗滅菌操作
を行った。即ち、圧力計Ｐ１が１４０〜１５０ＫＰａ、
圧力計Ｐ２が１１０〜１２０ＫＰａになるように維持し
ながら３０分間逆洗滅菌した。Then, backwash sterilization was performed in accordance with the above procedure. That is, the pressure gauge P1 is 140 to 150 KPa,
Backwash sterilization was performed for 30 minutes while maintaining the pressure gauge P2 at 110 to 120 KPa.
【００２４】滅菌操作終了後、再び井戸水のろ過を開始
したところ、初期のろ過圧はおよそ１０ＫＰａで１００
ＫＰａに達するまでに３０トンろ過することができた。After the sterilization operation was completed, when the filtration of the well water was started again, the initial filtration pressure was about 10 KPa and 100%.
It was possible to filter 30 tons before reaching KPa.
【００２５】（比較例１）逆洗滅菌ではなく、従来のよ
うにろ過方向と同じ方向から蒸気を流して加熱滅菌した
ときには、滅菌操作の後、ろ過を再び開始する３トンで
ろ過圧が１００ＫＰａに達した。(Comparative Example 1) When heat sterilization was performed by flowing steam in the same direction as the conventional filtration, instead of backwash sterilization, after the sterilization operation, the filtration was restarted at 3 tons and the filtration pressure was 100 KPa. Reached
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上の内容からなる本発明の中空糸膜モ
ジュールの逆洗滅菌方法によれば、中空糸膜にろ過方向
と逆の方向から熱水又は加熱蒸気を流すことによって、
一度の逆洗滅菌操作で、中空糸膜モジュールの滅菌と、
中空糸膜の表面に付着したろ過物質を除去する逆洗とを
同時に行え、ろ過寿命をも延長することができる。According to the method of backwashing and sterilizing the hollow fiber membrane module of the present invention having the above contents, hot water or heated steam is passed through the hollow fiber membrane in the direction opposite to the filtration direction.
With one backwash sterilization operation, the hollow fiber membrane module can be sterilized.
It is possible to simultaneously perform backwashing for removing the filtration substance adhering to the surface of the hollow fiber membrane, and to extend the filtration life.
【図１】全ろ過式で使用するときの中空糸精密ろ過モジ
ュール逆洗滅菌方法を説明するための略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of backwash sterilization of a hollow fiber microfiltration module when used in a full filtration system.
【図２】クロスフロー式で使用するときの限外ろ過モジ
ュール又は精密ろ過モジュールの中空糸膜モジュール１
０Ｍの逆洗滅菌方法を説明するための略図である。FIG. 2 is a hollow fiber membrane module 1 of an ultrafiltration module or a microfiltration module when used in a cross flow system.
It is a schematic diagram for explaining a 0M backwash sterilization method.
【図３】カートリッジフィルター型の中空糸精密ろ過モ
ジュールを一部破断して示した正面図である。FIG. 3 is a partially cutaway front view of a cartridge filter type hollow fiber microfiltration module.
Ｍ 中空糸精密ろ過モジュール Ｈ ハウジング Ｓ モジュールサポート Ｐ１，Ｐ２ 圧力計 ３〜１１ バルブ １２ 除菌フィルター １０Ｍ 限外ろ過モジュール １０Ｈ ハウジング Ｐ１０１，Ｐ１０２，Ｐ１０３ 圧力計 １０３〜１１１ バルブ １１２ 除菌フィルター ２１０ 中空糸精密ろ過膜 ２１１ 収納容器 ２１２ クサビリング ２１３ ポッティング材 ２１４ Ｏリング ２１５ ヘッダー ２１６ ろ過液出口 ２１７ 孔 ２１８ 穴 ２１９ 底 M Hollow fiber microfiltration module H Housing S Module support P1, P2 Pressure gauge 3-11 Valve 12 Sterilization filter 10M Ultrafiltration module 10H Housing P101, P102, P103 Pressure gauge 103-111 Valve 112 Sterilization filter 210 Hollow fiber precision Filtration membrane 211 Storage container 212 Wedge ring 213 Potting material 214 O-ring 215 Header 216 Filtrate outlet 217 Hole 218 Hole 219 Bottom
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2747196AJPH09220445A (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Reverse washing sterilizing method for hollow yarn membrane module |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2747196AJPH09220445A (en) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | Reverse washing sterilizing method for hollow yarn membrane module |
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|---|---|
| JPH09220445Atrue JPH09220445A (en) | 1997-08-26 |
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