JPH0630765B2

JPH0630765B2 - 無菌純水の供給方法

Info

Publication number: JPH0630765B2
Application number: JP1105885A
Authority: JP
Inventors: 稔夫立野; 光雄宮本; 嘉治太田; 晃一澤田
Original assignee: NOMURA MAIKURO SAIENSU KK; Morita Kagaku Kogyo Co Ltd; Nomura Micro Science Co Ltd
Current assignee: NOMURA MAIKURO SAIENSU KK; Morita Kagaku Kogyo Co Ltd; Nomura Micro Science Co Ltd
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPH0316692A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば電子工業・化学薬品工業・精密部品工
業あるいは食品工業などのように高純度の純水を使用す
る分野において、無菌純水を常に供給する方法に関する
ものである。

〔従来技術と発明が解決しようとする課題〕

近年、純水を使用する電子工業・化学薬品工業・精密部
品工業あるいは食品工業などの製造プロセスや洗浄プロ
セス等で使用される純水は高純度水が求められており、
しかも常に無菌純水であることが要求されている。しか
しながら、これらの分野の純水製造・供給システムにお
いては１つの装置で製造した純水を種々の目的で使用す
る。例えば、化学薬品工業では仕込み用、洗浄用、調合
用、希釈用に利用するため大型化・複雑化していく傾向
がある。また既設の装置を改造したり増設したりすれば
なおさらである。

このように大型化・複雑化していく純水製造・供給シス
テムにおいては、多数のタンク、バルブ、ポンプ、フィ
ルター、長距離配管を使用し配設しているため、生菌が
繁殖しやすい環境を提供している。また純水供給ライン
においても、分岐配管が多くなり、純水が溜って流れに
くい個所、いわゆる溜まりができやすく、そこに生菌が
繁殖しやすいようになっている。特に運転停止時は、純
水が流れなくなり、全体が溜まりとなって生菌がなお繁
殖し易くなる。したがってその対策として、純水製造装
置と各ユースポイント（純水を使用現場へ分配、供給す
る個所）のあいだには、純水製造装置の純水タンクへ純
水を戻す循環ラインを設け、純水の定常的な循環流を通
して常に滞留部分がないようにして生菌の発生を押さえ
るようにしたり、あるいは各ユースポイントに再濾過系
を個々に設けたりするところもある。

さらに純水供給ラインは定期的に殺菌されなければなら
ない。従来の一般的な殺菌操作としては、１〜３重量％
の過酸化水素の水溶液で１時間処理、または１〜５ppm
の次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で１時間処理が用いら
れる。こうした方法では、殺菌時に多量の廃液が排出さ
れ、その処分が必要なことや、過酸化水素や次亜塩素酸
ナトリウムのような強力な酸化剤は、純水製造装置中の
イオン交換樹脂・メンブレンフィルター等を酸化分解し
てしまう可能性もある。また殺菌終了時には多量の純水
で系内を洗って殺菌剤の排出を行なわなければならない
という欠点があった。

その他、スチーム殺菌法や熱水殺菌法などもあるが、そ
のエネルギー効率等を考えればあまり経済的な方法とは
いえない。

こうしたことから大型化・複雑化するプロセスの中で、
大型化・複雑化した純水製造・供給システムからでも、
常に無菌純水を供給するには、多大のエネルギー・コス
ト・労力・時間を必要としていた。

本発明は高純度水を製造し供給するシステムにおいて、
前述のような従来方法による殺菌の多くの問題を解決
し、操作が簡単でしかも大型化・複雑化した装置におい
ても常に無菌純水を供給できる方法を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は前記の目的を達成するために種々研究を行っ
た。

古くからフッ素化合物は、歯のう蝕防止剤・木材防腐剤
として使われ、生体に対して特異な活性をしめすことが
知られている。こうした知見をもとに、純水中で増殖し
うる生菌例えばPseudomonas属菌又は真菌等について、
純水中に存在させる各種の水溶性化合物成分の菌増殖に
対する影響を、化合物濃度を変え詳細に検討した結果、
純水中に微量のフッ素イオンの存在により驚異的な殺菌
効果が得られることを見出だした。すなわち純水中に存
在させるフッ素イオン濃度を10ppm以下の程度の低レベ
ルに保っても生菌が死滅し、さらに１ppm以下の程度の
低レベルでも生菌が増殖しない静菌状態の得られること
が明らかになった。こうした極微量のフッ素イオンの殺
菌メカニズムについては、定かでないが、水素イオン濃
度(pH)や酸化還元を利用した一般的な殺菌能力とは異な
るフッ素イオン独特の生理的薬効を示したものと推察さ
れる。

更に、純水中で生菌の繁殖を防止するに有効なフッ素イ
オン濃度はそのフッ素イオンを与える使用化合物の種類
によって変り、フッ化水素酸(HF)では0.1ppm以上の、好
適には0.1〜100ppmの濃度で有効であるが、水溶性のフ
ッ化物塩、例えばフッ化アルカリ金属又はフッ化アンモ
ニウムでは１ppm以上の、好適には１〜100ppmの濃度で
有効であることが認められた。しかし、100ppmより実質
的に高い濃度では、殺菌効果は得られるけれども、純水
として言い得なくなる場合もあり、またフッ化化合物の
十分な脱除に手間がかかることにもなる。

従って、第１の本発明によると、純水供給ライン内にお
ける供給される純水中に0.1〜100ppmの濃度のフッ化水
素酸を存在させ、こうして純水中に存在させたフッ素イ
オンにより生菌を繁殖させないで純水を無菌状態に保ち
ながら供給することを特徴とする無菌純水の供給方法が
提供される。

また、第２の本発明によると、純水供給ライン内におけ
る供給される純水中に１〜100ppmの濃度の水溶性フッ化
物塩を存在させ、こうして純水中に存在させたフッ素イ
オンにより生菌を繁殖させないで純水を無菌状態に保ち
ながら供給することを特徴とする無菌純水の供給方法が
提供される。

上記の本発明方法によって供給される無菌純水は、この
中に含まれる微量のフッ化化合物の存在が許容できる用
途で利用できる。また、所望ならば、利用前に完全にフ
ッ化化合物を例えばイオン交換樹脂によって、除去する
こともできる。本発明の方法において、フッ化水素酸又
はフッ化物塩は、これの水溶液の形で純水中に添加され
て純水中に存在させられ、その添加個所は純水製造・供
給システムに付属する純水供給ライン、特に純水供給配
管上の任意な適当な個所でよい。また、水溶性フッ化物
塩の水溶性とは、１〜100ppmの濃度で水に溶け得る程度
の溶解度をもつことを意味し、適当なフッ化物塩の例に
は、アルカリ金属、例えばナトリウム、カリウム、リチ
ウムのフッ化物、アルカリ土類金属、例えばカルシウ
ム、マグネシウムのフッ化物、フッ化アンモニウム、鉄
又はその他の適当な金属のフッ化物、等がある。

以下に、１〜100ppmの極めて低い濃度で用いた各種の化
合物の殺菌乃至静菌作用を調べるために試験を行った。
すなわち、普通寒天液体培地の1000倍希釈液に各種化合
物を加え、所定の化合物濃度とした試験液を作る。純水
製造装置からサンプリングした純水試料を微孔膜に通し
て集菌した純水から分離の生菌を試験液に適当量加え
（初期の生菌接種数は５×10⁴個／mlとした）、４日間3
0℃で静置培養したのち、繁殖後の生菌数をＭＦ法で測
定した（生菌数測定方法はJIS K0101による）。

測定した生菌数値を次の表１に要約して示す。

上記の表１では、殺菌効果が認められたものは＋印、増
殖が認められたものは−印、静菌効果の認められたもの
は±印で示している。これによれば、ＨＦの殺菌効果は
明らかである。しかしながらHClを10ppmの濃度で加えて
も殺菌効果が見出だせず、ＨＦの滅菌作用は単にpHの変
動によるものではなくフッ素イオン特有のものであるこ
とがわかる。またフッ化物塩類であっても、その添加量
によっては殺菌効果のあることがわかる。塩の場合も同
様に、NaClを100ppmの濃度で加えても殺菌効果は見いだ
せず、従って、フッ化物塩から生じたフッ素イオンによ
るものである。

表１は100ppmのフッ化水素酸及び50〜100ppmの水溶性フ
ッ化物塩の殺菌乃至静菌作用を示しているが、本試験は
普通寒天液体培地の1000倍希釈液を用いて生菌の挙動を
調べているために、非常に生菌の繁殖しやすい環境で殺
菌乃至静菌作用を調べたものといえる。従って、純水に
はほとんど生菌の栄養源となる物質が含まれていないた
めに、フッ化水素酸及び水溶性フッ化物塩は更に低濃度
でも、純水内において十分に殺菌乃至静菌効果を示すも
のであり、フッ化水素酸では0.1〜100ppmで有効であ
り、水溶性フッ化物塩では１〜100ppmで有効であること
を本発明者は知見している。

以下に本発明の方法を応用した純水製造・供給システム
を示す添付図面の第１図について本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明の方法を応用される装置の一例を示す純
水供給ラインを含むシステムの図解図である。これらの
図において原水は純水製造装置１内に設置された前処理
装置２、逆浸透膜装置３、２床３塔型イオン交換装置
４、紫外線殺菌装置５、逆浸透膜装置３′を経て精製さ
れて一次純水となり、一次純水は一次純水貯槽６に蓄え
られる。ついでさらに高純度な純水にするためにカート
リッジ型ポリシャー（イオン交換樹脂装置）７、紫外線
殺菌装置５′、メンブレンフィルター８、限外濾過膜装
置９を経て最終的な高純度水となる。高純度水は純水供
給ライン10を通って各ユースポイント11に送られる。純
水供給ライン管10の適当な個所からリターンライン13を
返して純水が分流されて純水貯槽６に戻される。

第１の本発明では、純水製造装置の直後の配管、すなわ
ち純水供給ライン管内の適当な個所以降の純水中のフッ
素イオン濃度が0.1〜100ppmとなるように、フッ化水素
酸の水溶液を例えば薬注ポンプなどを用いて純水供給ラ
イン10の適当な個所の注入管12から断続又は連続的に注
入し、均一に混合して純水中のフッ素イオン濃度が常に
一定になるようにする。純水中に存在させるフッ素イオ
ンの量は系内で発生する菌種、菌濃度、温度、滞留時間
等の要因により調整すればよいが、フッ素イオン濃度10
0ppmを越えて添加しても装置材料に対する腐食等への影
響が考えられる。また、0.1ppmを下回っては、殺菌効果
が薄くなる。

なお、第２の本発明では、フッ化水素酸の代りに、フッ
化水素酸の塩（フッ化物塩）、例えばNH₄F、NaF、KF等の
水溶液をこれら塩の濃度が１〜100ppmになるように注入
される。

各ユースポイントでは、微量のフッ素イオンが存在して
も問題のない場合はそのまま使用し、フッ素イオンが純
水の使用目的上で不都合な場合には、第１図中のNo.3ユ
ースのようにイオン交換樹脂を充填したポリシャー14な
どを設置してこれに通水してフッ素イオン除去後、使用
すればよい。また実施例では純水製造装置の出口配管内
の純水中に直接にフッ化水素酸もしくはその塩類の水溶
液を注入しているが、一旦貯槽を設けてそこからポンプ
もしくは圧送によってユースポイントへ供給することも
できる。

本発明では純水製造・供給システムの途中に、例えば薬
注ポンプ等を介して、純水中に微量のフッ素イオンを存
在させるだけで殺菌効果、静菌効果が生じ、たとえ大型
化複雑化した装置においても常に無菌状態の純水を供給
することができる。

次に本発明を、以下の実施例及び比較例に基づいて説明
する。

実施例１第１図に示した純水供給ラインをもつ４m³／ｈの純水製
造・供給システムにおいて以下の条件で運転した。

従来法による初期殺菌：一次純水貯槽６内に１％のH₂O₂水溶液ができるように35
%H₂O₂水溶液を一次純水に加えて調整した。

カートリッジ型ポリシャー（イオン交換樹脂装置）７の
入口側と出口側の接続導管を該ポリシャーから外し、両
者を直結して、これによってポリシャー７を通らないバ
イパス接続部を形成した後、サークルライン及びユース
ポイントへの純水供給ライン10へ貯槽６から１％のH₂O₂
溶液を送りながら、各ユースポイントNo.１、２、４及
び５でドレンを行った。１時間にわたって上記運転を行
った後、さらに１時間ライン内にH₂O₂溶液を滞留させて
ラインの内壁面を浸積した。その後、各ラインを純水で
洗浄して、H₂O₂溶液を排出、No.１ユースポイントで水
の比抵抗17.5ＭΩ・cmで生菌数０個／100mlであること
を確認した。

菌数測定頻度及び方法：純水の製造と供給を再開し、５日に１度、No.１ユース
ポイントから純水試料を抜出すサンプリングを行い、純
水100ml当たりの生菌数を、純水試料についてメンブレ
ンフィルター法を用いた生菌数測定法(JIS K0101)で測
定した。

純水製造の運転方法と本発明実施法：上記の初期殺菌を行った後に、一次純水貯槽６には４m³
／ｈの率で一次純水を供給させる。

また、一次純粋貯槽から一次純水を８m³／ｈでカートリ
ッジ型ポリシャー（カートリッジ型混床イオン交換樹脂
装置）、紫外線殺菌装置、メンブレンフィルター、限外
濾過膜を通過して通水し精製して高純度純水にする。そ
の中で約４m³／ｈの高純度純水は再び一次純水貯槽に戻
り、約４m³／ｈの高純度純水が純水供給ライン10を通っ
てユースポインへ送られる。

本実施例では、ユースポイントへの純水供給ライン10
と、一次純水貯槽へ戻るラインの分岐管13の接続点から
後段の位置において、例えば注入管12から高純度純水中
のフッ素イオン濃度が１ppmとなるようにフッ化水素酸
水溶液を薬注ポンプを介してライン10内の水に連続に注
入した。

上記の初期殺菌後に純水の製造と供給を上記の要領で続
け且つフッ素イオンの補給も続け、５日目毎にNo.１ユ
ースポイントから純水試料を抜出し、その中の生菌数を
上記の方法で測定した。その結果の生菌数を添付図面の
第２図に示した。No.１のユースポイントで90日間以上
にわたって無菌純水を供給することができた。

比較例１実施例１と全く同様の初期殺菌及び純水の製造と供給の
運転をおこなったが、ＨＦの注入を省略した。

ユースポイントNo.１からサンプリングした純水試料に
ついて、実施例１と同様に生菌数を測定し、その結果を
第３図に示す。初期殺菌後、５日目で生菌が確認され、
その後著しく増加した。

実施例２実施例１と全く同様の初期殺菌後に、供給ライン10内の
純水中のフッ化水素濃度が100ppmに維持されるようにフ
ッ化水素酸水溶液を実施例１と同様に補給した。

初期殺菌後の90日間以上にわたりNo.１ユースポイント
で無菌純水を供給することができた。

実施例３供給ライン10内に純水中のフッ化アンモニウム濃度が50
ppmとなるようにフッ化アンモニウム水溶液を注入して
実施例１の方法を反復した。

No.１ユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第４図に示す。初期殺菌後の90日間
以上にわたり無菌純水を供給することができた。

実施例４供給ライン10内に純水中のフッ化ナトリウム濃度が50pp
mとなるようにNaF水溶液を注入して実施例１の方法を反
復した。

No.１ユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第５図に示す。90日間以上にわたり
無菌純水を供給することができた。

実施例５供給ライン10内に純水中のフッ化水素濃度が0.1ppmとな
るようにフッ化水素酸水溶液を注入して実施例１の方法
を反復した。

No.１ユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第６図に示す。初期殺菌後の90日間
以上にわたり無菌純水を供給することができた。

実施例６供給ライン10内に純水中のフッ化アンモニウム濃度が１
ppmとなるようにフッ化アンモニウム水溶液を注入して
実施例１の方法を反復した。

No.１ユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第７図に示す。初期殺菌後の90日間
以上にわたり無菌純水を供給することができた。

実施例７供給ライン10内に純水中のフッ化ナトリウム濃度が１pp
mとなるようにNaF水溶液を注入して実施例１の方法を反
復した。

No.１ユースポイントで抜出した純水試料について生菌
数を測定した結果を第８図に示す。90日間以上にわたり
無菌純水を供給することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を応用され得る純水供給ラインを有
する純水製造・供給システムのフロー図解図である。第
２図、第４図乃至第７図及び第８図は夫々に本発明の実
施例１、３乃至６及び７で得られた無菌の供給純水中の
生菌数の経時変化を示す曲線図であり、第３図は本発明
を行わなかった比較例１で得られた供給純水中の生菌数
（対数表示）の経時変化を示す曲線図である。

フロントページの続き (72)発明者太田嘉治東京都千代田区大手町２丁目１番１号野村マイクロ・サイエンス株式会社内 (72)発明者澤田晃一東京都千代田区大手町２丁目１番１号野村マイクロ・サイエンス株式会社内 (56)参考文献特開昭63−221889（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−125548（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−15885（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】純水供給ライン内における供給される純水
中に0.1〜100ppmの濃度のフッ化水素酸を存在させ、こ
うして純水中に存在させたフッ素イオンにより、生菌を
繁殖させないで純水を無菌状態に保ちながら供給するこ
とを特徴とする無菌純水の供給方法。
【請求項２】純水供給ライン内における供給される純水
中に１〜100ppmの濃度の水溶性フッ化物塩を存在させ、
こうして純水中に存在させたフッ素イオンにより生菌を
繁殖させないで純水を無菌状態に保ちながら供給するこ
とを特徴とする無菌純水の供給方法。