管路内残留液の送液方法
【課題】フィルター装置が配設された液体製品の製造管路に残留する残留物としての液体製品を有効に管路から送液させて回収する。
【解決手段】
管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液する。
【解決手段】
管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路内残留液の送液方法に係り、特に、液体をろ過するためのフィルター装置を有する管路内に残留する残留液を空気を圧送して送液させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飲料水や、例えば、注射剤、点眼剤等の液状の医薬品等の液体製品を処理する液体製品製造プラントにおいては、管路内を調製タンクから貯液タンクを介して充填機へ管路内に所定圧の圧縮空気を供給して液体製品を圧送する場合、製造終了後に管路内等に所定量の液体製品が残留する場合がある。
【０００３】
即ち、図５に示すように、液体製品製造プラントにおいて、上記調製タンク３１、ろ過フィルター装置３２、上記貯液タンク３３がプラントの２階（調製室）に配設されると共に充填機３４が１階（充填室）に配設され、さらに、この間の管路３５が次第に高さが低くなるように階段状に設けられている場合には、調製タンク３１内の液体製品は自然落下により充填機３４に供給されることから、製造終了時に管路３５内に残留液が発生する可能性はない。
【０００４】
しかしながら、図６に示すように、液体製品製造プラントの設備事情から、プラント内において調製タンク３１、貯液タンク３３及び充填機３４が同一フロアに配設される場合が一般的である。
【０００５】
この点に関し、本件特許出願人が顧客である薬品製造会社に納入した、注射剤及び点眼剤調製設備を備えた全１６０プラントに関する追跡調査によれば、図５に示すような、調製タンクを有する調製室と充填機が備えられた充填室とが同一フロアに配置されている件数は１３９件（８７％）であり、図６に示すような、調製室が例えば、２階にあり、充填室が１階にある例は２１件（１３％）であった。
【０００６】
従って、多くの液体製品製造プラントにおいては、図５に示すように、調製タンク３１を有する調製室と充填機３４が備えられた充填室とが同一フロアに配置されていることとなる。この場合、図５に示すように、調製タンク３１、貯液タンク３３及び充填機３４が同一フロアに配設された場合、液体製品に係る残留液は、特に、プラント内における管路を構成する配管３５の個別の取り付け事情により配管３５が上記調製タンク３１及び貯液タンク３３の送液孔から、設置面であるプラント床面Gよりも上方へ立ち上がって延設されている部位に発生する。
【０００７】
上記のように、配管が立ち上がって形成された、いわゆる「立ち上がり配管部」）（例えば、図６中、３５ａにより示す部位）において、このような液体製品に係る残留液は、送液作業終了後、管路３５ａ内に放置されたままとなることから、液体製品の回収率（歩留まり）を大きく低下させることとなる。従って、液体製品の歩留まりを向上させる観点から、このような管路内における液体製品の残留物を管路内から送液して適切に回収する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この場合、食品又は薬液等の製造プラントではない一般の液体処理プラントの送液管路であれば、管路において残留物が発生した場合には、管路内に瞬間的に加圧空気を所定の流速で供給させることにより管路内から残留液を強制的に送液させ回収することが可能である。
【０００９】
しかしながら、各種飲料、薬品等の液体製品の製造プラントの場合には、管路３５内に上記ろ過フィルター装置３２が配置されている。このようなろ過フィルター装置３２は、ミクロン単位の非常に細密な透過構造を有するフィルター部を有し、上記フィルター部を介して液体製品をろ過して除菌しつつ移送することとしている。
【００１０】
従って、このようなろ過フィルター装置３２に使用されるフィルターは、一度、液体に濡れた場合には、フィルターに含浸した水分が表面張力を有することから、上記のように残留液を送液するために空気を圧送した場合であっても、空気を透過しないことから圧送が不可能となる。
【００１１】
加えて、上記液体製品のうち、特に、注射液剤、点眼剤等の液状の医薬品に関しては、非常に高価であることから、製品製造においては歩留まりの向上のために、製造の際に管路内に残留する液体製品である液状の医薬品を上記フィルター装置を破壊することなく効率よく回収することが従来より要請されていた。
【００１２】
このような観点から特許文献を調査したところ、下記のような複数の特許文献を発見した。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−４００９２号公報
【特許文献２】実開平３−９６５００号公報
【特許文献３】特開昭６１−６６０００号公報
【特許文献４】特開２００７−２６３３２２号公報
【特許文献５】特開平９−４００９２号公報
【００１４】
しかしながら、いずれの文献においても、フィルター装置が配設された管路内の残留液体を回収する技術は開示されていない。
そこで、本願発明の課題は、フィルター装置が配設された液体製品の製造管路に残留する残留物としての液体製品を有効に管路から送液させて回収することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題解決のため請求項１記載の発明にあっては、管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液することを特徴とする。
【００１６】
従って、請求項１記載の発明にあっては、ろ過フィルター装置が設けられている管路においても、ベントバルブの開度を調製して空気の流速を制御することによって、残留する液体を空気と分離して送液させることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明にあっては、上記管路は、液体製品を調製する調製タンクと液体製品を容器に充填する充填機との間に形成され、上記調製タンクと上記充填機との間には貯液タンクが配置されると共に上記調製タンクと上記貯液タンクとの間には上記ろ過フィルター装置が配設されていることを特徴とする。
従って、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において残留液が発生することから、請求項２記載の発明にあっては、この残留液を回収するものである。
【００１８】
請求項３記載の発明にあっては、上記ろ過フィルター装置は上記調製タンクよりも設置面を基準として上方位置に設けられ、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部が設けられていることを特徴とする。
従って、請求項３記載の発明にあっては、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において残留液が発生することから、この残留液を回収するものである。
【００１９】
請求項４記載の発明にあっては、上記調製タンクから延出され調製タンクの送液孔部の高さ位置よりも設置面上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部と、上記立ち上がり管路部の上端部から設置面に沿って延設された延設管路部と、上記延設管路部から分岐した排気管部と、上記延設管路部から分岐し、上記ろ過フィルター装置を備えた送液管部とにより構成されていることを特徴とする。
【００２０】
従って、請求項４記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部において発生した残留液は、流速が制御された加圧空気が供給されることにより、延設管路部を介して、空気は上記排気管部から大気中へ流出すると共に、残留液は上記ろ過フィルターを介して送液管部から貯液タンクへ送液される。
【００２１】
請求項５記載の発明にあっては、上記残留する液体の送液は、管路を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御されることを特徴とする。
即ち、管路内に発生する残留液の量は、配管の内径と、液体圧送のために管路内に供給される空気の圧力（圧送圧力）とにより決定される。従って、これを前提として、残留液を送液するために、空気の流速をいかに制御し、かつ当該流速の空気をどの程度の時間供給すればよいか、が本発明における管路内残留液の送液方法の要旨となる。
【００２２】
請求項６記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部は１ｍ、上記延設管路部は１ｍ、上記送液管部は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａであることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とする。
【００２４】
即ち、残留液の送液作業の当初から上記ベントバルブの開度を大きくして管路内に供給される空気の流速を高く設定した場合には、残留液である液体製品が圧送される空気と共にベントバルブを介して外部に回収されないまま送液されてしまうこととなる。
従って、初期工程においては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定し、その後、後期工程においては、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定して残留液を送液するように構成されている。
【００２５】
請求項８記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、次第に開度が大きくなるよう設定されることを特徴とする。
従って、請求項８記載の発明にあっては、初期工程から後期工程にかけてベントバルブの開度は次第に開度が大きくなるように構成されていることから、供給される空気の流速もスムーズに大きくなるように構成されている。
【００２６】
請求項９記載の発明にあっては、上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の発明にあっては、上記管路内径は１０．５φ又は１７．５φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間であることを特徴とする。
【００２８】
請求項１１記載の発明にあっては、上記管路内径は２３．０φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１２記載の発明にあっては、上記液体は薬液であると共に、上記ろ過フィルター装置のフィルターは薬液ろ過フィルターであることを特徴とする。
従って、請求項１２記載の発明にあっては、残留液である薬液を管路から送液させて回収することができる。
【００３０】
請求項１３記載の発明にあっては、上記フィルター装置は、除菌フィルターが積層されたフィルター部を備えていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１４記載の発明にあっては、上記フィルターは０．２２ミクロンに形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１，１３及び１４記載の発明にあっては、ろ過フィルター装置が設けられている管路においても、ベントバルブの開度を調製して空気の流速を制御することによって、ろ過フィルターを破壊することなく残留する液体を空気と分離して送液させることができ、液体製品の製造プラントの管路内に残留する残留物としての液体製品を有効に回収することができるため、液体製品の歩留りを向上させることができる。また、確実に、当該液体製品の製造完了時には管路内に残留した残留液を送液することが可能となる。
【００３３】
請求項２及び請求項３記載の発明にあっては、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において発生した残留液を確実に回収することができる。
【００３４】
請求項４記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部において発生した残留液は、流速が制御された加圧空気が供給されることにより、延設管路部を介して、空気は上記排気管部から大気中へ流出すると共に、残留液は上記ろ過フィルターを介して回収されることから、供給された加圧空気と残留液とが確実に気液分離した状態となる。
その結果、例えば、残留液が高価な液体薬品であったような場合に、高価な液体薬品が加圧された空気と共に大気中へ飛散してしまい充分な回収が不可能となる、という事態を有効に防止することができる。
【００３５】
請求項５記載の発明にあっては、管路内に発生する残留液の量は、配管の内径と、液体圧送のために管路内に供給される空気の圧力（圧送圧力）とにより決定されるため、残留液を送液するために、空気の流速をいかに制御し、かつ当該流速の空気をどの程度の時間供給すればよいか、という観点からの制御を行えばよいことから、制御項目は「加圧空気の流速」及び「加圧空気の供給時間」のみであり、制御作業の容易な管路内残留液の送液方法を提供することが可能となる。
【００３６】
請求項６記載の発明にあっては、上記空気の圧力は０．１MPａであることから、
通常、液体製品の搬送に使用される圧送圧力と変わらない圧力でよく、特別な圧力を設定することは不要であることから、制御作業の容易な管路内残留液の送液方法を提供することができる。
【００３７】
請求項７記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とし、残留液の送液作業の当初から上記ベントバルブの開度を大きくして管路内に供給される空気の流速を高く設定した場合には、残留液である液体製品が圧送される空気と共にベントバルブを介して外部に回収されないまま送液されてしまう事態を防止することができるため、例えば、液体製品が高価な薬液であったような場合には、特に、確実に気液を分離した形で回収することができる。
【００３８】
請求項８及び９記載の発明にあっては、初期工程から後期工程にかけてベントバルブの開度は次第に開度が大きくなるように構成されていることから、管路内へ供給される空気の流速もスムーズになり、管路の屈曲部があった場合であっても、液体が特に滞留することなく、円滑に管路内を送液される、という効果を奏する。
【００３９】
請求項１０及び１１記載の発明にあっては、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間又は５分間であることから、管路から短時間で残留液を送液することができる。
【００４０】
請求項１２記載の発明にあっては、薬液が残留液であった場合には、液体食品等に比して製造原価が高価な薬液を確実に管路から送液させて回収することができ、高価な液体製品の回収率を向上させ、歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づき、本願発明を検証するために作成された実験装置に基づき、本願発明を詳細に説明する。
【００４２】
本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法は、管路３０内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路３０には液体をろ過するろ過フィルター装置１６が設けられ、上記管路３５に設けられたベントバルブ２０の開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液するように構成されている。
【００４３】
上記管路３５は、液体製品を調製する調製タンク１０と液体製品を容器に充填する充填機３４との間に形成され、上記調製タンク３１と上記充填機３４との間には貯液タンク３３が配置されると共に上記調製タンク３１と上記貯液タンク３３との間には上記ろ過フィルター装置３２が配設されている。
また、上記ろ過フィルター装置３２は上記調製タンク３１よりも設置面Ｇを基準として上方位置に設けられ、上記調製タンク３１と上記ろ過フィルター装置１６との間には立ち上がり管路部１２が設けられている。
上記調製タンク１０から延出され調製タンク１０の送液孔部３６の高さ位置よりも設置面Ｇ上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部１２と、上記立ち上がり管路部１２の上端部から設置面Ｇに沿って延設された延設管路部１４と、上記延設管路部１４から分岐した排気管部２１と、上記延設管路部１４から分岐し、上記ろ過フィルター装置１６を備えた送液管部２１とにより構成されている。
【００４４】
本実施の形態にあっては、上記液体は薬液であり、上記ろ過フィルター装置１６のフィルターは薬液ろ過フィルターにより構成されている。上記ろ過フィルター装置１６は、一般的な除菌フィルター部を備え、上記除菌フィルター部は上記フィルター０．２２ミクロンの除菌を目的とするフィルターからなる。
上記残留する液体の送液は、管路３５の長さと、管路３５を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御される。
【００４５】
上記立ち上がり管路部１２は１ｍ、上記延設管路部１４は１ｍ、上記送液管部５０は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａである。
上記ベントバルブ２０の開度を小さくして、上記管路３５内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブ２０の開度を大きくして、上記管路３５内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有し、上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、除々に開度が大きくなるよう設定されている。
【００４６】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sとなるように設定されている。
上記管路内径は、１０．５φ又は１７．５φの場合には、上記初期行程から後期行程に至 る所要時間は３分間に設定され、上記管路内径が２３．０φの場合には、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間となるように設定されている。
【００４７】
［実施例]
上記構成に係る本発明を調製タンク１０と管路３５に配設されたろ過フィルター装置１６との間の管路内において、本発明の実施を行った。
【００４８】
１．実験装置の管路構成
図１に示すように、管路３０及び調製タンク１０により実験装置２９を構成して、本発明の実施を行った。上記調製タンク１０は、円筒状に形成され、１００Ｌの液体を収納しうる。上記管路３０は、上記調製タンク１０の下端部から外方に略水平に延設された延出管路部１１と、延出管路部１１の下流側端部から略垂直に立ち上がって延設された立ち上がり管路部１２と、この立ち上がり管路部１２の上端部から、バルブ１３ａ，１３ｂを介して略水平に延設された水平管路部１４と、上記水平管路部１４の下流側端部に接続された第一分岐管部１８と、上記第一分岐管部１８の上方側端部に接続された排気部３８と、上記第一分岐管部１８の下方側端部に接続された排液部３９とにより構成されている。
【００４９】
上記排気部３８は、上記第一分岐部１８の上方側端部に接続されたガラス製の部材であるサイトグラス１７と、サイトグラス１７の下流側に接続された第二分岐管２８と、上記第二分岐管２８に配設された圧力計と、上記第二分岐管２８の下流側端部に配設されたベントバルブ２０と、ベントバルブ２０の下流側に配設された流量計２２と、流量計２２の下流側に固定された排気管２１とからなる。
【００５０】
また、上記送液部３９は、上記第一分岐管１８の下方側端部に接続されたろ過フィルター１６と、ろ過フィルター１６に接続された送液管部５０とからなる。
なお、図中符号２４は圧縮エア供給源であり、符号２５は圧縮エア供給源の開閉バルブである。また、符号５１は各管路の開閉バルブである。
【００５１】
本実施例に係る実験装置２９における各管路部の長さは以下のとおりである。上記延出管路部１１は１ｍであり、上記水平管路部１４は１．５ｍである。また、上記水平管路部１４は、下流方向へ向かって５０分の１の勾配を以って配設されている。
【００５２】
そして、本実施例においては、図２に示すように、ポリカーボネート製であって内部が視認できるように構成された「スケルトンパイプ」２６が使用され、図１に示すように、延出管路部１１、水平管路部１４、送液管部５０には上記スケルトンパイプ２６が使用され、内部の残留液の搬送状態が視認できるように構成されている。また、これらの「スケルトンパイプ」２６の各接合部、第一分岐管１８、第二分岐管２８及び排気管２１にはステンレス製のパイプが使用されている。
【００５３】
このように構成された管路３０において、調製タンク１０内に食紅を添加した水を収納し、上記バルブ２５を開放して圧縮エア供給源２４からの圧縮エアを調製タンク１０内へ導入して水を加圧し管路３０内へ供給した。
図１に示す実験装置２９にあっては、各液体製品製造プラントに配設されている管路と同様の部位に各バルブ５１が配設されている。また、上記立ち上がり管路部１２と延出管路部１１との接合部位に配設されたバルブ５１aにおいて上記立ち上がり管路部１２における残留液の状況を確認することとしたものである。
【００５４】
２．残留液の状況
以上のような管路３０において、残留液は、上記立ち上がり管路部１２及び延出管路部１１において発生する。表１は、管路を構成するパイプの内径と、適用される圧送圧力と残液量との関係で取得されたデータが記載されている。表１から明らかなように、本実験装置における残留液量は、管路径及び圧縮エア供給源２４からの圧縮エアによる圧送圧力により異なる。
【００５５】
表１は、本発明に係る管路内残留液の送液方法を実施しない場合の、通常の圧送後における配管内の残留液量を示す。なお、「８Ａ」，「１５Ａ」，「１Ｓ」は内径の夫々異なるスケルトンパイプを示す。即ち、「８Ａ」は１０．５φ、「１５Ａ」は１７．５φ、「１Ｓ」は２３．０φである。この条件下で、圧送圧力が夫々、「０．０５MPa」、「０．１MPa」、「０．２MPa」、「０．３MPa」の場合の夫々の配管内における残液量がデータとして取得されている。
〔表１〕
【００５６】
３．残留液の送液作業の３つの観点
1残留液送液のための圧縮エア圧力について
圧縮エア圧力は高ければよい、というものではない。残留液送液のためには０．１MPa程度の圧力で充分であることが認識されている。
【００５７】
2ベントバルブ２０の操作について
前提として、圧縮エア供給源２４から供給される圧縮エアと残留液とは分離して送液する必要がある。
【００５８】
ベントバルブ２０を開状態にすることにより圧縮エアを送液させることができる。しかしながら、ベントバルブ２０の開度が問題であり、ベントバルブ２０の開度が大きすぎた場合には、排気管部２１は大気中に開放されていることから、気液が分離することなくベントバルブ２０を介して排気管部２１から大気中に送液されてしまうため、確実に気液を分離させ、加圧空気は排気管部２１から大気中に送液すると共に残留液はろ過フィルター１６を介してろ過して回収することが必要となる。
【００５９】
そこで、ベントバルブ２０の開放の仕方に工夫が必要であり、残留液送液のための作業の初期においてはベントバルブ２０の開度を小さく設定しておき、その後、次第に開度を大きくすることにより、圧縮エアの流速を０から次第に大きくして、気液の分離を図り、残留液はろ過フィルターを介して回収することができることが実験の結果判明している。
【００６０】
本実験例にあっては、上記ベントバルブ２０の開度を小さくして、上記管路３０内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とにより行う。
【００６１】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sである。また、上記初期行程及び後期行程の所要時間は、表１及び表２に示すように、管路３０を構成する配管の内径により異なる。配管の内径が１０．５φ及び１７．５φの場合には３分であり、２３．０φの場合には５分間である。
【００６２】
3圧送回数について
圧送回数そのものについては、残留液回収作業には直接に関係はないことが実験の結果判明している。
【００６３】
４．実施条件
本実験装置２９において、上記バルブ２５を開放して圧縮エア供給源２４からの圧縮エアを調製タンク１０内へ導入し、調製タンク１０内に収納された水に対して０．１MPaの圧力の圧縮エアを供給して、管路３０内へ上記水を圧送した。その後、ベントバルブ２０の開度を小さくして空気の流速を１６ｍ／ｓに設定して圧送した（初期行程）。
【００６４】
この状態で、上記立ち上がり管路部１２内を水が少しずつであるが上昇していることが視認された。この場合、上記立ち上がり管路部１２を昇りきった水は第二水平管路部１４へ入り、ろ過フィルター１６へ送られる。その後、ベントバルブ２０の開度を次第に大きくして、管路３０内における空気の流速が２４ｍ／ｓとなるように設定する（後期行程）。
【００６５】
なお、本実験例においては、上記ベントバルブ２１はボールバルブにより構成され、初期工程における開度は１０％程度であり、後期工程における開度は３０％程度である。
【００６６】
この場合、空気流量と残液量との関係は表２から明らかである。即ち、液体製品の通常の圧送作業を行った後に、本発明に係る管路内残留液の送液方法を実施したものである。
〔 表２ 〕
【００６７】
この場合、表２に示すように、表１に示したスケルトンパイプ１Ｓ（内径φ２３．０）を例に採ると、圧送流量４００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の水を流速１６ｍ／ｓにより圧送した際には、上記立ち上がり管路部１２内には、第１回目の実験では１０．９ｇ、第２回目の実験では１１．１ｇの残留液量の水が確認された。また、圧送流量５００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の水を流速２０ｍ／Ｓで圧送した際には、第１回目の実験では１．０ｇ、第２回目の実験では１．２ｇの残留液量が確認された。そして、６００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の圧送流量の水を２４ｍ／Ｓの流速で圧送した際には、約５分で残留液量は０ｇとなることがテストデータとして確認されている。
【００６８】
図３及び図４は、水平管路部１４と第一分岐管部１８との接合部２７を拡大して示している。上述のように、第一分岐管部１８の下端部にはろ過フィルター１７が配設されている。上記第一分岐管１８の上端部にはサイトグラス１６を介して第二分岐管２８が配設され、上記第二分岐管部２８の上端部には圧力計２３が配設されており、上記第二分岐管部２８の下流側端部にはベントバルブ２０が取り付けられ、ベントバルブ２０の下流側には流量計２２が取り付けられ、上記流量計２２の下流側には排気管２１が固定されている。なお、図中、Ａは加圧空気の流れ、Ｗは水の流れを示す。
【００６９】
本実施例にあっては、上記のように、残留液の送液のために圧送の初期状態（初期行程）においては、ベントバルブ２０の開度を小さくし、かつこの状態から少しずつ開度を大きくするように構成され、初期行程においては空気の流速は１６ｍ／ｓに設定されており、流速がより高く設定されていた場合には、空気の圧力により液体もベントバルブ２０から外方へ送液されてしまうが、流速は低いことから、残留液Ｗ中の空気Ａはベントバルブ２０から外方へ送液されると共に、残留液Wはろ過フィルター１７を介してベントバルブ２０から流量計２２を介して排気管２１から管路外方へ送液されると共に、水Ｗは空気Ａと共に排気管２１から管路外方へは送液されないことを、排気管の排気口に吸水性のペーパーを配置して確認した。
【００７０】
一方、残留液Ｗは、上記第一分岐管路部１８において空気Ａと分離し、第一分岐管路部１８の下方に配設されたろ過フィルター１６を介して管路３０外方へ送液される。この状態は、図８に示すように、圧送中期以降のベントバルブ２０の開度が次第に大きくなり流速が２４ｍ／ｓとなる第二行程においても同様であり、安定して空気Ａと残留液Ｗとが分離した状態で送液されるものである。
【００７１】
表３（１）は、従来の送液作業における残留液量を示す。管路内径８Ａ〜１Ｓに応じて、また、同時に圧送圧力に応じて、夫々に、残留液が発生している。
これに対して、表３（２）に示すように、本実施例に係る液体製品の送液方法を実施した場合には、夫々、口径１０．５φの場合（８Ａ）には３分、口径１７．５φ（１５Ａ）の場合には３分、口径２３φ（１Ｓ）の場合には５分で残留液量は０になったことが確認された。
〔表３〕
（１） （２）
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る管路内残留液の送液方法は、広く、ろ過フィルターを備えた管路において液体製品の搬送後に残留する液体製品を回収する作業に広く適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、液体製造プラントにおける調製タンクとろ過フィルターとの間に形成される立ち上がり管路を再現した実験装置としての管路構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、管路内残留液の送液方法を実施する実験装置としての管路に使用されるスケルトン配管を示す写真である。
【図３】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法が適用される管路構成の内、ろ過フィルターが設けられている部位を概念的に拡大して示す図である。
【図４】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法が適用される管路構成の内、ろ過フィルターが設けられている部位を概念的に拡大して示す図である。
【図５】液体製品製造プラントにおいて、上記調整タンク、ろ過フィルター、上記貯液タンクがプラントの２階に配設されると共に充填機が１階に配設され、さらに、この間の管路が次第に高さが低くなるように階段状に設けられている状態を概念的に示す図である。
【図６】液体製品製造プラントにおいて、調製タンク、ろ過フィルター、貯液タンク及び充填機が同一フロアに配設される場合を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 調製タンク
１１ 延出管路部
１２ 立ち上がり管路部
１３ バルブ
１４ 水平管路部
１６ ろ過フィルター装置
１７ サイトグラス
１８ 第一分岐管
２０ ベントバルブ
２１ 排気管部
２２ 流量計
２３ 圧力計
２４ 圧縮エア供給源
２５ バルブ
２６ スケルトンパイプ
２７ 接合部
２８ 第二分岐管
２９ 実験装置
３０ 管路
３１ 調製タンク
３２ ろ過フィルター装置
３３ 貯液タンク
３４ 充填機
３５ 管路
５０ 送液管部
５１ 開閉バルブ
Ｇ 設置面
Ａ 空気
Ｗ 残留液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路内残留液の送液方法に係り、特に、液体をろ過するためのフィルター装置を有する管路内に残留する残留液を空気を圧送して送液させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飲料水や、例えば、注射剤、点眼剤等の液状の医薬品等の液体製品を処理する液体製品製造プラントにおいては、管路内を調製タンクから貯液タンクを介して充填機へ管路内に所定圧の圧縮空気を供給して液体製品を圧送する場合、製造終了後に管路内等に所定量の液体製品が残留する場合がある。
【０００３】
即ち、図５に示すように、液体製品製造プラントにおいて、上記調製タンク３１、ろ過フィルター装置３２、上記貯液タンク３３がプラントの２階（調製室）に配設されると共に充填機３４が１階（充填室）に配設され、さらに、この間の管路３５が次第に高さが低くなるように階段状に設けられている場合には、調製タンク３１内の液体製品は自然落下により充填機３４に供給されることから、製造終了時に管路３５内に残留液が発生する可能性はない。
【０００４】
しかしながら、図６に示すように、液体製品製造プラントの設備事情から、プラント内において調製タンク３１、貯液タンク３３及び充填機３４が同一フロアに配設される場合が一般的である。
【０００５】
この点に関し、本件特許出願人が顧客である薬品製造会社に納入した、注射剤及び点眼剤調製設備を備えた全１６０プラントに関する追跡調査によれば、図５に示すような、調製タンクを有する調製室と充填機が備えられた充填室とが同一フロアに配置されている件数は１３９件（８７％）であり、図６に示すような、調製室が例えば、２階にあり、充填室が１階にある例は２１件（１３％）であった。
【０００６】
従って、多くの液体製品製造プラントにおいては、図５に示すように、調製タンク３１を有する調製室と充填機３４が備えられた充填室とが同一フロアに配置されていることとなる。この場合、図５に示すように、調製タンク３１、貯液タンク３３及び充填機３４が同一フロアに配設された場合、液体製品に係る残留液は、特に、プラント内における管路を構成する配管３５の個別の取り付け事情により配管３５が上記調製タンク３１及び貯液タンク３３の送液孔から、設置面であるプラント床面Gよりも上方へ立ち上がって延設されている部位に発生する。
【０００７】
上記のように、配管が立ち上がって形成された、いわゆる「立ち上がり配管部」）（例えば、図６中、３５ａにより示す部位）において、このような液体製品に係る残留液は、送液作業終了後、管路３５ａ内に放置されたままとなることから、液体製品の回収率（歩留まり）を大きく低下させることとなる。従って、液体製品の歩留まりを向上させる観点から、このような管路内における液体製品の残留物を管路内から送液して適切に回収する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この場合、食品又は薬液等の製造プラントではない一般の液体処理プラントの送液管路であれば、管路において残留物が発生した場合には、管路内に瞬間的に加圧空気を所定の流速で供給させることにより管路内から残留液を強制的に送液させ回収することが可能である。
【０００９】
しかしながら、各種飲料、薬品等の液体製品の製造プラントの場合には、管路３５内に上記ろ過フィルター装置３２が配置されている。このようなろ過フィルター装置３２は、ミクロン単位の非常に細密な透過構造を有するフィルター部を有し、上記フィルター部を介して液体製品をろ過して除菌しつつ移送することとしている。
【００１０】
従って、このようなろ過フィルター装置３２に使用されるフィルターは、一度、液体に濡れた場合には、フィルターに含浸した水分が表面張力を有することから、上記のように残留液を送液するために空気を圧送した場合であっても、空気を透過しないことから圧送が不可能となる。
【００１１】
加えて、上記液体製品のうち、特に、注射液剤、点眼剤等の液状の医薬品に関しては、非常に高価であることから、製品製造においては歩留まりの向上のために、製造の際に管路内に残留する液体製品である液状の医薬品を上記フィルター装置を破壊することなく効率よく回収することが従来より要請されていた。
【００１２】
このような観点から特許文献を調査したところ、下記のような複数の特許文献を発見した。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−４００９２号公報
【特許文献２】実開平３−９６５００号公報
【特許文献３】特開昭６１−６６０００号公報
【特許文献４】特開２００７−２６３３２２号公報
【特許文献５】特開平９−４００９２号公報
【００１４】
しかしながら、いずれの文献においても、フィルター装置が配設された管路内の残留液体を回収する技術は開示されていない。
そこで、本願発明の課題は、フィルター装置が配設された液体製品の製造管路に残留する残留物としての液体製品を有効に管路から送液させて回収することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題解決のため請求項１記載の発明にあっては、管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液することを特徴とする。
【００１６】
従って、請求項１記載の発明にあっては、ろ過フィルター装置が設けられている管路においても、ベントバルブの開度を調製して空気の流速を制御することによって、残留する液体を空気と分離して送液させることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明にあっては、上記管路は、液体製品を調製する調製タンクと液体製品を容器に充填する充填機との間に形成され、上記調製タンクと上記充填機との間には貯液タンクが配置されると共に上記調製タンクと上記貯液タンクとの間には上記ろ過フィルター装置が配設されていることを特徴とする。
従って、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において残留液が発生することから、請求項２記載の発明にあっては、この残留液を回収するものである。
【００１８】
請求項３記載の発明にあっては、上記ろ過フィルター装置は上記調製タンクよりも設置面を基準として上方位置に設けられ、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部が設けられていることを特徴とする。
従って、請求項３記載の発明にあっては、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において残留液が発生することから、この残留液を回収するものである。
【００１９】
請求項４記載の発明にあっては、上記調製タンクから延出され調製タンクの送液孔部の高さ位置よりも設置面上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部と、上記立ち上がり管路部の上端部から設置面に沿って延設された延設管路部と、上記延設管路部から分岐した排気管部と、上記延設管路部から分岐し、上記ろ過フィルター装置を備えた送液管部とにより構成されていることを特徴とする。
【００２０】
従って、請求項４記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部において発生した残留液は、流速が制御された加圧空気が供給されることにより、延設管路部を介して、空気は上記排気管部から大気中へ流出すると共に、残留液は上記ろ過フィルターを介して送液管部から貯液タンクへ送液される。
【００２１】
請求項５記載の発明にあっては、上記残留する液体の送液は、管路を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御されることを特徴とする。
即ち、管路内に発生する残留液の量は、配管の内径と、液体圧送のために管路内に供給される空気の圧力（圧送圧力）とにより決定される。従って、これを前提として、残留液を送液するために、空気の流速をいかに制御し、かつ当該流速の空気をどの程度の時間供給すればよいか、が本発明における管路内残留液の送液方法の要旨となる。
【００２２】
請求項６記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部は１ｍ、上記延設管路部は１ｍ、上記送液管部は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａであることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とする。
【００２４】
即ち、残留液の送液作業の当初から上記ベントバルブの開度を大きくして管路内に供給される空気の流速を高く設定した場合には、残留液である液体製品が圧送される空気と共にベントバルブを介して外部に回収されないまま送液されてしまうこととなる。
従って、初期工程においては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定し、その後、後期工程においては、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定して残留液を送液するように構成されている。
【００２５】
請求項８記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、次第に開度が大きくなるよう設定されることを特徴とする。
従って、請求項８記載の発明にあっては、初期工程から後期工程にかけてベントバルブの開度は次第に開度が大きくなるように構成されていることから、供給される空気の流速もスムーズに大きくなるように構成されている。
【００２６】
請求項９記載の発明にあっては、上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の発明にあっては、上記管路内径は１０．５φ又は１７．５φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間であることを特徴とする。
【００２８】
請求項１１記載の発明にあっては、上記管路内径は２３．０φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１２記載の発明にあっては、上記液体は薬液であると共に、上記ろ過フィルター装置のフィルターは薬液ろ過フィルターであることを特徴とする。
従って、請求項１２記載の発明にあっては、残留液である薬液を管路から送液させて回収することができる。
【００３０】
請求項１３記載の発明にあっては、上記フィルター装置は、除菌フィルターが積層されたフィルター部を備えていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１４記載の発明にあっては、上記フィルターは０．２２ミクロンに形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１，１３及び１４記載の発明にあっては、ろ過フィルター装置が設けられている管路においても、ベントバルブの開度を調製して空気の流速を制御することによって、ろ過フィルターを破壊することなく残留する液体を空気と分離して送液させることができ、液体製品の製造プラントの管路内に残留する残留物としての液体製品を有効に回収することができるため、液体製品の歩留りを向上させることができる。また、確実に、当該液体製品の製造完了時には管路内に残留した残留液を送液することが可能となる。
【００３３】
請求項２及び請求項３記載の発明にあっては、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部において発生した残留液を確実に回収することができる。
【００３４】
請求項４記載の発明にあっては、上記立ち上がり管路部において発生した残留液は、流速が制御された加圧空気が供給されることにより、延設管路部を介して、空気は上記排気管部から大気中へ流出すると共に、残留液は上記ろ過フィルターを介して回収されることから、供給された加圧空気と残留液とが確実に気液分離した状態となる。
その結果、例えば、残留液が高価な液体薬品であったような場合に、高価な液体薬品が加圧された空気と共に大気中へ飛散してしまい充分な回収が不可能となる、という事態を有効に防止することができる。
【００３５】
請求項５記載の発明にあっては、管路内に発生する残留液の量は、配管の内径と、液体圧送のために管路内に供給される空気の圧力（圧送圧力）とにより決定されるため、残留液を送液するために、空気の流速をいかに制御し、かつ当該流速の空気をどの程度の時間供給すればよいか、という観点からの制御を行えばよいことから、制御項目は「加圧空気の流速」及び「加圧空気の供給時間」のみであり、制御作業の容易な管路内残留液の送液方法を提供することが可能となる。
【００３６】
請求項６記載の発明にあっては、上記空気の圧力は０．１MPａであることから、
通常、液体製品の搬送に使用される圧送圧力と変わらない圧力でよく、特別な圧力を設定することは不要であることから、制御作業の容易な管路内残留液の送液方法を提供することができる。
【００３７】
請求項７記載の発明にあっては、上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とし、残留液の送液作業の当初から上記ベントバルブの開度を大きくして管路内に供給される空気の流速を高く設定した場合には、残留液である液体製品が圧送される空気と共にベントバルブを介して外部に回収されないまま送液されてしまう事態を防止することができるため、例えば、液体製品が高価な薬液であったような場合には、特に、確実に気液を分離した形で回収することができる。
【００３８】
請求項８及び９記載の発明にあっては、初期工程から後期工程にかけてベントバルブの開度は次第に開度が大きくなるように構成されていることから、管路内へ供給される空気の流速もスムーズになり、管路の屈曲部があった場合であっても、液体が特に滞留することなく、円滑に管路内を送液される、という効果を奏する。
【００３９】
請求項１０及び１１記載の発明にあっては、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間又は５分間であることから、管路から短時間で残留液を送液することができる。
【００４０】
請求項１２記載の発明にあっては、薬液が残留液であった場合には、液体食品等に比して製造原価が高価な薬液を確実に管路から送液させて回収することができ、高価な液体製品の回収率を向上させ、歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づき、本願発明を検証するために作成された実験装置に基づき、本願発明を詳細に説明する。
【００４２】
本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法は、管路３０内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路３０には液体をろ過するろ過フィルター装置１６が設けられ、上記管路３５に設けられたベントバルブ２０の開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液するように構成されている。
【００４３】
上記管路３５は、液体製品を調製する調製タンク１０と液体製品を容器に充填する充填機３４との間に形成され、上記調製タンク３１と上記充填機３４との間には貯液タンク３３が配置されると共に上記調製タンク３１と上記貯液タンク３３との間には上記ろ過フィルター装置３２が配設されている。
また、上記ろ過フィルター装置３２は上記調製タンク３１よりも設置面Ｇを基準として上方位置に設けられ、上記調製タンク３１と上記ろ過フィルター装置１６との間には立ち上がり管路部１２が設けられている。
上記調製タンク１０から延出され調製タンク１０の送液孔部３６の高さ位置よりも設置面Ｇ上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部１２と、上記立ち上がり管路部１２の上端部から設置面Ｇに沿って延設された延設管路部１４と、上記延設管路部１４から分岐した排気管部２１と、上記延設管路部１４から分岐し、上記ろ過フィルター装置１６を備えた送液管部２１とにより構成されている。
【００４４】
本実施の形態にあっては、上記液体は薬液であり、上記ろ過フィルター装置１６のフィルターは薬液ろ過フィルターにより構成されている。上記ろ過フィルター装置１６は、一般的な除菌フィルター部を備え、上記除菌フィルター部は上記フィルター０．２２ミクロンの除菌を目的とするフィルターからなる。
上記残留する液体の送液は、管路３５の長さと、管路３５を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御される。
【００４５】
上記立ち上がり管路部１２は１ｍ、上記延設管路部１４は１ｍ、上記送液管部５０は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａである。
上記ベントバルブ２０の開度を小さくして、上記管路３５内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブ２０の開度を大きくして、上記管路３５内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有し、上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、除々に開度が大きくなるよう設定されている。
【００４６】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sとなるように設定されている。
上記管路内径は、１０．５φ又は１７．５φの場合には、上記初期行程から後期行程に至 る所要時間は３分間に設定され、上記管路内径が２３．０φの場合には、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間となるように設定されている。
【００４７】
［実施例]
上記構成に係る本発明を調製タンク１０と管路３５に配設されたろ過フィルター装置１６との間の管路内において、本発明の実施を行った。
【００４８】
１．実験装置の管路構成
図１に示すように、管路３０及び調製タンク１０により実験装置２９を構成して、本発明の実施を行った。上記調製タンク１０は、円筒状に形成され、１００Ｌの液体を収納しうる。上記管路３０は、上記調製タンク１０の下端部から外方に略水平に延設された延出管路部１１と、延出管路部１１の下流側端部から略垂直に立ち上がって延設された立ち上がり管路部１２と、この立ち上がり管路部１２の上端部から、バルブ１３ａ，１３ｂを介して略水平に延設された水平管路部１４と、上記水平管路部１４の下流側端部に接続された第一分岐管部１８と、上記第一分岐管部１８の上方側端部に接続された排気部３８と、上記第一分岐管部１８の下方側端部に接続された排液部３９とにより構成されている。
【００４９】
上記排気部３８は、上記第一分岐部１８の上方側端部に接続されたガラス製の部材であるサイトグラス１７と、サイトグラス１７の下流側に接続された第二分岐管２８と、上記第二分岐管２８に配設された圧力計と、上記第二分岐管２８の下流側端部に配設されたベントバルブ２０と、ベントバルブ２０の下流側に配設された流量計２２と、流量計２２の下流側に固定された排気管２１とからなる。
【００５０】
また、上記送液部３９は、上記第一分岐管１８の下方側端部に接続されたろ過フィルター１６と、ろ過フィルター１６に接続された送液管部５０とからなる。
なお、図中符号２４は圧縮エア供給源であり、符号２５は圧縮エア供給源の開閉バルブである。また、符号５１は各管路の開閉バルブである。
【００５１】
本実施例に係る実験装置２９における各管路部の長さは以下のとおりである。上記延出管路部１１は１ｍであり、上記水平管路部１４は１．５ｍである。また、上記水平管路部１４は、下流方向へ向かって５０分の１の勾配を以って配設されている。
【００５２】
そして、本実施例においては、図２に示すように、ポリカーボネート製であって内部が視認できるように構成された「スケルトンパイプ」２６が使用され、図１に示すように、延出管路部１１、水平管路部１４、送液管部５０には上記スケルトンパイプ２６が使用され、内部の残留液の搬送状態が視認できるように構成されている。また、これらの「スケルトンパイプ」２６の各接合部、第一分岐管１８、第二分岐管２８及び排気管２１にはステンレス製のパイプが使用されている。
【００５３】
このように構成された管路３０において、調製タンク１０内に食紅を添加した水を収納し、上記バルブ２５を開放して圧縮エア供給源２４からの圧縮エアを調製タンク１０内へ導入して水を加圧し管路３０内へ供給した。
図１に示す実験装置２９にあっては、各液体製品製造プラントに配設されている管路と同様の部位に各バルブ５１が配設されている。また、上記立ち上がり管路部１２と延出管路部１１との接合部位に配設されたバルブ５１aにおいて上記立ち上がり管路部１２における残留液の状況を確認することとしたものである。
【００５４】
２．残留液の状況
以上のような管路３０において、残留液は、上記立ち上がり管路部１２及び延出管路部１１において発生する。表１は、管路を構成するパイプの内径と、適用される圧送圧力と残液量との関係で取得されたデータが記載されている。表１から明らかなように、本実験装置における残留液量は、管路径及び圧縮エア供給源２４からの圧縮エアによる圧送圧力により異なる。
【００５５】
表１は、本発明に係る管路内残留液の送液方法を実施しない場合の、通常の圧送後における配管内の残留液量を示す。なお、「８Ａ」，「１５Ａ」，「１Ｓ」は内径の夫々異なるスケルトンパイプを示す。即ち、「８Ａ」は１０．５φ、「１５Ａ」は１７．５φ、「１Ｓ」は２３．０φである。この条件下で、圧送圧力が夫々、「０．０５MPa」、「０．１MPa」、「０．２MPa」、「０．３MPa」の場合の夫々の配管内における残液量がデータとして取得されている。
〔表１〕
【００５６】
３．残留液の送液作業の３つの観点
1残留液送液のための圧縮エア圧力について
圧縮エア圧力は高ければよい、というものではない。残留液送液のためには０．１MPa程度の圧力で充分であることが認識されている。
【００５７】
2ベントバルブ２０の操作について
前提として、圧縮エア供給源２４から供給される圧縮エアと残留液とは分離して送液する必要がある。
【００５８】
ベントバルブ２０を開状態にすることにより圧縮エアを送液させることができる。しかしながら、ベントバルブ２０の開度が問題であり、ベントバルブ２０の開度が大きすぎた場合には、排気管部２１は大気中に開放されていることから、気液が分離することなくベントバルブ２０を介して排気管部２１から大気中に送液されてしまうため、確実に気液を分離させ、加圧空気は排気管部２１から大気中に送液すると共に残留液はろ過フィルター１６を介してろ過して回収することが必要となる。
【００５９】
そこで、ベントバルブ２０の開放の仕方に工夫が必要であり、残留液送液のための作業の初期においてはベントバルブ２０の開度を小さく設定しておき、その後、次第に開度を大きくすることにより、圧縮エアの流速を０から次第に大きくして、気液の分離を図り、残留液はろ過フィルターを介して回収することができることが実験の結果判明している。
【００６０】
本実験例にあっては、上記ベントバルブ２０の開度を小さくして、上記管路３０内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とにより行う。
【００６１】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sである。また、上記初期行程及び後期行程の所要時間は、表１及び表２に示すように、管路３０を構成する配管の内径により異なる。配管の内径が１０．５φ及び１７．５φの場合には３分であり、２３．０φの場合には５分間である。
【００６２】
3圧送回数について
圧送回数そのものについては、残留液回収作業には直接に関係はないことが実験の結果判明している。
【００６３】
４．実施条件
本実験装置２９において、上記バルブ２５を開放して圧縮エア供給源２４からの圧縮エアを調製タンク１０内へ導入し、調製タンク１０内に収納された水に対して０．１MPaの圧力の圧縮エアを供給して、管路３０内へ上記水を圧送した。その後、ベントバルブ２０の開度を小さくして空気の流速を１６ｍ／ｓに設定して圧送した（初期行程）。
【００６４】
この状態で、上記立ち上がり管路部１２内を水が少しずつであるが上昇していることが視認された。この場合、上記立ち上がり管路部１２を昇りきった水は第二水平管路部１４へ入り、ろ過フィルター１６へ送られる。その後、ベントバルブ２０の開度を次第に大きくして、管路３０内における空気の流速が２４ｍ／ｓとなるように設定する（後期行程）。
【００６５】
なお、本実験例においては、上記ベントバルブ２１はボールバルブにより構成され、初期工程における開度は１０％程度であり、後期工程における開度は３０％程度である。
【００６６】
この場合、空気流量と残液量との関係は表２から明らかである。即ち、液体製品の通常の圧送作業を行った後に、本発明に係る管路内残留液の送液方法を実施したものである。
〔 表２ 〕
【００６７】
この場合、表２に示すように、表１に示したスケルトンパイプ１Ｓ（内径φ２３．０）を例に採ると、圧送流量４００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の水を流速１６ｍ／ｓにより圧送した際には、上記立ち上がり管路部１２内には、第１回目の実験では１０．９ｇ、第２回目の実験では１１．１ｇの残留液量の水が確認された。また、圧送流量５００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の水を流速２０ｍ／Ｓで圧送した際には、第１回目の実験では１．０ｇ、第２回目の実験では１．２ｇの残留液量が確認された。そして、６００Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）の圧送流量の水を２４ｍ／Ｓの流速で圧送した際には、約５分で残留液量は０ｇとなることがテストデータとして確認されている。
【００６８】
図３及び図４は、水平管路部１４と第一分岐管部１８との接合部２７を拡大して示している。上述のように、第一分岐管部１８の下端部にはろ過フィルター１７が配設されている。上記第一分岐管１８の上端部にはサイトグラス１６を介して第二分岐管２８が配設され、上記第二分岐管部２８の上端部には圧力計２３が配設されており、上記第二分岐管部２８の下流側端部にはベントバルブ２０が取り付けられ、ベントバルブ２０の下流側には流量計２２が取り付けられ、上記流量計２２の下流側には排気管２１が固定されている。なお、図中、Ａは加圧空気の流れ、Ｗは水の流れを示す。
【００６９】
本実施例にあっては、上記のように、残留液の送液のために圧送の初期状態（初期行程）においては、ベントバルブ２０の開度を小さくし、かつこの状態から少しずつ開度を大きくするように構成され、初期行程においては空気の流速は１６ｍ／ｓに設定されており、流速がより高く設定されていた場合には、空気の圧力により液体もベントバルブ２０から外方へ送液されてしまうが、流速は低いことから、残留液Ｗ中の空気Ａはベントバルブ２０から外方へ送液されると共に、残留液Wはろ過フィルター１７を介してベントバルブ２０から流量計２２を介して排気管２１から管路外方へ送液されると共に、水Ｗは空気Ａと共に排気管２１から管路外方へは送液されないことを、排気管の排気口に吸水性のペーパーを配置して確認した。
【００７０】
一方、残留液Ｗは、上記第一分岐管路部１８において空気Ａと分離し、第一分岐管路部１８の下方に配設されたろ過フィルター１６を介して管路３０外方へ送液される。この状態は、図８に示すように、圧送中期以降のベントバルブ２０の開度が次第に大きくなり流速が２４ｍ／ｓとなる第二行程においても同様であり、安定して空気Ａと残留液Ｗとが分離した状態で送液されるものである。
【００７１】
表３（１）は、従来の送液作業における残留液量を示す。管路内径８Ａ〜１Ｓに応じて、また、同時に圧送圧力に応じて、夫々に、残留液が発生している。
これに対して、表３（２）に示すように、本実施例に係る液体製品の送液方法を実施した場合には、夫々、口径１０．５φの場合（８Ａ）には３分、口径１７．５φ（１５Ａ）の場合には３分、口径２３φ（１Ｓ）の場合には５分で残留液量は０になったことが確認された。
〔表３〕
（１） （２）
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る管路内残留液の送液方法は、広く、ろ過フィルターを備えた管路において液体製品の搬送後に残留する液体製品を回収する作業に広く適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、液体製造プラントにおける調製タンクとろ過フィルターとの間に形成される立ち上がり管路を再現した実験装置としての管路構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、管路内残留液の送液方法を実施する実験装置としての管路に使用されるスケルトン配管を示す写真である。
【図３】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法が適用される管路構成の内、ろ過フィルターが設けられている部位を概念的に拡大して示す図である。
【図４】本発明に係る管路内残留液の送液方法を示す一実施の形態であって、本実施の形態に係る管路内残留液の送液方法が適用される管路構成の内、ろ過フィルターが設けられている部位を概念的に拡大して示す図である。
【図５】液体製品製造プラントにおいて、上記調整タンク、ろ過フィルター、上記貯液タンクがプラントの２階に配設されると共に充填機が１階に配設され、さらに、この間の管路が次第に高さが低くなるように階段状に設けられている状態を概念的に示す図である。
【図６】液体製品製造プラントにおいて、調製タンク、ろ過フィルター、貯液タンク及び充填機が同一フロアに配設される場合を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 調製タンク
１１ 延出管路部
１２ 立ち上がり管路部
１３ バルブ
１４ 水平管路部
１６ ろ過フィルター装置
１７ サイトグラス
１８ 第一分岐管
２０ ベントバルブ
２１ 排気管部
２２ 流量計
２３ 圧力計
２４ 圧縮エア供給源
２５ バルブ
２６ スケルトンパイプ
２７ 接合部
２８ 第二分岐管
２９ 実験装置
３０ 管路
３１ 調製タンク
３２ ろ過フィルター装置
３３ 貯液タンク
３４ 充填機
３５ 管路
５０ 送液管部
５１ 開閉バルブ
Ｇ 設置面
Ａ 空気
Ｗ 残留液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液することを特徴とする管路内残留液の送液方法。
【請求項２】
上記管路は、液体製品を調製する調製タンクと液体製品を容器に充填する充填機との間に形成され、上記調製タンクと上記充填機との間には貯液タンクが配置されると共に上記調製タンクと上記貯液タンクとの間には上記ろ過フィルター装置が配設されていることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項３】
上記ろ過フィルター装置は上記調製タンクよりも設置面を基準として上方位置に設けられ、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項４】
上記調製タンクから延出され調製タンクの送液孔部の高さ位置よりも設置面上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部と、上記立ち上がり管路部の上端部から設置面に沿って延設された延設管路部と、上記延設管路部から分岐した排気管部と、上記延設管路部から分岐し、上記ろ過フィルター装置を備えた送液管部とにより構成されていることを特徴とする請求項３記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項５】
上記残留する液体の送液は、管路の長さと、管路を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御されることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項６】
上記立ち上がり管路部は１ｍ、上記延設管路部は１ｍ、上記送液管部は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａであることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項７】
上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項８】
上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、除々に開度が大きくなるよう設定されることを特徴とする請求項７記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項９】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sであることを特徴とする請求項７又は８記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１０】
上記管路内径は、１０．５φ又は１７．５φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間であることを特徴とする請求項５，６，７，８又は９のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１１】
上記管路内径は、２３．０φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間であることを特徴とする請求項５，６，７，８又は９のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１２】
上記液体は薬液であると共に、上記ろ過フィルター装置のフィルターは薬液ろ過フィルターであることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１３】
上記フィルター装置は除菌フィルターを備えていることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１４】
上記除菌フィルターは０．２２ミクロンに形成されていることを特徴とする請求項１３記載の管路内残留液の送出方法。
【請求項１】
管路内に残留した液体を加圧空気により圧送して送液する管路内残留液の送液方法であって、上記管路には液体をろ過するろ過フィルター装置が設けられ、上記管路に設けられたベントバルブの開度を調製することにより空気の流速を制御して管路内に残留する液体を上記空気と分離して送液することを特徴とする管路内残留液の送液方法。
【請求項２】
上記管路は、液体製品を調製する調製タンクと液体製品を容器に充填する充填機との間に形成され、上記調製タンクと上記充填機との間には貯液タンクが配置されると共に上記調製タンクと上記貯液タンクとの間には上記ろ過フィルター装置が配設されていることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項３】
上記ろ過フィルター装置は上記調製タンクよりも設置面を基準として上方位置に設けられ、上記調製タンクと上記ろ過フィルターとの間には立ち上がり管路部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項４】
上記調製タンクから延出され調製タンクの送液孔部の高さ位置よりも設置面上方へ立ち上がって配設された立ち上がり管路部と、上記立ち上がり管路部の上端部から設置面に沿って延設された延設管路部と、上記延設管路部から分岐した排気管部と、上記延設管路部から分岐し、上記ろ過フィルター装置を備えた送液管部とにより構成されていることを特徴とする請求項３記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項５】
上記残留する液体の送液は、管路の長さと、管路を形成する配管の内径と、上記管路内に供給される空気の圧力と、上記空気の流速と、上記加圧された空気の供給時間とにより制御されることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項６】
上記立ち上がり管路部は１ｍ、上記延設管路部は１ｍ、上記送液管部は１．３ｍであって、上記空気の圧力は０．１MPａであることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項７】
上記ベントバルブの開度を小さくして、上記管路内に圧送される空気の流速を低く設定する初期行程と、上記初期行程の後、上記ベントバルブの開度を大きくして、上記管路内に圧送される空気の流速を高く設定する後期行程とを有することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項８】
上記ベントバルブの開度は、初期工程から後期工程に至るまで、除々に開度が大きくなるよう設定されることを特徴とする請求項７記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項９】
上記初期行程における空気の流速は１６m／ｓであると共に、後期行程における空気の流速は２４ｍ／sであることを特徴とする請求項７又は８記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１０】
上記管路内径は、１０．５φ又は１７．５φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は３分間であることを特徴とする請求項５，６，７，８又は９のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１１】
上記管路内径は、２３．０φであって、上記初期行程から後期行程に至る所要時間は５分間であることを特徴とする請求項５，６，７，８又は９のいずれか１項に記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１２】
上記液体は薬液であると共に、上記ろ過フィルター装置のフィルターは薬液ろ過フィルターであることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１３】
上記フィルター装置は除菌フィルターを備えていることを特徴とする請求項１記載の管路内残留液の送液方法。
【請求項１４】
上記除菌フィルターは０．２２ミクロンに形成されていることを特徴とする請求項１３記載の管路内残留液の送出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３８６６（Ｐ２０１０−２３８６６Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６０６９（Ｐ２００８−１８６０６９）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００１５７９４６）岩井機械工業株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００１５７９４６）岩井機械工業株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
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