中空纖維超濾膜在華藥制備無(wú)菌除熱原水中的應(yīng)用

1、中空纖維超濾膜在華藥制備無(wú)菌除熱原水中的應(yīng)用尹沛松田豐(華北制藥集團(tuán)有限責(zé)任公司,石家莊050015摘要介紹了華藥利用中空纖維超濾膜制備無(wú)菌除熱原水的兩個(gè)應(yīng)用事例及水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,此工藝可在醫(yī)藥行業(yè)進(jìn)行推廣.關(guān)鍵詞中空纖維超濾膜(U F 反滲透(RO 熱原注射用水分類號(hào)TQ085TQ02818華北制藥集團(tuán)公司是我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)的一個(gè)老廠,由于歷史原因公司部分老車間粉針洗瓶水和無(wú)菌原料藥精制用水一直沿用去離子水,根據(jù)我國(guó)GMP 規(guī)定均應(yīng)改用注射用水.19971998年醫(yī)藥行業(yè)GMP 達(dá)標(biāo)驗(yàn)收工作全面開(kāi)展,為迎接驗(yàn)收公司提出改造原有不合格的工藝用水系統(tǒng),要求粉針精洗瓶水和無(wú)菌原料藥精制用水必須達(dá)到藥典注

2、射用水標(biāo)準(zhǔn).我們改造小組考察了國(guó)內(nèi)外許多注射用水制備工藝,重蒸餾法簡(jiǎn)單可行也易達(dá)到藥典標(biāo)準(zhǔn),但重蒸餾工藝運(yùn)行成本高,能源消耗大;用反滲透和中空纖維超濾膜制備無(wú)菌除熱原水在國(guó)外已多有應(yīng)用,此方法一次性投資低,運(yùn)行成本低,節(jié)約能源,美國(guó)和日本藥典已將膜法與重蒸餾并列為生產(chǎn)注射用水的方法,但用此工藝關(guān)鍵設(shè)備的選擇較難,操作維護(hù)也要求較高.經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,我們還是選擇了后者.1中空纖維超濾膜在除熱原裝置上的應(yīng)用技術(shù)工藝選定后,我們決定先在某粉針車間使用一套中空纖維超濾膜除熱原裝置,此粉針生產(chǎn)車間原用去離子水洗瓶,其去離子水水質(zhì)較好,基本符合藥典蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)(水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1,相應(yīng)指標(biāo)按藥典蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)1.

3、我們認(rèn)為去離子水與注射用水最主要的區(qū)別在于是否有熱原,經(jīng)過(guò)多方咨詢及論證,我們提出工藝目標(biāo),即保留原去離子水制備工藝路線及設(shè)備不變,增加超濾膜除熱原裝置及相應(yīng)的配套設(shè)備.具體操作上我們與上海彰華煉水工程公司共同研究,針對(duì)醫(yī)藥工業(yè)的特殊要求,探索出一條可行的工藝流程,如圖1所示.表1粉針車間去離子水水質(zhì)指標(biāo)操作日期電阻率/(M cm p H 氯化物硫酸鹽鈣鹽氨CO 2易氧化物不揮發(fā)物重金屬硝酸鹽1998-05-05 1.37 6.82合格合格合格合格合格合格合格合格合格1998-05-06 1.79 6.27合格合格合格合格合格合格合格合格合格1998-05-07 2.31 6.21合格合格合格

4、合格合格合格合格合格合格1998-05-08 1.83 6.09合格合格合格合格合格合格合格合格合格1998-05-09 2.04 5.99合格合格合格合格合格合格合格合格合格1998-05-101.826.38合格合格合格合格合格合格合格合格合格收稿日期:1998-09-08;修改稿收到日期:1998-11-23第一作者:男,30歲,工程師第19卷第3期膜科學(xué)與技術(shù)Vo1.19No.31999年6月MEMBRAN E SCIENCE AND TECHNOLO GY J un.1999 圖1超濾除熱原工藝流程示意圖11去離子水儲(chǔ)罐;21微過(guò)濾器;31超濾膜;41紫外殺菌機(jī)此套裝置處理能力為10

5、t/h ,系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備中空纖維超濾膜選用美制Romicon HF132-20-PM10膜,膜特性指標(biāo)見(jiàn)表2.超濾膜的作用是除掉水中的細(xì)菌和發(fā)熱性物質(zhì)(熱原,進(jìn)入膜的水通過(guò)膜分成了精制水和濃縮水,精制水成為無(wú)菌除熱原水(相當(dāng)注射用水,并經(jīng)紫外殺菌機(jī)對(duì)水質(zhì)加以保證,濃縮水中含有被膜截留下來(lái)的細(xì)菌、膠體、熱原等,將隨濃縮水被排放掉.經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行和水質(zhì)驗(yàn)證表明,其出水水質(zhì)完全達(dá)到了藥典注射用水標(biāo)準(zhǔn)1,1998年5月510日熱原檢測(cè)結(jié)果列于表3.表2膜特性指標(biāo)膜類型聚砜中空纖維內(nèi)徑/mm 0.5083截留相對(duì)分子質(zhì)量(Da 10000平均孔隙尺寸/m0. 00230.020英寸=0.508mm整

6、套裝置配備7支PM10超濾膜管,膜管前選用衛(wèi)生級(jí)CPVC 配管,膜管后選用316L 不銹鋼配管.裝置另配有藥洗系統(tǒng),定時(shí)清洗,自動(dòng)控制,使用極為方便.設(shè)備一般24h 連續(xù)運(yùn)行,具出水量和出水水質(zhì)與定期用藥劑清洗、再生有密切關(guān)系,若因特表3熱原檢測(cè)結(jié)果操作日期批號(hào)熱原檢測(cè)結(jié)果1998-05-05U F7-3合格1998-05-06U F8-3合格1998-05-07U F9-3合格1998-05-08U F10-3合格1998-05-09U F11-3合格1998-05-10U F12-3合格殊情況停用一段時(shí)間,開(kāi)啟前需選用1.5%的福爾馬林消毒.藥洗及消毒的質(zhì)量對(duì)出水質(zhì)量影響很大.2原料液車間

7、工藝改造上套裝置的成功運(yùn)行,更加增強(qiáng)了我們對(duì)此工藝方法的信心,今年初我們又在另一原料藥車間安裝了一套超濾膜除熱原裝置.此車間原精制用水為去離子水,由于工藝和設(shè)備老化其出水水質(zhì)達(dá)不到去離子水標(biāo)準(zhǔn).為徹底解決問(wèn)題,我們決定不再利用原去離子水,以車間一次水(深井水,水質(zhì)見(jiàn)表4作原水,選用反滲透和超濾相結(jié)合的先進(jìn)工藝制備醫(yī)用除熱原水2.在具體操作方面,由我們和大連化物所合作,針對(duì)原水水質(zhì)和車間用水要求確定出工藝路線,如圖2所示.表4深井水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果(mg/L 色度濁度p H 總固體3總硬度硫酸根氯離子硝酸根錳鐵余氯7.745263711204250.020.023總固體含量為g/g.圖2反滲透和超濾

8、相結(jié)合的工藝流程示意圖11多介質(zhì)過(guò)濾器;21軟化床;31前期超濾;41儲(chǔ)罐;51反滲透裝置;61混床;71除菌超濾第3期尹沛松等:中空纖維超濾膜在華藥制備無(wú)菌除熱原水中的應(yīng)用55此套裝置的前級(jí)處理(包括多介質(zhì)過(guò)濾器、軟化床、前期超濾裝置的作用是除掉原水中的懸浮物和易使后面膜被污染的物質(zhì),除去原水中的鈣鎂離子,前期超濾膜的截留相對(duì)分子質(zhì)量在200000道爾頓,它可使反滲透系統(tǒng)進(jìn)水SDI 小于1.0,延長(zhǎng)反滲透系統(tǒng)的使用壽命;反滲透和混床的作用是除掉水中離子型物質(zhì),出水為去離子水,反滲透的脫鹽率達(dá)到98%以上,回收率達(dá)75%左右,混床進(jìn)一步去除水中的無(wú)機(jī)鹽,使出水電阻率達(dá)到3.0M cm 以上;后

9、級(jí)超濾膜的作用同前述應(yīng)用,出水為無(wú)菌除熱原水(相當(dāng)注射用水.整套裝置產(chǎn)水量為5t/h ,關(guān)鍵設(shè)備反滲透選用美制DOW Filmtech 卷式膜;前級(jí)超濾和后級(jí)除熱原超濾選用大連化物所BS 中空纖維超濾膜,此膜管以聚砜為材料,采用干噴-濕紡法紡制而成,外徑1.0mm ,內(nèi)徑0.7mm ,截留相對(duì)分子質(zhì)量在800012000道爾頓,系統(tǒng)同樣采用自動(dòng)清洗,整套系統(tǒng)安裝后運(yùn)行穩(wěn)定.經(jīng)驗(yàn)證明,出水水質(zhì)同樣完全符合藥典注射用水標(biāo)準(zhǔn)1,具體水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表5.每噸成品水的制造成本在10元左右.表5水質(zhì)指標(biāo)表操作日期p H 值電阻率/(M cm 熱原6.475.1合格3結(jié)束語(yǔ)1用中空纖維超濾膜可以達(dá)到除菌和除熱原

10、的目的,出水水質(zhì)完全符合注射用水標(biāo)準(zhǔn),在醫(yī)藥行業(yè)有很大的推廣前景.2用此工藝,設(shè)備投資比相當(dāng)規(guī)模的重蒸餾設(shè)備便宜20%30%.且制備無(wú)菌除熱原水成本低,與其它用重蒸餾工藝制備注射用水的車間相比較,此成本只有他們的1/3,同時(shí)大大節(jié)約能源,在生產(chǎn)中具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益.3系統(tǒng)均采用自動(dòng)控制,操作簡(jiǎn)便,但要求操作工人素質(zhì)較高,尤其對(duì)反滲透和超濾裝置的進(jìn)口壓力控制,清洗及藥洗的操作,系統(tǒng)停車時(shí)的保養(yǎng),重開(kāi)車時(shí)的消毒等幾項(xiàng)需制定嚴(yán)格的操作規(guī)程,否則將使系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備受損.4水質(zhì)檢測(cè)要及時(shí)準(zhǔn)確,每一操作單元后都要有取樣檢測(cè)點(diǎn),這樣才能保證下一步出水質(zhì)量,也不至于使后面的設(shè)備受到損害.膜的出水量也是操作的主

11、要指標(biāo),進(jìn)水量、進(jìn)水壓、出水壓、SDI 、水溫、濃縮比等均會(huì)直接影響出水量,出水量還可反映膜是否堵塞和污染,所以操作者必須精心注意出水量.5我國(guó)藥典還未明確可以用反滲透和超濾制備注射用水,故本文稱之為醫(yī)用無(wú)菌除熱原水.參考文獻(xiàn)1中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥典委員會(huì)編.中華人民共和國(guó)藥典:二部.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1995.425業(yè)出版社,1992.139Application of hollow f iber ultraf iltration membrane to preparationof sterilized pyrogen -free w ater in NCPCYi n Peisong ,Tian Feng(North China Pharmaceutical Co.Ltd.,Shijiazhuang 050015Abstract Two examples and the test results of sterilized pyrogen -free water prepared by exchange resin and hollow fiber ultrafiltration membrane process in NCPC were introduced.It sh