制水設(shè)備與滅菌設(shè)備

1、制藥工藝用水制藥工藝用水 工藝用水工藝用水是藥品生產(chǎn)工藝中使用的水，其中包括飲飲用水、純化水和注射用水。用水、純化水和注射用水。 純化水：純化水：為源水經(jīng)采用離子交換法、反滲透法、蒸為源水經(jīng)采用離子交換法、反滲透法、蒸餾法或其他適宜的方法制得供藥用的水，不含任何附加餾法或其他適宜的方法制得供藥用的水，不含任何附加劑。劑。 注射用水：注射用水：為純化水經(jīng)為純化水經(jīng)蒸餾蒸餾所得的水。應(yīng)符合細(xì)菌內(nèi)所得的水。應(yīng)符合細(xì)菌內(nèi)毒素試驗(yàn)要求。注射用水必須在防止內(nèi)毒素產(chǎn)生的設(shè)計(jì)毒素試驗(yàn)要求。注射用水必須在防止內(nèi)毒素產(chǎn)生的設(shè)計(jì)條件下生產(chǎn)、貯藏和分類。條件下生產(chǎn)、貯藏和分類。 純化水純化水 與與 注射用水注射用水

2、的區(qū)別的區(qū)別 ; ; 1. 1. 水質(zhì)水質(zhì) 2.2.制備工藝制備工藝 對(duì)工藝用水的水質(zhì)要定期檢查。一般，飲對(duì)工藝用水的水質(zhì)要定期檢查。一般，飲用水每月檢查部分項(xiàng)目一次，純化水每用水每月檢查部分項(xiàng)目一次，純化水每2h2h在制在制水工序抽樣檢查部分項(xiàng)目一次，注射用水至少水工序抽樣檢查部分項(xiàng)目一次，注射用水至少每周全面檢查一次。每周全面檢查一次。 工藝用水的水質(zhì)要求和用途見下表。工藝用水的水質(zhì)要求和用途見下表。水質(zhì)類別水質(zhì)類別 用用 途途水質(zhì)要求水質(zhì)要求飲用水1.口服制劑瓶子初洗2.制備純化水的水源3.中藥材、飲片清洗、浸潤(rùn)、提取用水 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB574985純化水去離子水1.口服制劑配料、洗

3、瓶2.注射劑、無菌沖洗劑瓶子的初洗3.非無菌原料藥精制4.制備注射用水的水源參照中國(guó)藥典電阻率0.5m蒸餾水1.溶媒2.口服制劑、外用藥配料3.非無菌原料藥精制4.制備注射用水的水源符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)注射用水 1.注射劑、無菌沖洗劑配料2.注射劑、無菌沖洗劑洗瓶（經(jīng)0.45m濾膜過濾后使用）3.無菌原料藥精制符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)1. 純化水工藝流程純化水工藝流程（1）原水原水 - 預(yù)處理- 陽(yáng)離子交換- 陰離子交換-混床-純化水純化水（2）原水原水-預(yù)處理-電滲析-陽(yáng)柱-陰柱-混床-純化水純化水（3）原水原水-預(yù)處理-弱酸床-反滲透- 陽(yáng)柱-陰柱-混床-純化水純化水（4）原水原水-預(yù)處理-弱酸床-反

4、滲透-脫氣- 混床- 純化水純化水 流程流程(1)：為全離子交換法，用于符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的原水，常用于原水含鹽量500mgL?；齑彩顷帯㈥?yáng)=2:1混合，起再一次凈化作用。 1.轉(zhuǎn)子流量；轉(zhuǎn)子流量； 2.真空泵；真空泵； 3.貯水箱；貯水箱； 4.過濾器；過濾器； 5.酸液罐；酸液罐； 6.堿液罐；堿液罐； 7.陽(yáng)柱；陽(yáng)柱； 8.陰柱；陰柱； 9.混合柱；混合柱； 10.再生柱再生柱 流程（流程（2 2）：常用于原水含鹽量大于500mgL，增加電滲析，可減少樹脂頻繁再生，能去除7585的離子，減輕離子交換負(fù)擔(dān)，使樹脂制水周期延長(zhǎng)，減少再生時(shí)酸、堿和排污用量。 流程（流程（3 3）：）：以反滲透代替

5、流程(2)的電滲析。反滲透能除去 8590的鹽類，脫鹽率高于電滲析；此外，反滲透還具有除菌、去熱原、降低COD作用；但其投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。 流程（流程（4 4）：）：以反滲透直接作為混床的前處理，此時(shí)為了減輕混床再生時(shí)堿液用量，在混床前設(shè)置脫氣塔，以脫去水中的CO2。2. 純化水設(shè)備純化水設(shè)備 （1）離子交換柱）離子交換柱 結(jié)構(gòu)示意圖4-72產(chǎn)水量 5m3/h以下常用有機(jī)玻璃制造，其柱高與柱徑之比為510。 產(chǎn)水量較大時(shí)，材質(zhì)多為鋼襯膠或復(fù)合玻璃鋼的有機(jī)玻璃，其高徑比為2-5。 樹脂層高度約占圓筒高度的60。 上排污口工作期用以排空氣，在再生和反洗時(shí)用以排污。 下排污口在工作前用以通入壓縮空

6、氣使樹脂松動(dòng)，正洗時(shí)用以排污 。1.進(jìn)水口；2.上排污口；3.上布水器；4.樹脂進(jìn)料口； 5.樹脂放出口；6.下布水器；7.下排污口；8.出水口離子交換柱工作原理離子交換柱工作原理 陽(yáng)、陰離子交換柱的運(yùn)行操作，可分四個(gè)步驟；制水、反洗、再生、正洗。 原水由上部進(jìn)入粒子層，經(jīng)與樹脂粒子充分接觸，將水中的陽(yáng)離子和樹脂上的H+離子進(jìn)行交換，并結(jié)合成無機(jī)酸，其原理如下。交換后的水呈酸性。 當(dāng)水進(jìn)入陰離子交換柱時(shí)，利用樹脂去除水中的陰離子生成水，其反應(yīng)如下。 混合離子交換柱混合離子交換柱中是陰、陽(yáng)離子樹脂按照2:1的比例混合放置的，其作用是將水質(zhì)再一次凈化。 再生柱再生柱是配合混合柱使用的。再生過程再生

7、過程 n當(dāng)樹脂交換平衡時(shí)，就會(huì)失去置換能力，則需停止生產(chǎn)而當(dāng)樹脂交換平衡時(shí)，就會(huì)失去置換能力，則需停止生產(chǎn)而進(jìn)行樹脂活化再生。進(jìn)行樹脂活化再生。n陽(yáng)離子樹脂需用陽(yáng)離子樹脂需用5的鹽酸溶液再生，陰離子樹脂則用的鹽酸溶液再生，陰離子樹脂則用5氫氧化鈉再生。氫氧化鈉再生。n混合床的再生混合床的再生時(shí)，因?yàn)殛?、?yáng)離子樹脂再生所用藥品不同，時(shí)，因?yàn)殛?、?yáng)離子樹脂再生所用藥品不同，再生前需于柱底逆流給水，利用陰、陽(yáng)離子樹脂的密度差，再生前需于柱底逆流給水，利用陰、陽(yáng)離子樹脂的密度差，使其分層。使其分層。n再將上層的陽(yáng)離子樹脂引入再生柱，兩種樹脂分別于兩個(gè)再將上層的陽(yáng)離子樹脂引入再生柱，兩種樹脂分別于兩個(gè)容

8、器中再生。容器中再生。n其后將陽(yáng)離子樹脂抽入混合柱內(nèi)，柱內(nèi)加水超過樹脂面，其后將陽(yáng)離子樹脂抽入混合柱內(nèi)，柱內(nèi)加水超過樹脂面，由下部通入壓縮空氣進(jìn)行混入。由下部通入壓縮空氣進(jìn)行混入。錄像（2）電滲析器）電滲析器 n原理：原理：在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜對(duì)溶液中在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜對(duì)溶液中離子的選擇透過性，使溶液中陰、陽(yáng)離子發(fā)生離子遷移，離子的選擇透過性，使溶液中陰、陽(yáng)離子發(fā)生離子遷移，分別通過陰、陽(yáng)離子交換膜而達(dá)到除鹽或濃縮的目的。分別通過陰、陽(yáng)離子交換膜而達(dá)到除鹽或濃縮的目的。n離子交換膜可分為均相膜、半均相膜、導(dǎo)相膜離子交換膜可分為均相膜、半均相膜、導(dǎo)相膜3 3種。

9、純水種。純水用膜都用導(dǎo)相膜，它是將離子交換樹脂粉末與尼龍網(wǎng)在一用膜都用導(dǎo)相膜，它是將離子交換樹脂粉末與尼龍網(wǎng)在一起熱壓，固定在聚乙烯膜上。起熱壓，固定在聚乙烯膜上。 n陽(yáng)膜是聚乙烯苯乙烯磺酸型，陰膜是聚乙烯苯乙烯季胺型，陽(yáng)膜是聚乙烯苯乙烯磺酸型，陰膜是聚乙烯苯乙烯季胺型，陽(yáng)膜只允許通陽(yáng)離子，陰膜只允許通過陰離子。膜厚陽(yáng)膜只允許通陽(yáng)離子，陰膜只允許通過陰離子。膜厚 0.5mm0.5mm。n由于電滲析器是由多層隔室組成，淡化室中陰、陽(yáng)離子遷由于電滲析器是由多層隔室組成，淡化室中陰、陽(yáng)離子遷移到相鄰的淡室，達(dá)到除鹽淡化目的。移到相鄰的淡室，達(dá)到除鹽淡化目的。電滲析器原理見下圖電滲析器原理見下圖 1.

10、陽(yáng)極；2.極室；3.陽(yáng)膜；4.濃室；5.陰膜；6.淡室；7.陰極 濃室中離子在電場(chǎng)作用下被滯留于濃室中。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：n由于陽(yáng)極的極室中有初生態(tài)氯產(chǎn)生，對(duì)陰膜有毒害作用，故由于陽(yáng)極的極室中有初生態(tài)氯產(chǎn)生，對(duì)陰膜有毒害作用，故貼近電極的第一張膜宜用陽(yáng)膜，因?yàn)殛?yáng)膜價(jià)格較低且耐用。貼近電極的第一張膜宜用陽(yáng)膜，因?yàn)殛?yáng)膜價(jià)格較低且耐用。n因在陰極的極室及陰膜的濃室側(cè)易有沉淀，故電滲析每運(yùn)行因在陰極的極室及陰膜的濃室側(cè)易有沉淀，故電滲析每運(yùn)行48h，需倒換電極，此時(shí)原濃室變?yōu)榈?，逐漸升到工作，需倒換電極，此時(shí)原濃室變?yōu)榈?，逐漸升到工作電壓，以防離子迅速轉(zhuǎn)移使膜生垢。電壓，以防離子迅速轉(zhuǎn)移使膜生垢

11、。n電滲析器的組裝方式是用電滲析器的組裝方式是用“級(jí)級(jí)”和和“段段”表示，表示，一對(duì)一對(duì)電極為電極為一級(jí)一級(jí)，水流方向相同的若干隔室為，水流方向相同的若干隔室為一段一段。增加段數(shù)可增加流。增加段數(shù)可增加流程長(zhǎng)度，所得水質(zhì)較高。程長(zhǎng)度，所得水質(zhì)較高。n極數(shù)和段數(shù)的組合由產(chǎn)水量及水質(zhì)確定。極數(shù)和段數(shù)的組合由產(chǎn)水量及水質(zhì)確定。 反 滲透技術(shù)是依靠大于滲透的壓力作用，通過膜的毛細(xì)管作用完成過濾過程的。 反滲透技術(shù)處理工藝包括三個(gè)部分：前處理工藝，膜組件連接工藝和處理工藝。 前處理工藝以稱預(yù)處理工藝：其目的是改善被處理水的水質(zhì)、防止水中污染物對(duì)膜造成污染，延長(zhǎng)膜的使用壽命，使運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用降低。（3）反）反

12、滲透技術(shù)滲透技術(shù) 組件連接方式：常分為一級(jí)及多級(jí)連接，（多為一級(jí)多段），所謂一級(jí)是指進(jìn)料經(jīng)過一次加壓進(jìn)行膜分離，二級(jí)分離須經(jīng)二次加壓進(jìn)行膜分離。 后處理工藝：膜透過水又稱淡水，即加壓透過反滲透膜的出水，由于膜不可能100%的截留所有的無機(jī)物和有機(jī)物，因此透過必然還有一些離子和氣體，如Na、+HCO3、CO2等，如用于高純水還應(yīng)進(jìn)一步采用離子交換，脫氣塔等工藝作為透過水的后處理。 反滲透法以脫鹽率高，可同時(shí)除去細(xì)菌，內(nèi)毒素及其它有機(jī)質(zhì)且運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于海水或苦咸水的淡化，飲用水和制藥工業(yè)純水化的制備。（3）反）反 滲透技術(shù)滲透技術(shù)（3）反滲透裝置）反滲透裝置 n反滲透是用一定的大于滲透

13、壓的壓力，使鹽水經(jīng)過反滲透器，其中純水透過反滲透膜，同時(shí)鹽水得到濃縮，因?yàn)樗妥匀粷B透相反，故稱反滲透 （RO）。 n原理圖示 反滲透膜反滲透膜n反滲透膜的孔徑較小，一般0.11.0nm。膜材料多為醋酸纖維素（CA）或三醋酸纖維素等。n反滲透膜組件有螺旋卷式和中空纖維式。n螺旋卷式是在兩層反滲透膜中間加入一層多孔支撐材料用以通過淡化水，密封二層膜的三個(gè)邊緣，使鹽水與通過膜的淡水隔開，再于膜下鋪一層隔網(wǎng)（用以通過鹽水）。n然后沿著鉆有孔眼的中心管卷繞依次疊好的多層材料，就形成一個(gè)卷式反滲透膜元件。n如圖 所示。 螺旋卷式反滲透膜螺旋卷式反滲透膜中空纖維式反滲透中空纖維式反滲透n中空纖維式反滲透組

14、件是由數(shù)萬至數(shù)十萬根中空纖維，其端部由樹脂固接的封頭組成。n用于純化水制備時(shí)，高壓鹽水流過纖維外壁，而純化水由纖維中心流出。l.中空纖維；2.外殼；3.原水分布管；4.密封隔圈；5.端板；6.多孔支撐板；7.環(huán)氧樹脂管板；8.中空纖維端部示意；9.隔網(wǎng)反滲透特點(diǎn)：反滲透特點(diǎn)：n中空纖維反滲透膜組件與卷式組件相比，具有單位體積內(nèi)膜面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力較低，不會(huì)受污染等優(yōu)點(diǎn)，但組件價(jià)格較高。n反滲透運(yùn)行時(shí)，水和鹽的滲透系數(shù)都隨溫度的升高而加大，溫度過高，將會(huì)增加膜的壓實(shí)作用或引起膜的水解，故宜在2030條件下運(yùn)行。n透水量隨壓力的升高而加大，應(yīng)根據(jù)鹽類的含量、膜的透水性能及水的回收率來確定操

15、作壓力，一般1.53MPa。n膜表面的鹽濃度較高，以至同原液間產(chǎn)生濃差極化，阻力增加，透水量下降，甚至引起鹽在膜表面沉淀。為此，需要提高進(jìn)液流速，保持湍流狀態(tài)湍流狀態(tài)。3. 3. 注射用水制備注射用水制備注射用水可用蒸餾水機(jī)或反滲透法制備，其流程如下。注射用水可用蒸餾水機(jī)或反滲透法制備，其流程如下。 純化水純化水蒸餾水機(jī)蒸餾水機(jī)微孔濾膜微孔濾膜注射用水貯存注射用水貯存 自來水自來水預(yù)處理預(yù)處理弱酸床弱酸床反滲透反滲透脫氣脫氣混混床床紫外線殺菌紫外線殺菌超濾超濾微孔濾膜微孔濾膜注射用水。注射用水。流程流程是純化水經(jīng)蒸餾所得的注射用水，各國(guó)藥典均收載。注射用水的儲(chǔ)存可采用80以上保溫、65以上保溫

16、循環(huán)或4以下存放。保溫循環(huán)時(shí)，用泵將注射用水送經(jīng)各用水點(diǎn)，剩余的回至貯罐。若有些品種不能用高溫水，在用水點(diǎn)可冷卻降溫。 流程流程是用反滲透加離子交換法制成高純水，再經(jīng)紫外線殺菌和用超濾去除熱原，經(jīng)微孔濾膜濾除微粒得注射用水。 此操作費(fèi)用較低，但受膜技術(shù)水平的影響。 我國(guó)尚未廣泛用于針劑配液，可用于針劑洗瓶或動(dòng)物注射劑。 美國(guó)藥典已收載反滲透制備注射用水方法。3. 3. 注射用水制備注射用水制備4.注射用水設(shè)備注射用水設(shè)備 蒸餾水機(jī)可分為多效蒸餾水機(jī)和壓汽式，其中多效蒸餾水機(jī)又可分為列管式、盤管式和板式3種型式。 （1）列管式多效蒸餾水機(jī)）列管式多效蒸餾水機(jī)是采用列管式的多效蒸發(fā)制取蒸餾水的設(shè)備

17、。 蒸發(fā)器蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)有降膜式蒸發(fā)器、外循環(huán)長(zhǎng)管蒸發(fā)器及內(nèi)循環(huán)短管蒸發(fā)器。 蒸發(fā)器型式如下圖。（a）Finn一Aqua系列； （b）Stilmas系列；1.進(jìn)料水；2.加熱蒸汽；3.冷凝水；4.排放水；5.純蒸汽 FinnAqua系列，在我國(guó)采用較多。內(nèi)部為傳熱管束與管板、殼體組成的降膜式列管蒸發(fā)器。蒸發(fā)器內(nèi)還有發(fā)夾形換熱器，用以預(yù)熱加料水。Stilmas系列，是降膜蒸發(fā)器，具有傳熱系數(shù)大、設(shè)備緊湊等優(yōu)點(diǎn)，分離器置于下部，并有絲網(wǎng)除沫器。此種型式管長(zhǎng)較短。 （c）Barnstead系列； （d）Olsa系列1.進(jìn)料水；2.加熱蒸汽；3.冷凝水；4.排放水；5.純蒸汽Barnstead系列系列采

18、用外循環(huán)長(zhǎng)管蒸發(fā)器，具有拆裝清洗方便、加工精細(xì)等優(yōu)點(diǎn)，但傳熱系數(shù)較小，設(shè)備較大。 Olsa系列系列采用短管內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器，具有設(shè)備管路少、外觀整齊等優(yōu)點(diǎn)，但傳熱系數(shù)小，起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。列管式四效蒸餾水機(jī)流程列管式四效蒸餾水機(jī)流程 進(jìn)料水經(jīng)過冷凝器5蒸發(fā)器4、3、2到達(dá)蒸發(fā)器1時(shí)，進(jìn)料水溫度為142，加熱蒸汽165，30%進(jìn)料水被蒸發(fā)成純蒸汽，作為熱源進(jìn)入蒸發(fā)器2，其余進(jìn)料水也進(jìn)入蒸發(fā)器2。 在蒸發(fā)器2中純蒸汽冷凝為蒸餾水，產(chǎn)生純蒸汽130，再作熱源進(jìn)入蒸發(fā)器了，依次類推。 蒸餾水出口溫度為97 991，2，3，4.蒸發(fā)器；蒸發(fā)器；5.冷凝器冷凝器1651421411301309799（2）塔式（盤

19、管式）多效蒸餾水機(jī)）塔式（盤管式）多效蒸餾水機(jī) n塔式（盤管式）多效蒸餾水機(jī)系采用盤管式多效蒸發(fā)來制取蒸餾水的設(shè)備。n此種蒸發(fā)器是屬于蛇管降膜蒸發(fā)器，蒸發(fā)傳熱面是蛇管結(jié)構(gòu)，蛇管上方設(shè)有進(jìn)料水分布器，將料水均勻地分布到蛇管的外表。蛇管降膜蒸發(fā)器原理蛇管降膜蒸發(fā)器原理n進(jìn)料水經(jīng)進(jìn)料水分布器，均勻地分布到蛇管上，蛇管內(nèi)通入熱蒸汽，將進(jìn)料水部分蒸發(fā)，剩余的水流至器底排出。n二次蒸汽經(jīng)絲網(wǎng)除沫，將外來進(jìn)料水預(yù)熱，出蒸發(fā)器，作為下一效的加熱蒸汽。盤管多效蒸餾水器盤管多效蒸餾水器由鍋爐來的蒸汽進(jìn)入第一效蛇管內(nèi)，冷凝水排出。第一效產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)人第二效蛇管作為熱源。至第N效。二次蒸汽的冷凝水匯流到蒸餾水貯罐

20、，蒸餾水溫度 9598。第一效第二效第N效冷凝器具有傳熱系數(shù)大、安裝不需支架、操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。其蒸發(fā)量與蛇管加工精度關(guān)系很大。5.5.制水工藝的設(shè)計(jì)制水工藝的設(shè)計(jì) （1 1）純化水與注射用水管路系統(tǒng)的要求）純化水與注射用水管路系統(tǒng)的要求 n采用低碳不銹鋼，內(nèi)壁拋光并作鈍化處理；n管路采用氬弧焊焊接或用衛(wèi)生夾頭連接；n閥門采用不銹鋼隔膜閥，衛(wèi)生夾頭連接；n管路適度傾斜，以便排除積水；n管路采用串聯(lián)循環(huán)布置，經(jīng)加熱回流入貯罐。閥門盲管段長(zhǎng)度對(duì)加熱系統(tǒng)6d，對(duì)冷卻系統(tǒng)4d,d為管徑；n注射用水回路保持65以上循環(huán)，用水點(diǎn)處冷卻；n系統(tǒng)能用純蒸汽滅菌。n典型的注射用水管道布置的系統(tǒng)圖如下圖所示。 注射用水管道系統(tǒng)圖注射用水管道系統(tǒng)圖典型注射用水系統(tǒng)簡(jiǎn)介典型注射用水系統(tǒng)簡(jiǎn)介n包括純化水貯罐、多效蒸餾水機(jī)、純蒸汽發(fā)生器、注射用水貯罐、注射用水泵 換熱器（一臺(tái)加熱器和一臺(tái)冷卻器）。 我國(guó)我國(guó)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范規(guī)定:n純化水、注射用水的制備、貯存和分配應(yīng)能防止微生物的滋生和污染。n貯存和輸送管道所用材料應(yīng)無毒、耐腐蝕。管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免死角、盲管。n貯罐和管道要規(guī)定清洗、滅菌周期。n注射用水貯罐的通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的