制水設(shè)備課件

第十一章制水設(shè)備

目錄第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備第二節(jié)蒸餾水器全國(guó)高等學(xué)校高職高專藥品類專業(yè)衛(wèi)生部“十一五”規(guī)劃教材《生物制藥設(shè)備》第十一章制水設(shè)備目錄第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備第二節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)【學(xué)習(xí)目的】學(xué)習(xí)注射用水生產(chǎn)設(shè)備及操作技術(shù)，為進(jìn)入制水車間打下技能基礎(chǔ)。【知識(shí)要求】1.了解注射用水和無菌水的概念；2.熟悉注射用水生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理；3.掌握二級(jí)反滲透、三效蒸餾水器的結(jié)構(gòu)和工作原理?！灸芰σ蟆?.學(xué)會(huì)絮凝、電滲析、反滲透、三效蒸餾器等設(shè)備的操作技術(shù)；2.熟練應(yīng)用二級(jí)反滲透裝置和三效蒸餾器的操作技術(shù)制備注射用水。學(xué)習(xí)目標(biāo)【學(xué)習(xí)目的】制藥用原水：生活用自來水。制藥工藝用水：容器洗滌、藥液配制等用水。制藥工藝用水飲用水純化水注射用水原水

飲用水

凈化水注射用水制藥用原水：生活用自來水。制藥工藝用水：容器洗滌、藥液配制等第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備一、原水預(yù)處理設(shè)備

生活用自來水含有一定量的懸浮物、微生物、膠體、溶解氣體、有機(jī)化合物、無機(jī)化合物、金屬離子及其他雜質(zhì)。絮凝機(jī)械過濾（一）絮凝沉降法1.絮凝原理

通過化學(xué)反應(yīng)，使原水中重金屬離子生成的重金屬化合物沉淀，經(jīng)過濾除去沉淀物的過程?；瘜W(xué)絮凝法第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備一、原水預(yù)處理設(shè)備

在原水中加入大量陽離子或高分子聚合物，在中和了懸浮物或膠體物質(zhì)表面所帶的負(fù)電荷后，使得顆?；蚰z體相互聚集聯(lián)結(jié)形成粗大的絮狀團(tuán)?；驁F(tuán)塊，并從懸浮體系中沉降下來的過程。物理絮凝法2.常用絮凝劑（1）無機(jī)絮凝劑：（2）高分子絮凝劑

能夠使水體中的帶電顆粒產(chǎn)生靜電引力，并相互架橋、凝聚，絮凝形成可沉降的或可過濾的絮凝物。

高分子絮凝劑是含有大量活性基團(tuán)的高分子有機(jī)化合物。聚合氯化鋁在原水中加入大量陽離子或高分子聚合物，在中有機(jī)合成絮凝劑：淤泥少，沉降速度快，水質(zhì)好，成本低。有機(jī)合成絮凝劑天然高分子化合物絮凝劑天然高分子絮凝劑：有多糖類、甲殼素類及微生物絮凝劑等。機(jī)械過濾系統(tǒng)由多介質(zhì)過濾器、活性碳過濾器、除鐵過濾器等設(shè)備組成。1.機(jī)械過濾器的結(jié)構(gòu)

機(jī)械過濾器也稱為壓力式過濾器，由殼體、分布器、承重板、出水管、反沖洗進(jìn)水管、反沖洗出水管、過濾介質(zhì)等部件構(gòu)成。

殼體內(nèi)用承重板分隔為上下兩層，上層填料為無煙煤或錳砂，下層填料為精制石英砂。有機(jī)合成絮凝劑：淤泥少，沉降速度快，水質(zhì)好，成本低。有機(jī)合機(jī)械過濾器及結(jié)構(gòu)機(jī)械過濾器及結(jié)構(gòu)常用過濾介質(zhì)果椰活性碳錳砂無煙煤石英砂常用過濾介質(zhì)果椰活性碳錳砂無煙煤石英砂2.常見的機(jī)械過濾器水處理機(jī)械過濾器結(jié)構(gòu)大同小異，主要有三種類型石英砂過濾器除鐵錳過濾器活性碳過濾器截留懸浮微粒、膠體、泥沙和鐵銹

去除鐵、錳及多種有害金屬吸附有機(jī)化合物、氯離子和重金屬離子

2.常見的機(jī)械過濾器水處理機(jī)械過濾器結(jié)構(gòu)大同小異，主要有三種

除鐵除錳過濾器活性碳過濾器除鐵除錳過濾器3.精密過濾器

精密過濾器是一圓筒形過濾器，主要部件有金屬殼體、濾芯。其中，金屬殼體的外觀結(jié)構(gòu)可分為卡箍式、法蘭式、吊環(huán)式等多種形式。

過濾器過濾濾芯過濾器3.精密過濾器精密過濾器是一圓筒形過濾器，主要部精密過濾器的濾芯精密過濾器結(jié)構(gòu)折疊濾芯及結(jié)構(gòu)精密過濾器的濾芯精密過濾器結(jié)構(gòu)折疊濾芯及結(jié)構(gòu)

精密過濾器的濾芯有陶瓷濾芯、聚丙烯（PP）纖維熔噴濾芯、線繞濾芯、折疊式微孔濾芯、鈦合金過濾棒等。

在制水生產(chǎn)時(shí)，精密過濾器用于攔截從活性碳過濾器脫落下來的碳顆粒。PP噴熔濾芯陶瓷濾芯濾芯內(nèi)管濾芯結(jié)構(gòu)精密過濾器的濾芯有陶瓷濾芯、聚丙烯（PP）纖維二、純化水生產(chǎn)設(shè)備制純化水的設(shè)備有蒸餾器、電滲析儀、二級(jí)反滲透和離子交換柱等。（一）電滲析儀

電滲析器由整流器、直流電極、離子膜、隔板、貯槽等部件組成。離子交換膜具有選擇性透過的功能，陽離子膜只能透過陽離子，陰離子膜只能透過陰離子。

在直流電場(chǎng)中，原水中的陰、陽離子分別穿過陰、陽離子交換膜進(jìn)入兩側(cè)的倉室，從而降低了原水的鹽濃度成為淡水，兩側(cè)倉室的鹽濃度增加而成濃鹽水。

二、純化水生產(chǎn)設(shè)備制純化水的設(shè)備有蒸餾器、電滲析儀、二級(jí)反電滲析儀工作過程

在安裝電滲析儀時(shí)，第一張和最后一張均為陽離子交換膜，其余按照陰膜—隔板—陽膜—隔板的順序安裝即可。電滲析儀工作過程在安裝電滲析儀時(shí)，第一張和最后（二）二級(jí)反滲透設(shè)備

在高于溶液滲透壓的作用下，反滲透膜只能通過水分子而不能透過金屬離子，從而達(dá)到脫鹽的目的。

1.反滲透膜組件（1）螺旋卷式工作過程（二）二級(jí)反滲透設(shè)備在高于溶液滲透壓的作用下，

（2）中空纖維管式中空纖維管式反滲透膜裝置

反滲透膜組件有板框式、管式、螺旋卷式等類型，其中用得最多的是中空纖維管式反滲透裝置。（2）中空纖維管式中空纖維管式反滲透膜裝置反滲透膜結(jié)構(gòu)

按膜材料化學(xué)組成，可分為纖維素膜和非纖維素膜，膜材料物理結(jié)構(gòu)，可分為非對(duì)稱膜和復(fù)合膜。其孔結(jié)構(gòu)隨深度而變化的膜，稱為各向異性膜，又稱非對(duì)稱膜

醋酸纖維素膜分為表皮層和支撐層?？偤穸龋砥拥暮穸?，微孔直徑大約為，支撐層的小孔孔徑很大，約有幾千埃。

反滲透膜結(jié)構(gòu)按膜材料化學(xué)組成，可分為纖維素膜和2.二級(jí)反滲透制水工藝

二級(jí)反滲透制水工藝流程是，原水通過增壓泵輸送到雙層石英砂過濾器、天然錳砂過濾器、活性碳過濾器、鈉離子型軟化器預(yù)處理后，再送入一級(jí)反滲透主機(jī)、二級(jí)反滲透主機(jī)進(jìn)行反滲透處理，所得反滲透水經(jīng)紫外線殺菌，精密過濾器過濾后送入貯存罐貯存。2.二級(jí)反滲透制水工藝二級(jí)反滲透制水工藝流程是制水設(shè)備課件一級(jí)反滲透所制得的水電導(dǎo)率在之間。二級(jí)反滲透制得的水，電導(dǎo)率≤，一般為。

從二級(jí)反滲透裝置出來的水經(jīng)紫外線殺菌器殺菌，是防止純水中有活的微生物存在，有的工藝流程還在紫外線殺菌器后設(shè)計(jì)了臭氧滅菌器，旨在對(duì)純化水進(jìn)行二次滅菌，以保證純化水的潔凈度。一級(jí)反滲透所制得的水電導(dǎo)率在（三）離子交換制純化水工藝流程

機(jī)械過濾可以降低水中的陰陽離子濃度，但金屬陽離子和非金屬陰離子含量仍超標(biāo)，工業(yè)上常采用離子交換法進(jìn)一步脫鹽，將這部分離子去除，其工藝流程如圖7-6所示，所得純水離子濃度很低，電導(dǎo)率可達(dá)以上，稱為去離子水。（三）離子交換制純化水工藝流程機(jī)械過濾可以降低第二節(jié)蒸餾水器

注射用水的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)是每毫升中含內(nèi)毒素量不得超過0.5EU。熱原是細(xì)菌內(nèi)毒素，由蛋白質(zhì)與磷脂多糖組成的高分子復(fù)合物。熱源體積微小，具有耐熱性，水溶性、不揮發(fā)性、不顯電性等特征。

除去純化水的微生物和熱原，需要采用特殊設(shè)計(jì)的蒸餾器進(jìn)行蒸餾。一、單級(jí)塔式蒸餾水器

單級(jí)塔式蒸餾水器由蒸發(fā)鍋、蛇管換熱器、隔沫裝置、廢氣排出器和冷凝器等部件組成。第二節(jié)蒸餾水器注射用水的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)塔式蒸餾水器結(jié)構(gòu)塔式蒸餾水器結(jié)構(gòu)操作規(guī)程

先開啟水汽分離器，再開啟蒸汽閥門，待放出純蒸汽后關(guān)閉水汽分離器的下部閥門。注意控制蒸發(fā)鍋中的壓力，以免有液滴進(jìn)入冷凝器污染蒸餾水。

日常維護(hù)

在蒸餾水的生產(chǎn)過程中，要做到定時(shí)取樣檢查水質(zhì)，確保水質(zhì)量，要定期將水汽分離器、補(bǔ)水器、廢氣排出器的管路和蒸發(fā)鍋里的殘留污水和雜質(zhì)清洗排除干凈，否則會(huì)增加能耗，且有發(fā)生事故的危險(xiǎn)。操作規(guī)程先開啟水汽分離器，再開啟蒸汽閥門，待放出純二、多效蒸餾水器

多效蒸餾水機(jī)由蒸餾塔、冷凝器、高壓水泵、控制中心等組成。蒸餾塔和冷凝器構(gòu)成單效蒸餾器，多個(gè)單效蒸餾器組合成多效蒸餾水器。（一）單元蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)

多效蒸餾水器的單元蒸發(fā)器由塔體、加熱器、水分布器、蒸發(fā)室和汽液分離器等部件組成。二、多效蒸餾水器多效蒸餾水機(jī)由蒸餾塔、冷凝器、1.加熱器有發(fā)夾式和蛇管式兩種結(jié)構(gòu)，起加熱進(jìn)料水的作用。2.蒸發(fā)室

蒸發(fā)室由加熱器、密封殼體組成。蒸發(fā)方式有降膜蒸發(fā)與沸騰蒸發(fā)，蒸發(fā)器可分為列管式、蛇管式和板式三種。列管式蒸發(fā)器屬于降膜式蒸發(fā)器，蛇管式蒸發(fā)器為沸騰式蒸發(fā)器。3.汽液分離器

單元蒸發(fā)器的汽液分離器用來分離蒸汽中的液滴，以除去液滴中的內(nèi)毒素和熱原等雜質(zhì)。旋風(fēng)離心分離器、絲網(wǎng)除沫器、導(dǎo)流板撞擊式分離器等。1.加熱器有發(fā)夾式和蛇管式兩種結(jié)構(gòu)，起加熱進(jìn)料水的作用。2同時(shí)采用重力分離、螺旋分離和導(dǎo)流板撞擊分離的技術(shù)。

（1）重力分離：蒸發(fā)器列管中高速流出的汽流經(jīng)閃蒸室后，其速度將降低到一定的值，汽流經(jīng)轉(zhuǎn)向向上流動(dòng)，因重力作用，部分液滴從汽流中沉降下來。

（2）離心分離：

當(dāng)汽流經(jīng)過分離器時(shí)將完成一系列的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力是重力的2500倍左右，可將汽流中的液滴分離出去，達(dá)到理想的分離效果。三分離技術(shù)

（3）導(dǎo)流板撞擊分離：當(dāng)帶有液滴的汽流通過通道時(shí)，液滴會(huì)和擋板發(fā)生碰撞并殘留在上面，最后以液膜的形式經(jīng)排液管排走。同時(shí)采用重力分離、螺旋分離和導(dǎo)流板撞擊分離的技術(shù)。

（4）絲網(wǎng)除沫：利用慣性碰撞、氣體吸附、截留作用以及靜電吸附來實(shí)現(xiàn)起液分離。對(duì)于5μm以上的液滴，絲網(wǎng)除沫器的分離效率在98％以上。4.塔體

單元蒸發(fā)器的塔體呈圓筒形，分為上下兩段。上段是進(jìn)水預(yù)熱室，下段是蒸發(fā)室。塔體內(nèi)壁與蒸發(fā)室外壁之間的螺旋板構(gòu)成了由下向上的螺旋通道。

將加熱器、汽液分離器、蒸發(fā)室筒體、蒸餾塔體用脹管工藝組裝在端板上，連接上蒸餾水冷卻器，即構(gòu)成多效蒸餾水器的單元蒸發(fā)器。（4）絲網(wǎng)除沫：利用慣性碰撞、氣體吸附、截留作用（二）垂直串接式多效蒸餾水器

垂直串接多效蒸餾水器又稱為塔式多效蒸餾水器，加熱器為沉浸式蛇管，采用沸騰蒸發(fā)方式，其主要部件有分布器、汽液分離器等。（二）垂直串接式多效蒸餾水器垂直串接多效蒸餾水器

純化水在第一效蒸餾器中蒸發(fā)后的濃縮液流向第二效，被噴淋到加熱蛇管上升溫至120℃并大量汽化，汽化后的濃縮液進(jìn)入第三效加熱室，升溫后大量汽化，汽化后的濃縮液為濃鹽水棄去。1.成品水的獲得

生蒸汽進(jìn)入第一效的蛇管加熱器中，對(duì)純化水加熱后冷凝成液體水排出。汽化生成的二次蒸汽進(jìn)入第二效蒸餾器的加熱蛇管，在釋放潛熱后進(jìn)入冷凝器冷凝為成品水，第二效產(chǎn)生的二次蒸汽，進(jìn)入第三效蒸餾器的加熱蛇管中進(jìn)行熱交換，在釋放潛熱后進(jìn)入冷凝器冷凝為成品水。2.料液的流動(dòng)純化水在第一效蒸餾器中蒸發(fā)后的濃縮液流向第二效（三）水平串接式多效蒸餾水器（三）水平串接式多效蒸餾水器工藝流程

生蒸汽在第一效加熱后經(jīng)冷卻器冷卻后排出。純化水從蒸餾塔頂進(jìn)入加熱室，升溫至150℃后經(jīng)水分布器沿蒸發(fā)器列管內(nèi)壁成膜狀向下流動(dòng)，受熱沸騰大量汽化，生成的二次蒸汽自列管下部排出進(jìn)入狹窄的螺旋通道，從下向上高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，上升至螺旋通道頂端，從純蒸汽出口排出，并作為加熱蒸汽引入到下一效蒸餾器中。從第三效開始，由于純蒸汽各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到要求，上一效所得純蒸汽在下一效蒸餾器中釋放熱量后冷凝成液體，被引入冷凝器中進(jìn)一步冷卻后輸入貯水罐貯存?zhèn)溆?。工藝流程生蒸汽在第一效加熱后?jīng)冷卻器冷卻后排出。

在強(qiáng)大的離心力作用下，蒸汽中夾帶的液滴、液沫甩向塔體內(nèi)壁，形成液膜并沿內(nèi)壁環(huán)流通道向下流動(dòng)，匯集于器底，與未蒸發(fā)的純化水合并后進(jìn)入下一效蒸餾器中繼續(xù)蒸餾。熱原的去除優(yōu)點(diǎn)

在多效效蒸餾流程中，由于蒸餾塔、冷凝器各部件是用脹管工藝組裝，所以杜絕了純化水、冷卻水、濃縮液、成品水、生蒸汽、二次蒸汽之間的交叉污染，且通過螺旋離心，將微生物和熱原物質(zhì)徹底分離，保證了成品水的質(zhì)量，具有良好的可靠性。多效效蒸餾流程將水蒸氣的冷凝和純化水的預(yù)熱有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到了熱量綜合利用目的，降低了能源成本，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。

在強(qiáng)大的離心力作用下，蒸汽中夾帶的液滴、液沫甩向三、氣壓式蒸餾水器

氣壓式蒸餾水器又稱熱壓式蒸餾水器，其結(jié)構(gòu)由自動(dòng)進(jìn)水器、熱交換器、加熱室、列管冷凝器及蒸汽壓縮機(jī)、泵等組成。三、氣壓式蒸餾水器氣壓式蒸餾水器又稱熱壓式蒸餾水

氣壓式蒸餾水器工作原理是，將純化水加熱至沸騰氣化，產(chǎn)生的二次蒸汽被蒸汽壓縮機(jī)壓縮而溫度和壓力都同時(shí)升高，被壓縮的蒸汽經(jīng)冷凝即得到成品蒸餾水。在蒸汽冷凝過程中所釋放出的潛熱可用作純化水的預(yù)熱。二次蒸汽經(jīng)過壓縮、凈化、冷凝等過程后，在高溫下已停留了約45分鐘，可以保證生產(chǎn)出的蒸餾水無菌、無熱原，符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求。

不需要冷凝水，通過列管換熱器可回收余熱對(duì)純化水進(jìn)行預(yù)熱，降低了能耗；氣壓式蒸餾水器運(yùn)轉(zhuǎn)正常后即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，產(chǎn)水量大，能滿足各種類型制藥生產(chǎn)需要。原理優(yōu)點(diǎn)氣壓式蒸餾水器工作原理是，將純化水加熱至沸騰氣化本章學(xué)習(xí)內(nèi)容氣壓式蒸餾水器制水設(shè)備純化水生產(chǎn)設(shè)備程原水預(yù)處理設(shè)備純化水生產(chǎn)設(shè)備絮凝沉降法二級(jí)反滲透設(shè)備蒸餾水器單級(jí)塔式蒸餾水器多效蒸餾水器多效蒸餾器的基本結(jié)構(gòu)機(jī)械過濾設(shè)備電滲析儀離子交換制純化水工藝流程垂直串接式多效蒸餾水器水平串接式多效蒸餾水器本章學(xué)習(xí)內(nèi)容氣壓式蒸餾水器制水設(shè)備純化水生產(chǎn)設(shè)備程原水預(yù)處理第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備一、原水預(yù)處理設(shè)備

生活用自來水含有一定量的懸浮物、微生物、膠體、溶解氣體、有機(jī)化合物、無機(jī)化合物、金屬離子及其他雜質(zhì)。絮凝機(jī)械過濾（一）絮凝沉降法1.絮凝原理

通過化學(xué)反應(yīng)，使原水中重金屬離子生成的重金屬化合物沉淀，經(jīng)過濾除去沉淀物的過程。化學(xué)絮凝法第一節(jié)純化水生產(chǎn)設(shè)備一、原水預(yù)處理設(shè)備3.精密過濾器

精密過濾器是一圓筒形過濾器，主要部件有金屬殼體、濾芯。其中，金屬殼體的外觀結(jié)構(gòu)可分為卡箍式、法蘭式、吊環(huán)式等多種形式。

過濾器過濾濾芯過濾器3.精密過濾器精密過濾器是一圓筒形過濾器，主要部一級(jí)反滲透所制得的水電導(dǎo)率在之間。二級(jí)反滲透制得的水，電導(dǎo)率≤，一般為。

從二級(jí)反滲透裝置出來的水經(jīng)紫外線殺菌器殺菌，是防止純水中有活的微生物存在，有的工藝流程還在紫外線殺菌器后設(shè)計(jì)了臭氧滅菌器，旨在對(duì)純化水進(jìn)行二次滅菌，以保證純化水的潔凈度。一