工藝用水系統(tǒng)

工藝用水系統(tǒng)Water1/16/20231純化水、注射用水系統(tǒng)工作原理概述純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證依據(jù)純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證(純蒸汽的制備過程與用蒸餾制備注射用水的過程相同，可使用同一臺(tái)多效蒸餾水機(jī)或單獨(dú)的純蒸汽發(fā)生器，故將純蒸汽放在注射用水一起討論。)1/16/20232源水純化的意義為什么要純化源水雖然看起來很純凈，它依然存在著很多可變因素季節(jié)的變化會(huì)對(duì)水產(chǎn)生影響一些地區(qū)的水質(zhì)非常差必須除去水中的雜質(zhì)以防止產(chǎn)品污染控制微生物以避免污染產(chǎn)品1/16/20233懸浮物(TSS)死的物質(zhì)活的東西無機(jī)物－泥土砂字鐵銹有機(jī)物－植物動(dòng)物病毒－細(xì)菌Funghi－真菌溶解物(TDS)無機(jī)物(Salts鹽)有機(jī)物(DOC)硬度－Ca+Mg中性鹽腐敗植物動(dòng)物熱源重金屬CWK－礦物油水中需除去的物質(zhì)水中雜質(zhì)的組成：(懸浮物TSS/溶解物TDS)1/16/20234膜分離技術(shù)選用

0.0010.010.1110100um離子高聚物微粒細(xì)粒粗粒顆粒大小分離方法微濾常規(guī)過濾超濾反滲透電滲析糖病毒膠體物質(zhì)溶解鹽熱源細(xì)菌光學(xué)纖維觀察肉眼可見各種去除顆粒直徑及對(duì)應(yīng)分離工藝1/16/20235工藝用水的種類與法規(guī)規(guī)定工藝用水的種類按藥典分為三類，其微生物要求：飲用水符合環(huán)境衛(wèi)生要求，無大腸桿菌，菌落數(shù)＜500CFU/ml；純化水既符合飲用水的要求，又符合藥典指標(biāo)要求;

菌落數(shù)＜100CFU/ml）；注射用水符合藥典的要求，菌落數(shù)＜10CFU/100ml）；純蒸汽：純蒸汽冷凝水應(yīng)符合藥典注射用水標(biāo)準(zhǔn)

1）需進(jìn)入無菌作業(yè)區(qū)物料、容器、設(shè)備、無菌衣或其他物品

2）培養(yǎng)基的濕熱滅菌1/16/20236生產(chǎn)用水關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置Designcondition設(shè)計(jì)條件Normaloperatingrange正常運(yùn)行范圍Allowableoperatingrange允許運(yùn)行范圍電導(dǎo)率＜0.5μs/cm電導(dǎo)率＜1.3μs/cm電導(dǎo)率＜1.1μs/cmAlertlimit警戒限度

Actionlimit糾正偏差限度1/16/20237工藝用水系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)關(guān)鍵參數(shù)的關(guān)系（三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較），應(yīng)注意到：警戒和糾正偏差限度與工藝參數(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別，警戒和糾正偏差限度只適用于工藝用水系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控；警戒標(biāo)準(zhǔn)和糾正偏差限度只能建立在工藝和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)范圍之內(nèi)；超出警戒和糾正偏差限度不等于系統(tǒng)已危及產(chǎn)品質(zhì)量。驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計(jì)條件－URS）運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)(正常操作參數(shù))法定標(biāo)準(zhǔn)(最大可允許參數(shù))糾正偏差限度(ActionLimit)報(bào)警條件(AlertLimit)1/16/20238設(shè)計(jì)范圍和常規(guī)操作范圍設(shè)計(jì)參數(shù)(驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn))：設(shè)計(jì)者選定的參數(shù)的精度范圍。如純化水電導(dǎo)0.5μs/cm，以水源水質(zhì)特性及用水要求為依據(jù)，應(yīng)考慮源水一年甚至數(shù)年的水質(zhì)數(shù)據(jù)。正常操作參數(shù)(運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn))：選用適當(dāng)?shù)?，?jīng)濟(jì)的技術(shù)手段，選擇生產(chǎn)者/操作者的實(shí)際正常運(yùn)行參數(shù)。如純化水電導(dǎo)1.1μs/cm。最大可允許參數(shù)(法定標(biāo)準(zhǔn))：生產(chǎn)者/操作者最大可允許的參數(shù)。如純化水電導(dǎo)1.3μs/cm。同時(shí)需要建立警戒標(biāo)準(zhǔn)(ActionLimit)和糾偏限度標(biāo)準(zhǔn)(AlertLimit)，通常要注意：警戒和糾正偏差限度應(yīng)來源于驗(yàn)證的性能確認(rèn)PQ工藝用水系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)1/16/20239工藝用水系統(tǒng)處理流程前處理系統(tǒng)：物理方法、化學(xué)方法和電化學(xué)等方法；

脫鹽系統(tǒng)：電滲析、反滲透、離子交換等；后處理系統(tǒng)：一般包括用終端離子交換去除離子痕菌、臭氧殺菌、超過濾、微孔過濾等；循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))1/16/202310純化水制備——流程圖飲用水原水泵石英砂過濾器活性碳過濾器5um保安過濾一級(jí)RO二級(jí)RO高壓泵中間水箱純化水箱紫外殺菌除菌過濾使用點(diǎn)1使用點(diǎn)2使用點(diǎn)3絮凝劑阻詬劑1/16/202311原料水(飲用水)預(yù)處理原料水必須符合國家的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。目的：去除原水中的懸浮物、膠體、微生物；去除原水中過高的濁度和硬度。工藝用水的制備(源水預(yù)處理)物理方法：澄清、沙濾、活性碳(除氯離子)化學(xué)方法：加藥殺菌、混凝、絡(luò)合、離子交換等電化學(xué)方法：電凝聚1/16/202312電解質(zhì)各類可溶性無機(jī)物、有機(jī)物，離子狀態(tài)在水中；因具有導(dǎo)電性，可通過測量水的電導(dǎo)率反映這類電解質(zhì)在水中的含量；理想的純化水（不含雜質(zhì)）在25℃下的電阻率為18.2兆歐.厘米（0.055μS/cm)；

水的電導(dǎo)率隨溫度變化，溫度越高，電導(dǎo)率越大。溶解氣體水中的溶解氣體包括CO2、CO、H2S、Cl2、O2、CH4、N2等，通常用氣相/液相色譜測定其含量；工藝用水的制備(源水預(yù)處理)1/16/202313有機(jī)物

有機(jī)酸、有機(jī)金屬化合物等在水中常以陰性或中性狀態(tài)存在，分子量大，通常用總有機(jī)炭（TOC)和化學(xué)耗氧量(COD)反映這類物質(zhì)在水中相對(duì)含量；懸浮顆粒

泥沙、塵埃、微生物、膠化顆粒、有機(jī)物等，用顆粒計(jì)數(shù)器反映這類雜質(zhì)在水中的含量；微生物

包括細(xì)菌、浮游生物、藻類、病毒、熱原等。水中的微生物具有個(gè)體非常微小、種類繁雜、分布廣、繁殖快、容易發(fā)生變異等特點(diǎn)，并且條件適當(dāng)時(shí)它們就會(huì)在離子交換樹脂、活性炭、貯水罐以及各種閥門與管道中高速繁殖。工藝用水的制備(源水預(yù)處理)1/16/202314原水中懸浮物含量較高的需設(shè)砂濾（多介質(zhì)）；原水中硬度較高時(shí)，需增加軟化工序；原水中有機(jī)物含量較高，需增加凝聚、活性炭；

原水中氯離子較高，為防止對(duì)后工序如離子交換、反滲透的影響，需加氧化－還原（NaHSO3)原水中CO2含量高時(shí)，需采用脫氣裝置

。對(duì)含細(xì)菌多的原水需采用加氯或紫外燈或臭氧殺菌。

預(yù)處理系統(tǒng)1/16/202315進(jìn)源水水封至下水道水維持循環(huán)到水軟化器和去離子器

預(yù)處理簡明流程圖筒式過濾器孔徑：5微米活性碳過濾器噴淋器緩沖罐空氣隔斷至地漏離心泵空氣過濾器浮動(dòng)控制閥沙濾器去離子器的過剩水再循環(huán)預(yù)處理系統(tǒng)1/16/202316鹽水罐鹽水進(jìn)“硬”水沸石水軟化器交換用鈉交換Ca和Mg地漏“軟”水至滲析器旁路閥

水軟化器

–簡明工作流程預(yù)處理系統(tǒng)1/16/202317預(yù)處理系統(tǒng)砂濾工藝源水中的固體物質(zhì)進(jìn)入過濾器的上層濾料形成的微小空隙時(shí)，因受到機(jī)械阻撓和吸附作用，被濾料截留在過濾層的表面。懸浮顆粒泥砂、管道殘?jiān)湍z→有機(jī)物或無機(jī)物結(jié)果：堵塞RO，干擾控制閥和儀表操作測試：可用濁度法1/16/202318預(yù)處理系統(tǒng)活性炭處理含有大量的微孔：2x10－3～2x10－5um巨大的比表面積500～2000m2/g極大的物理吸附作用:與孔徑大小有關(guān)1/16/202319預(yù)處理系統(tǒng)活性炭過濾的作用：去掉水中的自由氯和有機(jī)物，保護(hù)離子交換樹脂和反滲透裝置特點(diǎn)：是微生物生長的“溫床”控制措施：保持合適的壓力和流速經(jīng)常反洗巴氏消毒定期更換1/16/202320預(yù)處理系統(tǒng)離子交換法用離子交換樹脂上的離子和水中的離子進(jìn)行交換而除去水中有害離子的方法。根據(jù)離子交換的深度可以制取脫鹽水、純水和高純化水。1/16/202321

陽離子柱

陰離子柱

衛(wèi)生泵出口或儲(chǔ)存.臭氧發(fā)生器紫外裝置HClNaOH洗出液進(jìn)行中和處理“漏斗”裝置至下水道

排水管來自水軟化器水必須保持循環(huán)狀態(tài)

典型的去離子（交換）裝置示意圖123456123456回到去離子裝置5μm過濾裝置

1μm過濾裝置預(yù)處理系統(tǒng)1/16/202322預(yù)處理系統(tǒng)脫鹽設(shè)備的配備：去離子裝置應(yīng)在線再生，酸、堿的裝卸、貯存、輸送所需罐、泵、管材、閥、計(jì)量儀表需防腐；若采用反滲透裝置，其進(jìn)口處需安裝3~5μm過濾器；通過混床的水直接進(jìn)入純化水罐前，應(yīng)設(shè)3~5μm濾器，以防止細(xì)小樹脂殘片進(jìn)入，過濾器應(yīng)設(shè)置壓差表；通過混床的純化水可保持循環(huán)流動(dòng)，使水質(zhì)穩(wěn)定，循環(huán)管線上應(yīng)設(shè)電導(dǎo)儀。1/16/202323脫鹽設(shè)備預(yù)處理系統(tǒng)1/16/202324純化系統(tǒng)

工藝二級(jí)反滲透一級(jí)反滲透＋樹脂樹脂超濾蒸餾……1/16/202325純化水系統(tǒng)流程EDI技術(shù)：電導(dǎo)率<0.1μS/cm，TOC<50ppb，細(xì)菌總數(shù)<10cfu。符合美國藥典注射用水要求。EDI技術(shù)保持了離子交換混床對(duì)水中離子去除能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了傳統(tǒng)離子交換混床大量使用酸堿再生，腐蝕嚴(yán)重的缺點(diǎn)；傳統(tǒng)處理工藝原水預(yù)處理陽/陰床混床現(xiàn)代處理工藝最新處理工藝純化水原水預(yù)處理一級(jí)反滲透二級(jí)反滲透純化水原水預(yù)處理一級(jí)反滲透純化水電混床(EDI)消耗大量酸堿、嚴(yán)重污染環(huán)境對(duì)有機(jī)離子處理能力強(qiáng)同時(shí)強(qiáng)化有機(jī)離子和無機(jī)離子的處理能力1/16/202326BranchBranch二部儲(chǔ)罐1μm過濾裝置2步反滲透裝置

1步透過水一部分作為2步反滲透裝置的源水，另一多出的水回到1步儲(chǔ)罐.1步未透過濃縮水“漏斗”裝置至下水道

2步未透過水回到1步儲(chǔ)罐2步反滲透后符合標(biāo)準(zhǔn)的水出水或儲(chǔ)存1步儲(chǔ)罐

經(jīng)過軟化或去離子的水

水回到1步儲(chǔ)罐典型的二級(jí)反滲透裝置示意圖

衛(wèi)生泵1步反滲透裝置高壓泵1/16/202327源水

高壓進(jìn)水加壓未透過水半透膜透過水排出或再循環(huán)低壓純化水反滲透原理主要去除污染物￠＜1nm的污染物去除率≥90％分子量＞300道爾頓去除率100％反滲透原理有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、重金屬離子、有機(jī)物等；1/16/202328截留效率Ions 離子 95-99%removalTOC 有機(jī)物 95-99%removalParticles 顆粒>99%removalMicrobiological微生物>99%removal對(duì)于硅和其它帶電物的去除率>95%膜容易被污染可有效地去除大部分雜質(zhì)和污染物1/16/202329反滲透阻垢劑與絮凝劑1）絮凝劑：凝聚水中懸浮物有機(jī)物及膠體成較大絮狀物使其在多介質(zhì)過濾器中被過濾掉

。（PAC又稱堿式氯化鋁，配藥濃度1.5%,加藥濃度1-20%；PAM即聚丙烯酰胺，作為助凝劑，增加凝聚效果。加入適當(dāng)?shù)腜AC和PAM混合絮凝后能進(jìn)行有效的接觸過濾。）2）阻垢劑：反滲透在運(yùn)行過程中，濃水中的Ca2+、Mg2+等結(jié)垢性離子嚴(yán)重超標(biāo)，為避免反滲透膜上結(jié)垢而影響使用壽命

，投加阻垢劑。主要是分散作用，阻止晶體形成。（PC-191配藥濃度10%，加藥濃度3ppm）1/16/202330卷式膜元件結(jié)構(gòu)示意圖

1/16/2023311）給水PH值：醋酸纖維素膜PH=5-6，芳香聚酰胺膜PH=3-11，復(fù)合膜PH=2-11。否則會(huì)加速膜的水解和老化，除鹽能力降低直至損壞。2）給水溫度：溫度升高，水粘度降低。11℃升至25℃產(chǎn)水量提高50%，5-8℃時(shí)滲透速率最低，30℃以上膜不穩(wěn)定。卷式復(fù)合膜推薦溫度10-35℃(25℃)3）運(yùn)轉(zhuǎn)壓力：滲透壓力與源水含鹽率和水溫成正比，與膜無關(guān)。復(fù)合膜工作壓力1.47MPa左右。壓力過高，會(huì)使膜衰老，壓實(shí)變形，透水能力衰退；壓力過低，產(chǎn)水量降低，鹽透過率升高。反滲透裝置運(yùn)行工作條件1/16/2023324）膜組件清洗：A膜組件性能下降因素：化學(xué)變化：膜水解，游離氯的作用，強(qiáng)酸強(qiáng)堿使膜溶解等。物理變化：膜的壓密化，使透水率下降，除鹽率上升。膜污染如結(jié)垢，微生物或固體顆粒在膜表面或膜內(nèi)污染堵塞。B膜清洗

給水低壓清洗：用經(jīng)精密過濾器過濾的二次過濾水做洗凈水。化學(xué)清洗：根據(jù)污染物成分采用不同化學(xué)藥品清洗。反滲透裝置運(yùn)行工作條件1/16/202333反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗的一般方法

清洗原則(當(dāng)下列情形之一發(fā)生時(shí)應(yīng)進(jìn)行清洗):1在正常壓力下如產(chǎn)品水流量降至正常值的10～15%。2為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了10～15%。3產(chǎn)品水質(zhì)降低10～15%。鹽透過率增加10～15%。4使用壓力增加10～15%5RO各段間的壓差增加明顯(也許沒有儀表來監(jiān)測這一跡象)。1/16/202334反滲透膜污染特征及處理方法

污染物一般特征處理方法鈣類沉積物(碳酸鈣及磷酸鈣類，一般發(fā)生于系統(tǒng)第二段)脫鹽率明顯下降系統(tǒng)壓降增加系統(tǒng)產(chǎn)水量稍降溶液1清洗系統(tǒng)氧化物(鐵、鎳、銅等)脫鹽率明顯下降系統(tǒng)壓降明顯升高系統(tǒng)產(chǎn)水量明顯降低溶液1清洗系統(tǒng)各種膠體(鐵、有機(jī)物及硅膠體)脫鹽率稍有降低系統(tǒng)壓降逐漸上升系統(tǒng)產(chǎn)水量逐漸減少溶液2清洗系統(tǒng)硫酸鈣(一般發(fā)生于系統(tǒng)第二段)脫鹽率明顯下降系統(tǒng)壓降稍有或適度增加系統(tǒng)產(chǎn)水量稍有降低溶液2清洗系統(tǒng)污染嚴(yán)重時(shí)溶液3清洗有機(jī)物沉積脫鹽率可能降低系統(tǒng)壓降逐漸升高系統(tǒng)產(chǎn)水量逐漸降低溶液2清洗系統(tǒng)污染嚴(yán)重時(shí)用溶液3清洗細(xì)菌污染脫鹽率可能降低系統(tǒng)壓降明顯增加系統(tǒng)產(chǎn)水量明顯降低依據(jù)可能的污染種類選擇三種溶液中的一種清洗系統(tǒng)1/16/202335電滲析（ED）和電再生離子交換（EDI）

電滲析是用靜電及選擇性滲透膜分離濃縮并將離子從水流中沖洗出去。該系統(tǒng)效率低于EDI，因?yàn)樗缓婋x子交換樹脂。EDI用離子交換樹脂,離子選擇性滲透膜和直流電壓(電流)來連續(xù)去除離子,并且不需對(duì)樹脂進(jìn)行化學(xué)再生。1/16/202336Advantages

優(yōu)點(diǎn)Disadvantages

缺點(diǎn)水中的溶解氣體：CO2、O2、空氣等CO2會(huì)消耗陰離子樹脂的交換能力ContinuouspurificationNoresinregenerationLowpowerconsumptionHighquality(TypeII)樹脂不需再生，耗電量少，產(chǎn)水水質(zhì)較高CO2andsilicaaffectquality]SomewasteasrejectCO2和硅會(huì)影響水質(zhì)有一些棄水EDI技術(shù)1/16/202337EDITechnology

MigrationofIonsinElectricField

離子在電場中的運(yùn)動(dòng)_Cathode陰極+Anode陽極Na+Cl-Na

Cl21/16/202338EDITechnology

CationMembrane

陰離子膜CNa+Cl-Anode陽極+Cathode陰極_1/16/202339EDITechnology

AnionMembrane

陽離子膜Anode陽極+Cathode陰極_ACl-Na+1/16/202340EDITechnology

Product&WasteWaterFlowPath

產(chǎn)水和廢水的流路ACACCathodeA-AnionMembraneC-CationMembraneNa+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+Product產(chǎn)水+_Cl-Cl-Cl-Cl-1/16/202341EDITechnology:IonExchangeResinsin

ConcentrateChannelsFurtherEnhanceIonTransfer

EDI通道中的離子交換樹脂可較大提高離子交換速度ACACCathodeA-AnionMembraneC-CationMembraneNa+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+Product產(chǎn)水+_Cl-Cl-Cl-Cl-1/16/202342注射用水系統(tǒng)注：TOC是對(duì)水污染的監(jiān)控，各種有機(jī)污染物、微生物及細(xì)菌內(nèi)毒素經(jīng)過氧化后變成二氧化碳，進(jìn)而改變水的電導(dǎo)，電導(dǎo)數(shù)據(jù)又轉(zhuǎn)換成總有機(jī)碳量，TOC控制在較低的水平上，意味著水中有機(jī)物、微生物及細(xì)菌內(nèi)毒素的污染處于較好的受控狀態(tài)。這也是驗(yàn)證中將TOC作為驗(yàn)證項(xiàng)目的重要原因。序號(hào)項(xiàng)目藥典對(duì)注射用水的要求蒸餾水裝置典型參數(shù)中國藥典CP美國藥典USP歐盟藥典EP1電導(dǎo)率N/A1.3μS/cm,25℃≤1.1μS/cm,20℃0.5μS/cm,20℃2微生物≤10CFU/100ml≤10CFU/100ml≤10CFU/100ml≤1CFU/100ml3內(nèi)毒素≤0.250EU/ml≤0.250EU/ml≤0.250EU/ml≤0.125EU/ml4總有機(jī)碳TOCN/A≤500ppb≤500ppb≤50ppb藥典對(duì)WFI的要求及蒸餾水機(jī)和純蒸汽發(fā)生器水質(zhì)參數(shù)表1/16/202343多效蒸餾水機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成蒸餾水機(jī)的主要部件有：蒸餾塔，冷凝器、高壓水泵、電氣控制元器件及計(jì)量顯示儀器儀表加上機(jī)架等；

1、加熱室、蒸發(fā)室、分離器都安裝在一個(gè)蒸餾塔內(nèi)；加熱、蒸發(fā)、除沫分離熱原幾個(gè)工藝過程在一個(gè)腔體內(nèi)完成；

2、蒸發(fā)原理：降膜蒸發(fā)與沸騰蒸發(fā)之分；

3、熱原分離結(jié)構(gòu)（即汽液分離結(jié)構(gòu)）：熱原存在于水以及蒸汽和水混合的液(霧)滴中；采用蒸餾法和汽水分離裝置除去熱原；1）重力分離：利用液滴本身的重力；2）導(dǎo)流板撞擊式分離器：當(dāng)分離要求更高時(shí)；3）旋風(fēng)離心分離器：也是一種重要的汽液分離結(jié)構(gòu)；4）絲網(wǎng)除沫器：慣性碰撞、氣體吸附、截留作用以及靜電吸附。1/16/202344多效蒸餾水機(jī)

多效蒸餾水機(jī)的“多效”主要是節(jié)能，可將熱能多次合理使用。蒸餾水機(jī)去除熱原的關(guān)鍵部件是汽—水分離器。對(duì)蒸餾水機(jī)的要求是：①采用316L醫(yī)藥級(jí)不銹鋼制的多效蒸餾水機(jī)或清潔蒸汽發(fā)生器；②電拋光(240粒)并作鈍化處理；③裝有測量、記錄和自動(dòng)控制電導(dǎo)率的儀器，當(dāng)電導(dǎo)率超過設(shè)定值時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)向排水。1/16/202345多效蒸餾

工業(yè)蒸汽冷凝水純化水冷凝器冷卻水進(jìn)口冷卻水出口廢氣排放WFI儲(chǔ)罐廢水排放純蒸汽＋蒸餾水去離子水工業(yè)蒸汽熱交換器1熱交換器2熱交換器3熱交換器4熱交換器5純蒸汽

1號(hào)柱

2號(hào)柱

3號(hào)柱

4號(hào)柱

5號(hào)柱流量控制孔1/16/202346多效蒸餾原料水進(jìn)入蒸發(fā)管后，在管內(nèi)成膜狀流動(dòng)變成蒸氣。高速蒸汽進(jìn)入分離部分，先產(chǎn)生了180°的轉(zhuǎn)向，較大液滴及剩余的原料水拋入到柱底。蒸汽沿導(dǎo)流筒壁上升，然后進(jìn)入高速螺旋汽液分離裝置，使蒸氣、水滴和徽粒完全分離。1/16/202347多效蒸餾除熱源原理1/16/202348工藝用水的制備(后處理)后處理設(shè)備1/16/202349板式換熱器一組金屬波紋板片，橡膠密封墊和一副框架組成。板片之間構(gòu)成流道并密封墊密封。冷熱流體在密封墊的引導(dǎo)下分別交替地流過各自的流道并通過板片傳遞熱量。清洗：通道的阻力增加,換熱效果下降時(shí)應(yīng)清洗。1）反沖洗法：當(dāng)阻力較輕或阻力突然升高時(shí),從流道的反方向,用高于操作壓力1.

5倍的工藝介質(zhì)反向沖洗。2）手工清洗法：阻力用反沖洗法無法消除,且結(jié)垢層很薄時(shí),可用軟纖維刷子洗刷,再用0.

2

MPa

的水沖刷干凈為止。3）化學(xué)清洗法：當(dāng)結(jié)垢層較厚,強(qiáng)度較高,一般采用10%的硝酸、2

%的聚偏磷酸、5

%的乙二胺四乙酸的混合溶液清洗,最后用清水沖洗干凈。

1/16/202350紫外線消毒：紫外殺菌速度快、效率高、效果好，一般經(jīng)3kW的紫外線照射10s后，對(duì)水中大腸桿菌的去除率達(dá)98％左右；紫外燈激發(fā)的255nm波長的光強(qiáng)與時(shí)間成反比，要求有記錄時(shí)間的儀表和光強(qiáng)度儀表，其浸水部分采用316L不銹鋼，石英燈罩應(yīng)可拆卸

；為保證殺菌效果，要求其紫外線量大于3000μW?s/cm2，燈管壽命一般不短于7000h。臭氧消毒：直接對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行消毒，也可制作臭氧水對(duì)儲(chǔ)水罐等進(jìn)行消毒。水系統(tǒng)的消毒1/16/202351臭氧消毒流程圖1/16/202352純化水/注射用水貯存及分配系統(tǒng)

純水/注射用水貯存及分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要原則盡量使用新鮮制備的水:貯罐與用水量相匹配流水不腐：保持循環(huán)儲(chǔ)管和運(yùn)輸管道無死角和盲管：無盲管—3D規(guī)則無球閥無玻璃液位計(jì)管壁光滑-----貯罐/管道宜用不銹鋼材，最好用316L。一個(gè)輸送泵進(jìn)入儲(chǔ)罐的空氣經(jīng)過過濾：貯罐須安裝0.22μm疏水性呼吸器設(shè)有消毒/滅菌裝置：貯罐/管道須有滅菌、消毒接口，若采用蒸汽滅菌，應(yīng)設(shè)置足夠的疏水器1/16/202353循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))Typicalwaterstorageanddistributionschematic噴淋球Cartridgefilter1μmAirbreaktodrainOutletsHygienicpumpOptionalin-linefilter0.22μmUVlightFeedWaterfromDIorROHeatExchangerOzoneGeneratorHydrophobicairfilter&burstdisc1/16/202354循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))貯灌水泵熱交換器閥門管道連接設(shè)計(jì)管道內(nèi)表面流速能完全放空無過濾器按最大使用量設(shè)計(jì)按平均使用量設(shè)計(jì)1/16/202355對(duì)貯罐的總體要求是防止生物膜的形成，減少腐蝕，便于用化學(xué)品對(duì)貯罐消毒；貯罐要密封，內(nèi)表面要光滑，有助于熱力消毒和化學(xué)消毒并能阻止生物膜的形成。貯罐對(duì)水位的變化要作補(bǔ)償，通常有兩種補(bǔ)償方法：一是采用呼吸器；另一個(gè)辦法是采用充氮?dú)獾淖钥叵到y(tǒng)。對(duì)貯罐的要求是：①采用316L不銹鋼制作，內(nèi)壁電拋光并作鈍化處理；②貯水罐上安裝0.22μm

疏水性的通氣過濾器(呼吸器)，并可以加熱消毒或有夾套；③能經(jīng)受至少121℃高溫蒸汽的消毒；④排水閥采用不銹鋼隔膜閥；⑤若充以氮?dú)猓氀b0.22μm

的疏水性過濾器過濾。循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))1/16/202356生物膜的形成存活于生物膜中的微生物受到生物膜的保護(hù)，一般消毒劑對(duì)它不起作用。

1/16/202357循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))水泵離心式水泵碳化硅密封件具排泄裝置，能徹底排空不能采用備用泵設(shè)計(jì)出水應(yīng)設(shè)計(jì)成“紊流式”，以阻止生物膜的形成潤滑劑采用純化水或注射用水本身1/16/202358氣室水泵1/16/202359循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))閥門避免球閥采用隔膜閥管道內(nèi)部拋光（最低為150粒度，建議采用180粒度或電拋光）保持一定的流速（1-3m/s）熱熔式氬弧焊焊接鈍化6D規(guī)則（使用點(diǎn)閥門處的“盲管”段長度，對(duì)于加熱系統(tǒng)不得大于6倍管徑，冷卻系統(tǒng)不得大于4倍管徑）1/16/2023603.水通過閥門時(shí)會(huì)被污染

1.禁止使用球閥2.閥門關(guān)閉時(shí)細(xì)菌會(huì)生長

滯留在閥內(nèi)的水循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))1/16/202361循環(huán)系統(tǒng)(分配系統(tǒng))截止閥截止閥浮球閥球閥蝶閥蝶閥罐底閥隔膜閥隔膜閥放氣閥1/16/202362隔膜閥原理及選用鍛造

閥體鑄造

閥體閥蓋

橫隔膜

閥體隔膜1/16/202363隔膜閥的特點(diǎn)

無死角、無滯留區(qū)；正向關(guān)閉－正、負(fù)壓下均保證密封；可與管道形成完整的一體不銹鋼材料與管道和管接件完全一致；表面處理與管道和管接件完全一致；維護(hù)時(shí)無需將閥門拆卸下。閥體用整體不銹鋼機(jī)加工而成；具有很好的材料完整性；滿足高標(biāo)準(zhǔn)表面處理要求。1/16/202364疏水性呼吸器1、呼吸器作用：向貯罐注水水時(shí)，空氣向外排出，貯罐出水，外部空氣經(jīng)呼吸器進(jìn)入貯罐，使其不至于成真空狀態(tài)。2、疏水性材質(zhì):向外排氣時(shí)，水蒸氣經(jīng)呼吸器會(huì)冷凝成水，選用疏水性材質(zhì)使水不易附著其上，減少微生物污染的機(jī)會(huì)。一般為聚四氟乙烯。3、過濾器底部結(jié)水的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)：微生物的生長、罐體吸扁、冷凝水倒流4、采取的防止措施

a濾器頂部不易直通上端，易改用彎頭；

b濾器底部加排液閥；

c在過濾器的外殼，加一柔性加熱隔熱套，可以防止冷凝水的產(chǎn)生。

db與c結(jié)合使用1/16/202365純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證依據(jù)GMP修訂版（修訂稿）水處理設(shè)備及其輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)應(yīng)能確保工藝用水達(dá)到設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。水處理設(shè)備的運(yùn)行不得超出其設(shè)計(jì)能力。純化水、注射用水儲(chǔ)罐和輸送管道所用材料應(yīng)無毒、耐腐蝕；儲(chǔ)罐的通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器；管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免死角、盲管。應(yīng)定期監(jiān)測工藝用水的水質(zhì)，并有相應(yīng)的檢驗(yàn)記錄。1/16/202366純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證依據(jù)純化水、注射用水的制備、儲(chǔ)存和分配應(yīng)能防止微生物的滋生和污染，如注射用水可在70℃以上保溫循環(huán)。應(yīng)按照書面規(guī)程消毒純化水、注射用水管道、儲(chǔ)罐以及其它必要的供水管道。書面規(guī)程還應(yīng)詳細(xì)規(guī)定工藝用水微生物污染的糾偏限度和應(yīng)采取的措施。1/16/202367水系統(tǒng)驗(yàn)證方案的重要內(nèi)容

對(duì)系統(tǒng)詳細(xì)的描述資料；

合格標(biāo)準(zhǔn)(設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可作為上述資料的組成部分，并單獨(dú)列出)；系統(tǒng)流程圖；取樣點(diǎn)位置及編號(hào)(在平面圖上反映出來)；

取樣和監(jiān)控計(jì)劃；

長期監(jiān)控結(jié)果及數(shù)據(jù)表；

偏差處理及對(duì)系統(tǒng)可靠性的評(píng)估。1/16/202368水系統(tǒng)驗(yàn)證的階段

FDA在指南中闡述，水系統(tǒng)驗(yàn)證可分為以下三個(gè)階段。

(1)初始驗(yàn)證階段當(dāng)確認(rèn)所有設(shè)備和管路均已正確安裝并能按要求運(yùn)行后，則可進(jìn)入水系統(tǒng)的初始驗(yàn)證階段。在此階段，應(yīng)制定出運(yùn)行參數(shù)、清潔／消毒規(guī)程及其頻率。

(2)運(yùn)行階段或稱同步驗(yàn)證階段。通過系統(tǒng)驗(yàn)證的第二階段應(yīng)能證明，按SOP運(yùn)行，系統(tǒng)能始終穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水。取樣方案及檢測時(shí)間與第一階段相同。

(3)長期考察階段通過系統(tǒng)驗(yàn)證的第三階段證明，按SOP運(yùn)行，系統(tǒng)能在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)始終產(chǎn)生符合質(zhì)量要求的水。在此階段，應(yīng)找出因原水的任何質(zhì)量變化而給系統(tǒng)運(yùn)行和成品水質(zhì)所造成的影響，即尋找原水、水系統(tǒng)及出水水質(zhì)的相關(guān)性。上述方案不是惟一方法，現(xiàn)在普遍采用的方法是采用二階段制，即安裝以后的驗(yàn)證和運(yùn)行以后一年數(shù)據(jù)的積累。1/16/202369企業(yè)供應(yīng)商/企業(yè)企業(yè)企業(yè)

安裝運(yùn)行性能

IQOQPQ購買前使用前使用后維護(hù)

OQPQDQURS

設(shè)計(jì)

用戶要求1234純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證1/16/202370純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確認(rèn)(DQ)

系統(tǒng)的安裝確認(rèn)（IQ）系統(tǒng)的運(yùn)行確認(rèn)（OQ）系統(tǒng)的性能確認(rèn)（PQ）1/16/202371設(shè)計(jì)確認(rèn)確定所要求水的數(shù)量和質(zhì)量溫度限制（微生物控制）計(jì)劃的最后處理階段水源質(zhì)量需要除去的水雜質(zhì)預(yù)處理選擇微生物（氯、氯胺、臭氧水平）1/16/202372設(shè)計(jì)確認(rèn)—純化水系統(tǒng)圖系統(tǒng)中不使用除菌級(jí)過濾器，使用在工藝用水點(diǎn)。呼吸過濾器

呼吸過濾器

呼吸過濾器

總有機(jī)碳原水

反滲透水去離子UVPW儲(chǔ)罐UV

往使用點(diǎn)方向回水TOC2μm

氯化罐

砂濾中間儲(chǔ)罐

中間儲(chǔ)罐

反滲透

絮凝劑水箱巴氏消毒器R1R2R3

活性炭巴氏消毒器活性炭1/16/202373設(shè)計(jì)確認(rèn)—注射用水系統(tǒng)圖1/16/202374影響注射用水配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的因素1.與用水的連續(xù)性有關(guān)；2.與系統(tǒng)壓力有關(guān)；3.與用水點(diǎn)的溫度有關(guān)（高溫、低溫）；4.與用水點(diǎn)的多少有關(guān)；5.與不同溫度用水點(diǎn)的分布有關(guān)。1/16/202375安裝確認(rèn)?文件檢查和確認(rèn)，包括：–由質(zhì)量部門或技術(shù)部門認(rèn)可的流程圖、系統(tǒng)描述及設(shè)計(jì)參數(shù)；

–水處理設(shè)備及管路安裝調(diào)試記錄；

–儀器儀表的檢定記錄；

–設(shè)備操作手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)操作、維修規(guī)程SOP。

1/16/202376安裝確認(rèn)?水系統(tǒng)安裝確認(rèn)的主要內(nèi)容：–制備裝置的安裝確認(rèn)機(jī)器設(shè)備安裝后，對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙及供應(yīng)商提供的技術(shù)資料，檢查安裝是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范。檢查的項(xiàng)目有電氣、連接管道、蒸汽、壓縮空氣、儀表、供水、過濾器等的安裝、連接情況。–管道分配系統(tǒng)的安裝確認(rèn)管道及閥門的材料管道的連接和試壓：試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍，無滲漏為合格管道的清洗、鈍化、消毒完整性試驗(yàn)1/16/202377安裝確認(rèn)?儀器儀表的校準(zhǔn)

電阻(導(dǎo))儀、時(shí)間控制器、流量計(jì)、溫度控制儀／記錄儀、壓力表以及分析水質(zhì)用的各種儀器。紫外燈校準(zhǔn)的參數(shù)是：波長、光強(qiáng)度以及顯示使用時(shí)間的時(shí)鐘。?操作手冊(cè)和SOP

列出水系統(tǒng)所有設(shè)備操作手冊(cè)和日常操作、維修、監(jiān)測的SOP清單。1/16/202378安裝確認(rèn)—配管配管:純化水、注射用水的預(yù)處理設(shè)備所用的管道一般采用ABS工程塑料，也有采用PVC、PPR或其他合適材料的。但純化水及注射用水的分配系統(tǒng)應(yīng)采用與化學(xué)消毒、巴氏消毒、熱力滅菌等相適應(yīng)的管道材料，如PVDF、ABS、PPR等，最好采用不銹鋼，尤以316L型號(hào)為最佳。注射用水（WFI）系統(tǒng)管線幾乎僅采用不銹鋼材料，并要求管口熔接焊接或特殊處理。1/16/202379安裝確認(rèn)—配管

AISI316LAISI304AISI304LCMax0.030Max0.08Max0.03Fe62~6965~7165~71SiMax1.00Max1.00 Max1.00MnMax2.00Max2.00Max2.00PMax0.040Max0.045 Max0.045SMax0.030Max0.030 Max0.030Cr16.0-18.517.0-19.0 17.0-19.0Ni10.0-15.08.0-11.0 8.0-11.0Mo2.5-3.0

1/16/202380支管路死水段長度為3倍管徑小于直徑D零死水段閥的密封點(diǎn)死水段D=支管的直徑零死水段安裝確認(rèn)—盲管1/16/202381安裝確認(rèn)—水泵－泵通常處在系統(tǒng)的最低點(diǎn)；

－45度排水角度，蒸汽在線滅菌后泵體上部不積存氣體(SIP)；

－可保護(hù)性自身排放，但應(yīng)注意死角；

－要求選用的水泵能在湍流（紊流,雷諾數(shù)Re＞2000，流速>2m/s）狀態(tài)下正常工作，湍流能夠阻礙微生物膜的形成。水泵的位置通常是系統(tǒng)的最低處,送水泵的型式和安裝方式應(yīng)方便排盡系統(tǒng)內(nèi)積水和不積存氣體。1/16/202382安裝確認(rèn)—焊接人工TIC焊接(厚度0-3mm)機(jī)械自動(dòng)TIG軌跡焊接1/16/202383安裝確認(rèn)—焊接手工焊接的缺陷1/16/202384安裝確認(rèn)—焊接自動(dòng)軌跡焊接的優(yōu)點(diǎn)1/16/202385安裝確認(rèn)—焊接自動(dòng)軌跡焊接的優(yōu)點(diǎn)通過試驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)的焊接參數(shù)，連續(xù)焊接能夠保證質(zhì)量；全封閉焊接頭同時(shí)保護(hù)內(nèi)外兩側(cè)；通常不需要填充材料；可將人為失誤減至最少。1/16/202386惰性保護(hù)氣體純度對(duì)焊接管道的影響

氬氣保護(hù)焊接的變色區(qū)氮?dú)狻錃獗Ｗo(hù)焊縫的變色區(qū)殘余氧含量的影響殘余氧含量的影響安裝確認(rèn)—焊接1/16/202387安裝確認(rèn)—清洗材料表面粗糙度與清洗時(shí)間的關(guān)系1/16/202388安裝確認(rèn)—清洗1/16/202389安裝確認(rèn)—呼吸器除菌呼吸過濾器（過濾效率：99.95%）根據(jù)需要設(shè)置無循環(huán)及滅菌系統(tǒng)時(shí)無作用形式如左圖，十分簡單增設(shè)時(shí)，防止過濾器上部積冷凝水，導(dǎo)致吸癟?？刹捎帽胤绞郊幢睾粑^濾器。呼吸過濾器循環(huán)泵貯罐1/16/202390安裝確認(rèn)—連接不銹鋼管道的連接(快裝衛(wèi)生連接)與設(shè)備泵、閥和工器具連接的衛(wèi)生夾子“中性”費(fèi)用較低可互換使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),允許在所有OEM設(shè)備上使用墊片材料應(yīng)為符FDA的要求1/16/202391安裝確認(rèn)—坡度管道的坡度要求－管道安裝必須保證所有管內(nèi)的水都能排凈；－坡度一般規(guī)定為管長的1%或1cm/m

，對(duì)注射用水（WFI)和純化水（PW）管道均適用；－管內(nèi)如有積水，必須設(shè)置排水點(diǎn)或閥門；－注意：排水點(diǎn)數(shù)量應(yīng)盡量做到最少；1/16/202392安裝確認(rèn)—管路處理配管系統(tǒng)的化學(xué)清洗與防腐蝕處理－化學(xué)清洗可先用濃度為10%的Na3PO4在70℃下循環(huán)30分鐘(去污）、2%濃度的硝酸在常溫下循環(huán)30分鐘（除銹），然后自來水沖洗，再用無鹽水沖洗至進(jìn)出口PH相等，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗消毒，降低內(nèi)毒素。最后用純蒸汽121℃，30分鐘滅菌后使用。1/16/202393安裝確認(rèn)—管路處理鈍化后管道表面FeFeFeFeFeFeFeFeFeFeCrCrCrCrCrCrCrCrCrOCrOCrOCrOCrOCrOCrOCrOCrOCr焊縫無鈍化保護(hù)層CrO

鈍化保護(hù)層－不銹鋼管道的內(nèi)壁純化：酸洗鈍化液采用15%的化學(xué)純的硝酸、84％的純化水、1％的氫氟酸，在50℃～60℃溫度下循環(huán)15分鐘，在不銹鋼的表面形成一個(gè)“氧化鉻”工藝保護(hù)層,再用無鹽水再?zèng)_洗30分鐘，檢查系統(tǒng)進(jìn)出口PH相等為合格。1/16/202394運(yùn)行確認(rèn)?系統(tǒng)操作參數(shù)的檢測

檢查水處理各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況測定設(shè)備的參數(shù)，通過化驗(yàn)分析每個(gè)設(shè)備進(jìn)、出口處的水質(zhì)來確定該設(shè)備的去除率、效率、產(chǎn)量，看是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查管路情況，堵漏、更換有缺陷的閥門和密封圈。1/16/202395運(yùn)行確認(rèn)檢查水泵，保證水泵按規(guī)定方向運(yùn)轉(zhuǎn)。檢查閥門和控制裝置工作是否正常。檢查貯水罐的加熱保溫情況。?水質(zhì)的預(yù)先測試分析在正式開始驗(yàn)證之前，先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測試，以便發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，測點(diǎn)可選擇在反滲透裝置、蒸餾水機(jī)出口處。1/16/202396水系統(tǒng)的性能驗(yàn)證第一階段(一般三周，包括3個(gè)驗(yàn)證周期)水系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求安裝、調(diào)試、運(yùn)轉(zhuǎn)正常后即可進(jìn)行驗(yàn)證。第二階段(至少12個(gè)月)緊接著初期驗(yàn)證進(jìn)行，積累所有數(shù)據(jù)后加入到初期驗(yàn)證的報(bào)告中。1/16/202397性能確認(rèn)驗(yàn)證的初期階段取樣頻率

①貯水罐，在3個(gè)驗(yàn)證周期內(nèi)天天取樣，并記錄水溫。②總送水口，在3個(gè)驗(yàn)證周期內(nèi)天天取樣，并記錄水溫。③總回水口，在3個(gè)驗(yàn)證周期內(nèi)天天取樣，并記錄水溫。④各使用點(diǎn)，每個(gè)驗(yàn)證周期取水1次，共3次(重新取樣除外)。記錄水溫。1/16/202398性能確認(rèn)合格標(biāo)準(zhǔn)中國藥典或各企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。全部取樣點(diǎn)每次取樣均需做微生物（細(xì)菌內(nèi)毒素）