制藥用水技術(shù)方案PurifiedWaterandWaterforInjectionTreatment

1、制藥用水技術(shù)方案一、概述水是藥物生產(chǎn)中用量最大、使用最廣的一種基本原料，用于生產(chǎn)過(guò)程及藥物制劑的制備，制藥用水是制藥業(yè)的生命線。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，有關(guān)制藥用水的制備技術(shù)也發(fā)生了革命性的改變。在世界許多發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，注射用水（）必須由蒸餾工藝制備這一局限早已被突破，技術(shù)更先進(jìn)、更節(jié)能、品質(zhì)更穩(wěn)定可靠的高純水（）及其制備工藝早在 1975年已經(jīng)得到正式確認(rèn)（美國(guó)藥典第19版19）?，F(xiàn)在，美國(guó)藥典已經(jīng)在其連續(xù)7個(gè)版本中明確確認(rèn)了反滲透（）為基礎(chǔ)的工藝可以作為制取注射用水的法定工藝，并且，歷經(jīng)數(shù)十年的醫(yī)藥實(shí)踐，注射用水生產(chǎn)技術(shù)被證明是最先進(jìn)、可靠的方法之一，以至于在美國(guó)的藥物專利25條中，反滲

2、透方法是最常用的注射用水生產(chǎn)工藝。由于符合甚至超過(guò)的各項(xiàng)理化參數(shù)指標(biāo)，自2002年6月起正式被歐洲認(rèn)可為第三水質(zhì)級(jí)別。今天，以為基礎(chǔ)的已經(jīng)為代表醫(yī)藥先進(jìn)技術(shù)的世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家所確認(rèn)，成為醫(yī)用純化水的標(biāo)準(zhǔn)制備方法之一。在與國(guó)際接軌過(guò)程中我國(guó)藥典亦對(duì)醫(yī)藥用水的法定制備方法進(jìn)行了重新定義。中國(guó)藥典（2000年版）中所收載的制藥用水，較以往有很大進(jìn)步，因其使用的范圍不同而分為純化水、注射用水及滅菌注射用水，首次將過(guò)去的蒸餾水改為純化水，并且對(duì) 純化水具體定義為 純化水為采用蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其它適宜的方法制得供藥用的水”，實(shí)際上放棄了對(duì)生產(chǎn)工藝 必須為蒸餾法”的限定，為相關(guān)企業(yè)采用國(guó)際上廣

3、為流行的反滲透方法制備純化水奠定了法理基礎(chǔ)。更為重要的是，新的國(guó) 家藥典將注射用水定義為純化水經(jīng)蒸餾所得的水”，從而使技術(shù)進(jìn)入注射用水制備過(guò)程成為可能。2000年版國(guó)家藥典在制約用水技術(shù)上朝國(guó)際先進(jìn)領(lǐng)域邁進(jìn)了一大步。與傳統(tǒng)的蒸餾法相比較，以反滲透法為基礎(chǔ)的聯(lián)合了最新電去離子（）技術(shù)的新工藝具有明顯的優(yōu)越性和先進(jìn)性。1. 高效節(jié)能。蒸餾法系歷史最為悠久的醫(yī)藥用水制備工藝，主要有多級(jí)蒸餾、高壓分級(jí)蒸餾和離心凈化蒸餾幾種工藝。所有蒸餾方法均在120。C高溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以可以得到完全無(wú)菌的水。因此，運(yùn)行當(dāng)中能源的消耗相當(dāng)大；同時(shí)，因?yàn)闇囟容^高，所有設(shè)備組成部分必須耐受高溫沖擊，設(shè)備的造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用高

4、昂。工藝采用非常成熟的反滲透技術(shù)，結(jié)合高效臭氧消毒方法，整個(gè)系統(tǒng)工作于常溫、低壓狀態(tài)，設(shè)備投資省，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，可靠節(jié)能：膜處理法的運(yùn)行成本僅為蒸餾方法的12-15%，非常經(jīng)濟(jì)，極具競(jìng)爭(zhēng)力2. 穩(wěn)定可靠。隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，大量而成份復(fù)雜的廢物排放使世界范圍的污染變得日益嚴(yán)重，其中水資源的污染較 之以往更加嚴(yán)峻。易揮發(fā)有機(jī)污染物因其沸點(diǎn)大都低于水的汽化溫度，如不加處理，蒸餾過(guò)程中極易進(jìn)入產(chǎn)成水中，單純蒸餾 方法無(wú)法將其有效去除，必須倚重活性碳吸附等過(guò)濾辦法，增加了系統(tǒng)和水質(zhì)的不穩(wěn)定性。膜法工藝采用多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行預(yù) 處理；反滲透膜的微孔透過(guò)式工作原理保證了去除水體中所有較大的離子、分子

5、，可以輕松去除分子直徑更大的易揮發(fā)有機(jī)污 染物質(zhì)，從根本上保證有機(jī)物指標(biāo)達(dá)到藥典規(guī)定指標(biāo)。3. 先進(jìn)環(huán)保。膜法聯(lián)合工藝替代傳統(tǒng)純蒸餾方法已經(jīng)成為當(dāng)今世界醫(yī)藥用水生產(chǎn)技術(shù)的主流。近年來(lái)代表制藥用水制備工藝最高技術(shù)水平的連續(xù)電去離子技術(shù)（）的出現(xiàn)，促使醫(yī)藥用水制備工藝摒棄伴生廢酸、廢堿污染的傳統(tǒng)離子交換技術(shù)，令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)計(jì)算機(jī)控制，連續(xù)生產(chǎn)，安全無(wú)污染。技術(shù)的根本是傳統(tǒng)離子交換和電滲析技術(shù)的巧妙結(jié)合：在電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子交換樹脂中的離子產(chǎn)生定向遷移，遷移后的離子空穴由水中的陰、陽(yáng)離子填充，從而在陰陽(yáng)離子移向離子滲透膜的同時(shí)實(shí) 現(xiàn)了樹脂的拋光再生；穿越選擇性滲透膜后的離子將被截留在稱為濃水室

6、”勺通道內(nèi)并隨 濃水”一起被排放。系統(tǒng)的樹脂使用量?jī)H為傳統(tǒng)混床的 5%，經(jīng)濟(jì)高效。同時(shí)，由于大部分溶解于水中的氣體如二氧化碳等都呈弱電性，可以對(duì)其進(jìn)行有效去除；特 別是對(duì)醫(yī)藥用水影響較大的革蘭陰性菌帶有負(fù)電荷，將被吸附于陽(yáng)離子交換樹脂表面，從而處于水解作用最活躍區(qū)域，被徹底 殺滅。德國(guó)普羅名特公司做為一個(gè)專業(yè)水處理設(shè)備研發(fā)與制造的跨國(guó)集團(tuán)，在水處理領(lǐng)域，特別是各種工藝用水設(shè)備制造領(lǐng)域享有 盛譽(yù)，一直致力于醫(yī)藥工藝用水設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用研究與創(chuàng)新，在該領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。普羅名特的設(shè)備秉承德國(guó)制造技術(shù)先進(jìn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，根據(jù)不同的原水進(jìn)水水質(zhì)情況和最終用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不同，采用經(jīng) 過(guò)合理設(shè)計(jì)的功能模塊

7、進(jìn)行集成、組合，來(lái)滿足最終用戶的不同需求。二、原水水質(zhì)普羅名特制藥用水的設(shè)備適用于進(jìn)水水質(zhì)要求為符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5749-85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的原水，可以是市政自來(lái)水或滿足要求的其它水源。三、制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)普羅名特的制藥水制備系統(tǒng)遵循模塊化設(shè)計(jì)理念，以預(yù)處理、氧化消毒、多介質(zhì)過(guò)濾、反滲透、消毒、連續(xù)去離子和儲(chǔ)存外輸?shù)裙δ軉卧獮榛A(chǔ)，在設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試過(guò)程中將普羅名特先進(jìn)的技術(shù)、精湛的工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制貫徹到每個(gè)功能單元；最終產(chǎn)水裝置根據(jù)其用水標(biāo)準(zhǔn)的不同，經(jīng)由各功能模塊優(yōu)化組合而成，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的高性能與高質(zhì)量，使產(chǎn)成水完全 達(dá)到或超過(guò)純化水和注射用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

8、醫(yī)療過(guò)程用水的主體為純化水和注射用水，其用途和水質(zhì)要求在國(guó)家藥典中有嚴(yán)格規(guī)定，參見表1、2、3。表1 :工藝用水分類水質(zhì)類別用途水質(zhì)要求飲用水1.制備純化水的水源2. 口服劑瓶子初洗3.設(shè)備、容器的初洗4.中藥材、中藥飲片的清洗、浸潤(rùn)和提取應(yīng)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(5749 85 )純化水1.制備注射用水(純蒸汽)的水源2.非無(wú)菌藥品直接接觸藥品的設(shè)備、器具和包裝材料最后一次洗滌用 水3.注射劑、無(wú)菌藥品瓶子的初洗4.非無(wú)菌藥品的配料5.非無(wú)菌藥品原料精制應(yīng)符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)1. 無(wú)菌產(chǎn)品直接接觸藥品的包裝材料最后一次精洗用水2. 注射劑、無(wú)菌沖洗劑配料注射用水應(yīng)符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)3. 無(wú)菌原料藥

9、精制4. 無(wú)菌原料藥直接接觸無(wú)菌原料的包裝材料的最后洗滌用水表2:純化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):項(xiàng)目中國(guó)藥典（2000年版）歐洲藥典（2000年增補(bǔ)版）美國(guó)藥典（第24版）本品為蒸餾法、離子交換法、由符合法定標(biāo)準(zhǔn)的飲用水經(jīng)蒸由符合美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)或歐共來(lái)源反滲透法或其他適宜方法制餾、離子交換或其他適宜方法制體或日本法定要求的飲用水經(jīng)適得得宜方法制得性狀無(wú)色澄明液體，無(wú)臭、無(wú)味無(wú)色澄明液體，無(wú)臭、無(wú)味酸堿度符合規(guī)定氨0.3卩氨化物、硫酸鹽與鈣鹽、亞硝酸鹽、二氧化碳、不符合規(guī)定揮發(fā)物硝酸鹽0.06 卩0.2卩重金屬0.5卩0.1卩鋁鹽生產(chǎn)滲析液時(shí)需控制此項(xiàng)目易氧化物符合規(guī)定符合規(guī)定總有機(jī)碳0.50.5電導(dǎo)率4.

10、3 卩(20C )符合規(guī)定細(xì)菌內(nèi)毒素0.25無(wú)菌檢查符合規(guī)定（用于制備無(wú)菌制劑時(shí)控制）微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)100個(gè)100個(gè)表3:注射用水標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中國(guó)藥典（2000年版）歐洲藥典（2000年增補(bǔ)版）美國(guó)藥典（第 24版）來(lái)源本品為純化水經(jīng)蒸餾所得的水為符合法定標(biāo)準(zhǔn)的飲用水或純化水經(jīng)適當(dāng)方法蒸餾而得由符合美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)或歐共體或日本法定要求的飲用水經(jīng)蒸餾或反滲透純化而得性狀無(wú)色澄明，無(wú)臭、無(wú)味無(wú)色澄明，無(wú)臭、無(wú)味氨0.2卩氨化物、硫酸鹽與鈣鹽、亞硝酸鹽、二氧化碳、不符合規(guī)定揮發(fā)物硝酸鹽0.06 卩0.2卩重金屬0.5卩0.1卩鋁鹽用于生產(chǎn)滲透液時(shí)需控制此項(xiàng)目易氧化物符合規(guī)定符合規(guī)定總有機(jī)碳0.50

11、.5電導(dǎo)率1.1 y(20C)符合規(guī)定細(xì)菌內(nèi)毒素0.250.250.25無(wú)菌檢查符合規(guī)定（用于制備無(wú)菌制劑時(shí)控制）微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)10個(gè)10個(gè)注釋： 歐洲藥典中和易氧化物項(xiàng)目，可任選一項(xiàng)監(jiān)控。 美國(guó)藥典中規(guī)定：企業(yè)自用的注射用水（原料）監(jiān)測(cè)和電導(dǎo)率，商業(yè)用的注射用水應(yīng)符合無(wú)菌注射用水的試驗(yàn)要求。表中 所列為企業(yè)自用注射用水的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。 微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)是指微生物污染達(dá)到某一數(shù)值，表明注射用水系統(tǒng)已經(jīng)偏離了正常運(yùn)行的條件，應(yīng)采取糾偏措施，使 系統(tǒng)回到正常的運(yùn)行狀態(tài)。四、工藝描述純化水、注射用水系統(tǒng)是由模塊化水處理設(shè)備、清洗與產(chǎn)成水存儲(chǔ)設(shè)備、分配泵及管網(wǎng)等組成的。以下描述為水處理系統(tǒng)設(shè) 備為主

12、，系統(tǒng)流程圖如下：Ozone Generator/Pretreatment/ 板妙Tlpartridge FilterTwoPass RO:竝廿選露二釀潘片TankQiIPuirnpTwoPas便0/二級(jí)反曙透Purifiedl Water: Storage Tank + Transfer Puimi：整代木產(chǎn)成爪；礴儲(chǔ)與簡(jiǎn)斎J匕LM只J LIIEMF怪氏電龍帝子活炸癥汀選露EDI Svstem/gWater for Injmctidn/注肘產(chǎn)成芥原水水質(zhì)必須滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)自來(lái)水管網(wǎng)自有壓力或經(jīng)二次加壓后待處理水進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)，同時(shí)投加臭氧進(jìn)行氧化 減低硬度及消毒滅菌，濾后水進(jìn)入帶有保安

13、筒式過(guò)濾器的兩級(jí)系統(tǒng)，滲透水再經(jīng)過(guò)臭氧徹底消毒進(jìn)入純化水儲(chǔ)罐，經(jīng)過(guò)紫外線 式殘余臭氧脫除器去除所有剩余臭氧，并進(jìn)一步消毒，由純化水外輸泵送到用水點(diǎn)，完成純化水生產(chǎn)過(guò)程。水箱中的純化水經(jīng) 由外輸水泵不斷循環(huán)，并在循環(huán)過(guò)程中投加 03進(jìn)行持續(xù)消毒-去除殘余 03的作用，保證純化水水質(zhì)恒久不變。普羅名特注射用水采用先進(jìn)的連續(xù)電去離子深度凈化工藝。部分純化水送入后段單元，即單元；在單元中離子進(jìn)一步被脫除,岀水在經(jīng)過(guò)精密筒式過(guò)濾器后進(jìn)入帶有蒸汽拌熱的注射用水儲(chǔ)罐，再由注射水外輸泵送到板式換熱器冷卻后進(jìn)入注射用水管網(wǎng)。純化水和注射用水均有回流到儲(chǔ)水箱，當(dāng)用水點(diǎn)不用水時(shí)實(shí)現(xiàn)自循環(huán)。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)集中控制，實(shí)現(xiàn)

14、自動(dòng)運(yùn)行。五、設(shè)備描述以產(chǎn)水量1m3為例進(jìn)行設(shè)備闡述。1.預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)通常包括石英砂過(guò)濾器，活性炭過(guò)濾器，必要時(shí)還可以采用軟化器，各設(shè)備能夠自動(dòng)進(jìn)行臭氧水反沖洗，自動(dòng)排 放；輔助設(shè)備有自動(dòng)加藥系統(tǒng)，臭氧發(fā)生投加系統(tǒng)。其主要功能：保證在不同的進(jìn)水情況，使得二級(jí)系統(tǒng)獲得一個(gè)穩(wěn)定、合格的的進(jìn)水水質(zhì)。預(yù)處理系統(tǒng)的模塊外形尺寸（L*W*）： 1200*800*18002二級(jí)系統(tǒng)二級(jí)系統(tǒng)主要包含保安過(guò)濾器，高壓泵，反滲透膜堆系統(tǒng)。2.1 一級(jí)和二級(jí)的保安過(guò)濾器5微米;經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)后，待處理水在經(jīng)高壓泵進(jìn)入膜之前 ，要進(jìn)入保安過(guò)濾器進(jìn)一步處理。一段保安過(guò)濾器的過(guò)濾精度為二段為3微米。使得大于 5微

15、米的顆粒不至于進(jìn)入后續(xù)單元，保證為后續(xù)系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定安全的進(jìn)料水，從而起到對(duì)高壓泵 和膜的安全保護(hù)。2.2 一級(jí)和二級(jí)高壓泵系統(tǒng)入口采用低壓保護(hù)，岀口采用高壓保護(hù)。高壓泵采用高效率的離心水泵。2.3膜系統(tǒng)=99.0%采用美國(guó)海德能公司的膜脫除原水中的鹽分，系統(tǒng)脫鹽率 2.4 級(jí)和二級(jí)反滲透純水沖洗系統(tǒng)和化學(xué)清洗系統(tǒng)一級(jí)和二級(jí)膜堆設(shè)置沖洗和化學(xué)清洗系統(tǒng)。先將清洗水箱用純化水加注至預(yù)定水位。在膜系統(tǒng)的工作過(guò)程中，高濃度的難溶鹽和其他被截留的雜質(zhì)會(huì)在膜表面形成一濃度層，在正常工作條件下，由于濃縮鹽水的不斷沖刷，在形成沉淀或結(jié)垢之前可以 流岀膜表面排走。當(dāng)系統(tǒng)故障停機(jī)時(shí)或運(yùn)行中，為了防止在膜表面形成

16、沉淀，應(yīng)及時(shí)用產(chǎn)品水自動(dòng)沖洗、排擠膜內(nèi)和不銹鋼管 道中的濃鹽水，使膜和管道完全浸泡在產(chǎn)品水中，防止因自然滲透造成的膜損壞；沖洗還可以帶走部分污垢，形成對(duì)膜和裝置 的有效保養(yǎng)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的性能明顯下降，通過(guò)沖洗已經(jīng)不能夠恢復(fù)或接近原來(lái)的性能時(shí)，必須進(jìn)行化學(xué)清洗，按照合適的化學(xué)藥劑配方和相應(yīng)的運(yùn)行程序，在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行。二級(jí)系統(tǒng)的模塊外形尺寸（L*W* ）: 1600*800*18003.純化水儲(chǔ)罐（不在設(shè)備范圍內(nèi)）設(shè)有液位控制，同時(shí) 采用316L不銹鋼制作，內(nèi)壁電拋光并作鈍化處理； 貯水罐上安裝 0.2卩m疏水性的通氣過(guò)濾器（呼吸器），并可以臭氧水消毒； 能經(jīng)受至少121 C高溫蒸汽的消毒；

17、排水閥采用不銹鋼隔膜閥； 儲(chǔ)罐容積取決于實(shí)際用水工況。4單元4.1輸水泵純化水輸送泵 采用316L不銹鋼（浸泡部分），電拋光鈍化處理； 衛(wèi)生夾頭作連接件； 潤(rùn)滑劑采用純化水； 可完全排除積水。4.2紫外線燈由于紫外線激發(fā)的 255波長(zhǎng)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。4.3單元經(jīng)過(guò)紫外線滅菌的水在加壓泵的加壓下進(jìn)入系統(tǒng)，代表當(dāng)今制藥用水最高制備工藝技術(shù)水平的是電去離子技術(shù)（）。技術(shù)是借助離子交換樹脂的離子交換作用以及陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇性透過(guò)作用，在直流電場(chǎng)的作用下，實(shí)現(xiàn)離子定向 遷移，從而完成對(duì)水的深度除鹽。由于

18、離子交換、離子遷移及離子交換樹脂的電再生相伴發(fā)生，猶如一個(gè)邊交換邊再生的混和 離子交換樹脂柱，可以連續(xù)不斷地制取高質(zhì)量的制藥用水，因而該過(guò)程又稱連續(xù)去離子（）過(guò)程。作為一種可以連續(xù)工作的深 度除鹽手段，接在之后具有很多優(yōu)勢(shì)：對(duì)2價(jià)以上的離子，如 2 +、2+等具有很高的脫鹽率，因而可有效降低原水硬度，有利于膜堆長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)有利于淡室水的解離，產(chǎn)生足夠的H+和，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)離子交換樹脂的電化學(xué)再生，使相當(dāng)一部分樹脂處在交換-再生平衡狀態(tài)，即不必用酸、堿對(duì)樹脂進(jìn)行化學(xué)再生，且離子交換樹脂用量?jī)H相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的5 %，既降低了合成樹脂的消耗量，又避免了因樹脂再生使用大量酸堿所造成的高運(yùn)行成本和高污染；可以對(duì)純化水中商存的低價(jià)離子，以及2等呈弱電性的微量成份進(jìn)行有效去除，結(jié)合相應(yīng)的輔助措施，令出水達(dá)到注射用水的標(biāo)準(zhǔn)。另外，電流密度的增加以及淡室中樹脂表面水解離不斷產(chǎn)生的H+和-，可使淡室水的局部值發(fā)生變化，形成不利于細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件；同時(shí)，由于陰離子交換樹脂表面帶正電荷，而細(xì)菌尤其是對(duì)制藥用水影響較大的革蘭陰性菌帶負(fù)電荷，使其極