第十二章制藥用水設(shè)備講述介紹

1、第十二章制藥用水設(shè)備講述介紹第一節(jié) 制藥用水概述一、制藥用水分類及質(zhì)量要求飲用水：為天然水經(jīng)凈化處理所得的水，可作為藥材凈制時(shí)的漂洗、制藥用具的粗洗用水。除另有規(guī)定外，也可作為藥材的提取溶劑。純化水：是指用蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的供藥用的水，不含任何附加劑。純化水可作為中藥注射劑、滴眼劑等滅菌制劑所用藥材的提取溶劑；口服、外用制劑配制用溶劑或稀釋劑；非滅菌制劑用器具的精洗用水；必要時(shí)亦用作非滅菌制劑用藥材的提取溶劑。純化水不得用于注射劑的配制與稀釋。純化水應(yīng)符合中國(guó)藥典2010年版所收載的純化水標(biāo)準(zhǔn)。第一節(jié) 制藥用水概述注射用水：為純化水經(jīng)蒸餾所得的水，一般應(yīng)在制備后

2、12小時(shí)內(nèi)使用。注射用水可作為配制注射劑的溶劑或稀釋劑及注射用容器的精洗，必要時(shí)亦可作為滴眼劑配制的溶劑。滅菌注射用水：為注射用水按照注射劑生產(chǎn)工藝制備所得。主要用于注射用滅菌粉末的溶劑或注射劑的稀釋劑，其質(zhì)量符合滅菌注射用水項(xiàng)下的規(guī)定。注射用水的檢測(cè)項(xiàng)目包括性狀、pH值、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、電導(dǎo)率、總有機(jī)碳、不揮發(fā)物 、重金屬 、細(xì)菌內(nèi)毒素、微生物限度，2010藥典規(guī)定滅菌注射用水還應(yīng)檢測(cè)氯化物、硫酸鹽與鈣鹽、二氧化碳等項(xiàng)目。第一節(jié) 制藥用水概述二、制藥用水生產(chǎn)工藝流程圖12-1 制藥用水制備工藝流程 由于原水中往往含有電解質(zhì)、有機(jī)物、懸浮顆料粒等雜質(zhì)，如不經(jīng)預(yù)處理，對(duì)設(shè)備的使用年限及設(shè)備

3、的性能會(huì)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致出水質(zhì)量不合格；預(yù)處理后的水用離子交換法、反滲透等方法除去水中的陰、陽(yáng)雜離子稱為脫鹽；后處理工藝是采用脫氣塔、紫外線、臭氧減菌等工藝，除去水中殘留的一些氣體、離子和微生物，制得的純化水經(jīng)蒸餾后得到注射用水。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備 一、原水預(yù)處理設(shè)備組合 原水預(yù)處理系統(tǒng)由原水箱、石英砂過(guò)濾器、錳砂過(guò)濾器，活性炭吸附過(guò)濾器和軟化器、精濾器等構(gòu)成，設(shè)備的外殼體均為優(yōu)質(zhì)不銹鋼3042B材質(zhì)制成。1原水貯罐 原水貯罐應(yīng)設(shè)置高、低水位電磁感應(yīng)液位計(jì)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)水箱液位。2原水泵 可采用普通的離心泵，泵應(yīng)設(shè)置高過(guò)熱保護(hù)器、壓力控制器，以提高泵的壽命。為防止出現(xiàn)故障，泵還應(yīng)設(shè)有自動(dòng)報(bào)警系

4、統(tǒng)。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備3藥箱、計(jì)量泵 若原水水質(zhì)濁度較高，通常運(yùn)用精密計(jì)量泵進(jìn)行自動(dòng)加藥。加藥箱的材質(zhì)亦多為非金屬材料如（PE），計(jì)量泵的定量加藥應(yīng)與源水泵運(yùn)轉(zhuǎn)同步進(jìn)行。4機(jī)械過(guò)濾器 機(jī)械過(guò)濾器有石英砂過(guò)濾器與錳砂過(guò)濾器，機(jī)械過(guò)濾器罐體可采用玻璃鋼內(nèi)襯PE膽的非金屬罐體。石英砂過(guò)濾器主要用于去除水中的懸浮雜質(zhì)，內(nèi)裝過(guò)濾介質(zhì)為精制的石英砂；錳砂過(guò)濾器采用粒徑的錳砂裝填,除具有石英砂過(guò)濾器的作用外，對(duì)水中含有的鐵離子有一定的脫除能力。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備5活性炭過(guò)濾器 主要有兩個(gè)功能：吸附水中部分有機(jī)物，吸附率在60%左右；吸附水中余氯，對(duì)水中的游離氯吸附率達(dá)99以上，活性碳過(guò)濾器濾粒為

5、5mm的顆?；钚蕴?。6軟化器 除去水中鈣、鎂離子的過(guò)程稱為水的軟化，水系統(tǒng)中利用鈉型陽(yáng)離子樹脂將水中的Ca2+、Mg2+置換。7精濾器 精濾在水系統(tǒng)中又稱為保安過(guò)濾，是原水進(jìn)入反滲透膜前最后的一道處理工藝，其作用是防止上一道過(guò)濾工序可能存在的泄漏。精密過(guò)濾器由殼體、上帽蓋和數(shù)根濾芯組成，殼體和上帽蓋由聯(lián)接螺栓及膠墊連接在一起，濾芯為熔噴成型的孔徑為5um的聚丙烯(PP)。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備二、純化水的制備（一）反滲透的基本原理圖12-3 反滲透基本原理示意圖 一個(gè)容器中間用半透膜隔開，兩側(cè)分別加入純水和鹽水，此時(shí)純水會(huì)透過(guò)半透膜擴(kuò)散到鹽溶液一側(cè)，這種現(xiàn)象為滲透；兩側(cè)液柱的高度差表示此鹽所

6、具有的滲透壓。如果用高于此滲透壓的壓力作用于鹽溶液一側(cè)，則鹽溶液中的水將向純水一側(cè)滲透，使得水從鹽溶液中分離出來(lái)，此過(guò)程與滲透相反，稱為反滲透。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備（二）反滲透法制備純水工藝流程1一級(jí)反滲透系統(tǒng)圖12-4 一級(jí)反滲透系統(tǒng)示例1-預(yù)處理后水；2-高壓泵；3-反滲透裝置；4-濃縮水排水；5-反滲透出水；6-中間儲(chǔ)罐 一級(jí)反滲透裝置能除去90%95%的一價(jià)離子和98%99%的二價(jià)離子，同時(shí)能除去微生物和病毒，但去除氯離子的能力還達(dá)不到藥典要求，故常在反滲透后面加上離子交換系統(tǒng)。一級(jí)反滲透系統(tǒng)+離子交換系統(tǒng)這種組合特別適合制藥用水的綜合性使用，水系統(tǒng)既滿足工藝用純化水的供應(yīng)，又滿足

7、注射用水的原水使用要求。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備2.二級(jí)反滲透系統(tǒng) 圖12-5 二級(jí)反滲透系統(tǒng)示例1-原水；2-一級(jí)高壓泵；3-一級(jí)反滲透；4-濃縮水排水；5-一級(jí)反滲透出水； 6-中間儲(chǔ)罐；7-二級(jí)高壓泵；8-二級(jí)反滲透；9-二級(jí)濃縮排水（返回至一級(jí)入口）；10-純化水出口 以串聯(lián)方式將第一級(jí)反滲透的出水作為第二級(jí)反滲透的進(jìn)水，二級(jí)反滲透系統(tǒng)的第二級(jí)的排水(濃水)的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一級(jí)反滲透的進(jìn)水，可以將其與第一級(jí)反滲透的進(jìn)水混合作為第一級(jí)的進(jìn)水，以提高水的利用率。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備 3.主要設(shè)備 （1）一、二級(jí)高壓泵：作為反滲透系統(tǒng)動(dòng)力源的高壓泵，配置高、低壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)，以防止泵的

8、損壞。（2）反滲透主機(jī)：主要部分是反滲透膜組件，其結(jié)構(gòu)因膜的形式而異，一般有管式、框式、卷式和中空纖維式四種，均可用于純化水的制取。（3）紫外線殺菌器：為了防止管道中的滯留水及容器管道內(nèi)壁滋生細(xì)菌而影響供水質(zhì)量，在反滲透處理單元進(jìn)出口的供水管道末端均應(yīng)設(shè)置大功率的紫外線殺菌器，以保護(hù)反滲透處理單元免受水系統(tǒng)可能產(chǎn)生的微生物污染，杜絕或延緩管道系統(tǒng)內(nèi)微生物細(xì)胞的滋生。 第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備 4.反滲透系統(tǒng)的操作 (1)運(yùn)行前準(zhǔn)備開機(jī)前:將R0系統(tǒng)中每個(gè)組件的出水閥全部開啟，關(guān)閉所有取樣閥，關(guān)閉淡水閥和清洗進(jìn)水閥；開啟淡水排放閥及電控箱上主電源、自動(dòng)開關(guān)。低壓沖洗:低壓沖洗一般用于新RO膜元件

9、投入使用及剛剛化學(xué)清洗后。當(dāng)預(yù)處理運(yùn)行正常、出水水質(zhì)符合R0系統(tǒng)進(jìn)水指標(biāo)時(shí)，開啟R0系統(tǒng)濃水閥、淡水排放閥。調(diào)節(jié)進(jìn)水壓力在左右，使R0系統(tǒng)處于低壓沖洗狀態(tài)，濃水、淡水全部排放，一般沖洗時(shí)間為26小時(shí)。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備 (2)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn) 準(zhǔn)備工作完畢后，開啟R0前級(jí)增壓泵，當(dāng)R0進(jìn)水壓力005Mpa時(shí)，R0高壓泵自動(dòng)起動(dòng)(也可關(guān)閉自動(dòng)開關(guān)，手動(dòng)開啟R0高壓泵)。然后慢慢調(diào)節(jié)R0進(jìn)水閥及濃水閥，使之達(dá)到設(shè)定的產(chǎn)水量及濃水排放量。當(dāng)純水電導(dǎo)率小于進(jìn)水電導(dǎo)率乘以，即可以開啟淡水閥，關(guān)閉淡水排放閥，設(shè)備進(jìn)入正常運(yùn)行。通常對(duì)于第一次已調(diào)好的閥門開度可不再調(diào)整。 (3)停機(jī) 停機(jī)前，啟動(dòng)清洗泵(一級(jí)反

10、滲透裝置為中間水箱泵)，開啟清洗閥，用R0出水沖洗R0膜元件25分鐘，濃水排放，沖洗完畢后，關(guān)閉泵及清洗閥。第二節(jié) 制藥用水生產(chǎn)設(shè)備圖12-2 反滲透純水設(shè)備第三節(jié) 注射用水設(shè)備一、多效蒸餾水器圖12-6 垂直串接式三效蒸餾水器工作原理示意圖（一）垂直串接式多效蒸餾水器 在制藥工業(yè)中，常見的垂直串接式多效蒸餾水器是三效蒸餾水器，它是由三個(gè)單效蒸餾水器組合而成，其加料方式為三效并流加料，工藝流程如圖12-6所示。第三節(jié) 注射用水設(shè)備 三效蒸餾水器的工作過(guò)程:純化水先在蒸餾水蒸汽冷凝器內(nèi)經(jīng)熱交換預(yù)熱后，經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)一步預(yù)熱后在第一效被生蒸汽加熱至130而沸騰汽化成二次蒸汽，所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入第二效

11、進(jìn)行熱交換后再次進(jìn)入第三效進(jìn)行熱交換。第一效中剩余的水流向第二效被加熱至120沸騰汽化，所產(chǎn)生的二次蒸汽與第二效來(lái)的加熱蒸汽一起進(jìn)入第三效進(jìn)行熱交換，隨后進(jìn)入冷凝器冷凝成蒸餾水。第二效中剩余的水流向第三效被加熱至110沸騰汽化，所產(chǎn)生的二次蒸汽直接進(jìn)入冷凝器冷凝成蒸餾水。第三效蒸餾后所剩余的水含鹽濃度高而被棄去，成品蒸餾水被貯存在蒸餾水貯存罐中。第三節(jié) 注射用水設(shè)備（二）水平串接式多效蒸餾水器單效膜式蒸餾水器 純化水從進(jìn)水管口進(jìn)入，然后經(jīng)分布器分布后沿列管內(nèi)壁呈膜狀下降，受熱沸騰蒸發(fā)。生成的二次蒸汽自列管下部引出，再沿螺旋形氣液分離器高速向上流動(dòng)，因受離心力的作用，蒸汽中夾帶的液滴被分離，純蒸

12、汽則從出口排出。圖12-7 膜式蒸餾水器工作原理示意圖第三節(jié) 注射用水設(shè)備四效蒸餾水器:由四個(gè)膜式蒸餾水器水平串接而成，其工藝流程如圖12-8所示。工作時(shí)，合格的原料水(一般為純化水) 由多級(jí)泵增壓后經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入冷凝器進(jìn)行熱交換，再依次進(jìn)入各效預(yù)熱器、及中，最后進(jìn)入到效蒸發(fā)器，由料水分布器噴射在加熱管內(nèi)壁，使料水在加熱管內(nèi)成膜狀流動(dòng)，被外來(lái)蒸氣繼續(xù)加熱，產(chǎn)生夾帶水滴的二次蒸汽，從加熱管下端進(jìn)入汽水分離裝置，被分離的純蒸汽進(jìn)入到效蒸發(fā)器的列管間作為加熱熱源，而進(jìn)料水中未汽化部分則進(jìn)入效蒸發(fā)器的列管內(nèi)，重復(fù)上述過(guò)程，其余各效原理與第一效相同。第三節(jié) 注射用水設(shè)備圖12-8 水平串接式四效蒸餾水器工

13、作原理示意圖第三節(jié) 注射用水設(shè)備多效蒸餾水機(jī)的所有熱交換器均由無(wú)縫316L不銹鋼管制成，直徑小，長(zhǎng)度很短，從而保證了蒸發(fā)的最高效率(薄膜蒸發(fā))。多效蒸餾水機(jī)其設(shè)備均為機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，無(wú)須分拆，節(jié)省占地面積。整個(gè)設(shè)備采用316L或304L不銹鋼制成，設(shè)備材料的內(nèi)外表面都經(jīng)過(guò)保護(hù)和鈍化處理，不銹鋼管線和閥門等都經(jīng)過(guò)機(jī)械+電拋光鏡面處理。設(shè)備內(nèi)部使用的墊圈應(yīng)采用符合相應(yīng)法規(guī)要求的，無(wú)毒、無(wú)析出物、無(wú)微生物和雜質(zhì)滯留的衛(wèi)生級(jí)材料制造。多效蒸餾水器具有冷卻水用量很少、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)水量大、熱利用率高等優(yōu)點(diǎn)。第三節(jié) 注射用水設(shè)備二、氣壓式蒸餾水器圖12-9 氣壓式蒸餾水器工作原理示意圖工作原理:是

14、將進(jìn)料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(guò)程中所釋放出的潛熱可用作原水預(yù)熱熱源，如圖12-9所示。第三節(jié) 注射用水設(shè)備氣壓式蒸餾水器生產(chǎn)蒸餾水的優(yōu)點(diǎn):不需要冷凝水，通過(guò)換熱器可回收余熱加熱原水，從而降低了能耗，節(jié)約了能源開支；二次蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮、凈化、冷凝等過(guò)程后，在高溫下已停留了約45分鐘，可以保證蒸餾水無(wú)菌、無(wú)熱源，所生產(chǎn)的蒸餾水一次就能達(dá)到藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求；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，能滿足各種類型的制藥生產(chǎn)的需要。第三節(jié) 注射用水設(shè)備 三、注射用水的質(zhì)量要求與貯藏注射用水是制備注射劑最常用的溶劑，其質(zhì)量要求在藥典中有嚴(yán)格規(guī)定。除一般純化水的檢查項(xiàng)目應(yīng)符合規(guī)定外，還規(guī)定pH值應(yīng)為，細(xì)菌內(nèi)毒素檢查應(yīng)符合規(guī)定。由于注射用水純度極高，性質(zhì)不穩(wěn)定，很容易染菌，為了避免水質(zhì)下降，生產(chǎn)出的蒸餾水不能停滯，規(guī)定一般藥品生產(chǎn)用注射用水儲(chǔ)存時(shí)間不超過(guò)12小時(shí)，生物藥品生產(chǎn)用注射用水儲(chǔ)存時(shí)間不超過(guò)6小時(shí)，否則需要回流到蒸餾器中