制药工艺用水
计和安装应避免死角、盲管。 贮罐和管道要规定清洗、灭菌周期。 注射用水贮罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除
菌滤器。 注射用水的贮存可采用 80t以上保温、65t以上保温
循环或4℃以下存放。 有关注射用水系统验证的重点有以下5方面。
(1)注射用水管路系统的要求
长度对加热系统<6d,对冷却系统<4d,d为管径;
⑥ 注射用水回路保持65℃以上循环,用水点处冷却; ⑦ 系统能用纯蒸汽灭菌。
典型的注射用水管道布置的系统图如下图所示。
注射用水管道系统图
(2)典型纯化水系统装置单元简介
2m3/h纯化水工艺流程及设备平面布置图详见教材中图4-81。
(3)典型注射用水系统简介
电渗析器原理见下图
图4-73 1.阳极; 2.极室; 3.阳膜; 4.浓室; 5.阴膜; 6.淡室; 7.阴极
浓室中离子在 电场作用下被 滞留于浓室中。
注意事项:
由于阳极的极室中有初生态氯产生,对阴膜有毒害作用,故 贴近电极的第一张膜宜用阳膜,因为阳膜价格较低且耐用。
因在阴极的极室及阴膜的浓室侧易有沉淀,故电渗析每运行 4~8h,需倒换电极,此时原浓室变为淡室,逐渐升到工作 电压,以防离子迅速转移使膜生垢。
反渗透特点:
中空纤维反渗透膜组件与卷式组件相比,具有单位体积内膜 面积大,结构紧凑,工作压力较低,不会受污染等优点,但 组件价格较高。
反渗透运行时,水和盐的渗透系数都随温度的升高而加大, 温度过高,将会增加膜的压实作用或引起膜的水解,故宜在 20~30℃条件下运行。
透水量随压力的升高而加大,应根据盐类的含量、膜的透水 性能及水的回收率来确定操作压力,一般1.5~3MPa。
纯化水为采用离子交换法、反渗透法、蒸馏法或其他适 宜的方法制得供药用的水,不含任何附加剂。
对工艺用水的水质要定期检查。一般,饮用水每月检查 部分项目一次,纯化水每2h在制水工序抽样检查部分项 目一次,注射用水至少每周全面检查一次。
工艺用水的水质要求和用途见下表。
水质类别
用
途
饮用水
1.口服制剂瓶子初洗 2.制备纯化水的水源 3.中药材、饮片清洗、浸润、提取用水
第N效。
二次蒸汽的冷凝水汇流到 蒸馏水贮罐,蒸馏水温度 95~98℃。
具有传热系数大、安装 不需支架、操作稳定等优 点。其蒸发量与蛇管加工 精度关系很大。
第二效
第N效
冷 凝 器
5.制水工艺的设计
(1)纯化水与注射用水管路系统的要求 ① 采用低碳不锈钢,内壁抛光并作钝化处理; ② 管路采用氩弧焊焊接或用卫生夹头连接; ③ 阀门采用不锈钢隔膜阀,卫生夹头连接; ④ 管路适度倾斜,以便排除积水; ⑤ 管路采用串联循环布置,经加热回流入贮罐。阀门盲管段
蒸发器型式如下图。
Finn—Aqua系列,在我国采用 较多。
内部为传热管束与管板、壳体 组成的降膜式列管蒸发器。
蒸发器内还有发夹形换热器, 用以预热加料水。
Stilmas系列,是降膜蒸发器, 具有传热系数大、设备紧凑 等优点,分离器置于下部, 并有丝网除沫器。此种型式 管长较短。
(a)Finn一Aqua系列;
离子交换膜可分为均相膜、半均相膜、导相膜3种。纯水 用膜都用导相膜,它是将离子交换树脂粉末与尼龙网在一 起热压,固定在聚乙烯膜上。
阳膜是聚乙烯苯乙烯磺酸型,阴膜是聚乙烯苯乙烯季胺型, 阳膜只允许通阳离子,阴膜只允许通过阴离子。膜厚 0.5mm。
由于电渗析器是由多层隔室组成,淡化室中阴、阳离子迁 移到相邻的淡室,达到除盐淡化目的。
包括纯化水贮罐、多效蒸馏水机、纯蒸汽发生器、注射用水 贮罐、注射用水泵 换热器(一台加热器和一台冷却器)。
其系统流程见图4-82所示。
6. 水系统验证
我国《药品生产质量管理规范》规定。 纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应能防止微生
物的滋生和污染。 贮存和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。管道的设
(b)Stilmas系列;
1.进料水;2.加热蒸汽;3.冷凝水;4.排放水;5.纯蒸汽
Barnstead系列 采用外循环长管蒸发器, 具有拆装清洗方便、加 工精细等优点,但传热 系数较小,设备较大。
Olsa系列 采用短管内循环蒸发 器,具有设备管路少、 外观整齐等优点,但 传热系数小,起动时 间较长。
树脂层高度约占圆筒高度的60%。
上排污口工作期用以排空气,在再生和反洗时
用以排污。
下排污口在工作前用以通入压缩空气使树脂松
动,正洗时用以排污 。
1.进水口; 2.上排污口; 3.上布水器;4.树脂进料口; 5.树脂放出口;6.下布水器;7. 下排污口; 8.出水口
离子交换柱工作原理
阳、阴离子交换柱的运行操作,可分四个步骤;制水、反洗、 再生、正洗。 原水由上部进入粒子层,经与树脂粒子充分接触,将水中的 阳离子和树脂上的H+离子进行交换,并结合成无机酸,其原 理如下。
螺旋卷式反渗透膜
中空纤维式反渗透
中空纤维式反渗透组件是由数万至数十万根中空纤维,其 端部由树脂固接的封头组成。
用于纯化水制备时,高压盐水流过纤维外壁,而纯化水由 纤维中心流出。
l.中空纤维;2.外壳;3.原水分布管;4.密封隔圈;5.端板; 6.多孔支撑板;7.环氧树脂管板;8.中空纤维端部示意;9.隔网
混合床的再生时,因为阴、阳离子树脂再生所用药品不同, 再生前需于柱底逆流给水,利用阴、阳离子树脂的密度差, 使其分层。
再将上层的阳离子树脂引入再生柱,两种树脂分别于两个 容器中再生。
其后将阳离子树脂抽入混合柱内,柱内加水超过树脂面, 由下部通入压缩空气进行混入。
(2)电渗析器
原理:在外加直流电场作用下,利用离子交换膜对溶液中 离子的选择透过性,使溶液中阴、阳离子发生离子迁移, 分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
在蒸发器2中纯蒸汽冷凝为蒸馏水,产生纯蒸汽130℃,再作热 源进入蒸发器了,依次类推。 蒸馏水出口温度为97-99℃。
(2)塔式(盘管式)多效蒸馏水机
塔式(盘管式)多效蒸馏水机系采用盘管式多效蒸发来 制取蒸馏水的设备。
此种蒸发器是属于蛇管降膜蒸发器,蒸发传热面是蛇管 结构,蛇管上方设有进料水分布器,将料水均匀地分布 到蛇管的外表。
参照中国药典 电阻率>0.5Ω•m 符合中国药典标准
符合中国药典标准
1. 纯化水工艺流程
一般有4种 (1)原水 ---- 预处理---- 阳离子交换---- 阴离子交换----混床----
纯化水
(2)原水----预处理----电渗析----阳柱----阴柱----混床----纯化水
(3)原水----预处理----弱酸床----反渗透---- 阳柱----阴柱----混床---纯化水
水质要求
生活饮用水标准 GB5749–85
去 纯离
子 化水
蒸 水馏
水
注射用水
1.口服制剂配料、洗瓶 2.注射剂、无菌冲洗剂瓶子的初洗 3.非无菌原料药精制 4.制备注射用水的水源
1.溶媒 2.口服制剂、外用药配料 3.非无菌原料药精制 4.制备注射用水的水源
1.注射剂、无菌冲洗剂配料 2.注射剂、无菌冲洗剂洗瓶(经0.45μm滤膜过 滤后使用) 3.无菌原料药精制
床——紫外线杀菌——超滤——微孔滤膜——注射用水。
流程①是纯化水经蒸馏存可采用80℃以上保温、65℃以上保温循环
或4℃以下存放。 保温循环时,用泵将注射用水送经各用水点,剩余的回至
贮罐。若有些品种不能用高温水,在用水点可冷却降温。
流程②是用反渗透加离子交换法制成高纯水,再经紫
原理图示
反渗透膜
反渗透膜的孔径较小,一般0.1~1.0nm。膜材料多为醋酸纤 维素(CA)或三醋酸纤维素等。
反渗透膜组件有螺旋卷式和中空纤维式。 螺旋卷式是在两层反渗透膜中间加入一层多孔支撑材料用
以通过淡化水,密封二层膜的三个边缘,使盐水与通过膜 的淡水隔开,再于膜下铺一层隔网(用以通过盐水)。 然后沿着钻有孔眼的中心管卷绕依次叠好的多层材料,就 形成一个卷式反渗透膜元件。 如图所示。
流程(2):常用于原水含盐量大于500mg/L,增加电渗 析,可减少树脂频繁再生,能去除75%~85%的离子,减 轻离子交换负担,使树脂制水周期延长,减少再生时酸、 碱和排污用量。
流程(3):以反渗透代替流程(2)的电渗析。反渗透能除去 85%~90%的盐类,脱盐率高于电渗析;此外,反渗透还 具有除菌、去热原、降低COD作用;但其投资和运行费 用较高。
(4)原水----预处理----弱酸床----反渗透----脱气---- 混床---- 纯 化水
流程(1):为全离子交换法,用于符合饮用水标准的原水,常用 于原水含盐量<500mg/L。混床是阴、阳=2:1混合,起再一 次净化作用。
1.转子流量; 2.真空泵; 3.贮水箱; 4.过滤器; 5.酸液罐; 6.碱液罐; 7.阳柱; 8.阴柱; 9.混合柱; 10.再生柱
蛇管降膜蒸发器原理
进料水经进料水分布器,均匀 地分布到蛇管上,蛇管内通入 热蒸汽,将进料水部分蒸发, 剩余的水流至器底排出。
二次蒸汽经丝网除沫,将外来 进料水预热,出蒸发器,作为 下一效的加热蒸汽。
图4-78 盘管多效蒸馏水器
由锅炉来的蒸汽进入第一 效蛇管内,冷凝水排出。
第一效
第一效产生的二次蒸汽进 人第二效蛇管作为热源。至
交换后的水呈酸性。
当水进入阴离子交换柱时,利用树脂去除水中的阴离子 生成水,其反应如下。
混合离子交换柱中是阴、阳离子树脂按照2:1的比例混合 放置的,其作用是将水质再一次净化。
再生柱是配合混合柱使用的。
再生过程
当树脂交换平衡时,就会失去置换能力,则需停止生产而 进行树脂活化再生。
阳离子树脂需用5%的盐酸溶液再生,阴离子树脂则用5% 氢氧化钠再生。
电渗析器的组装方式是用“级”和“段”表示,一对电极为 一级,水流方向相同的若干隔室为一段。增加段数可增加流 程长度,所得水质较高。