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純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的運(yùn)用
純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的運(yùn)用【1】
[摘 要]純化水是藥物生產(chǎn)過(guò)程中要大量使用的一種工藝用水，在藥品生產(chǎn)過(guò)程中和藥物生產(chǎn)與藥物使用安全是非常重要的，本文主要對(duì)純化水的制備工藝進(jìn)行了非常詳細(xì)的分析，在研究的過(guò)程中還要對(duì)水生產(chǎn)的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程中所需要的成本以及能源的消耗等方面進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)，同時(shí)還根據(jù)實(shí)際情況提出了一些比較科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝，主要對(duì)純化水制備工藝在生產(chǎn)中的運(yùn)用進(jìn)行全面的分析，筆者認(rèn)為反透法制備純化水的工藝是比較適合在制藥行業(yè)中得以應(yīng)用的。
[關(guān)鍵詞]制藥生產(chǎn);純化水制備工藝;應(yīng)用分析;反滲透法
純化水的制備技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)有了很長(zhǎng)的發(fā)展歷史，不僅在工藝上有了很大的變化，同時(shí)也在設(shè)備上出現(xiàn)了很大的改變，在制藥過(guò)程中也需要使用純化水制備工藝，這樣才能更好的保證藥品制備的可靠性，從而也提高了藥品的有效性，所以純化水制備工藝的選擇也成了藥品制備和生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
1、純化水制備方法
1.1 純化水制備方法選定的原則
在制藥用水系統(tǒng)的選擇中要保證系統(tǒng)中的各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)都能達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)微生物和菌群的數(shù)量也應(yīng)該予以嚴(yán)格的控制，源水的質(zhì)量直接決定了純化水的質(zhì)量，純化水制備的設(shè)備系統(tǒng)在配置的過(guò)程中應(yīng)該充分的考慮到源水的水質(zhì)以及相關(guān)的用戶對(duì)純化水水質(zhì)的相關(guān)要求以及運(yùn)行中能夠承受的最高費(fèi)用等，這樣才能更好的選擇合適的設(shè)備。
1.2 純化水制備的方法
1.2.1離子交換
這種制備工藝是相對(duì)比較傳統(tǒng)的純化水制備方法，該技術(shù)通常就是指利用樹脂的離子交換功能來(lái)清除水中的一些金屬離子，而對(duì)離子交換系統(tǒng)也需要定期的進(jìn)行清洗，在清洗的過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際的情況選擇酸和堿，通常我們將這一處理過(guò)程叫做再生處理，在再生處理過(guò)程中再生劑有著非常好的抗菌和殺菌的作用，所以它對(duì)系統(tǒng)中的微生物也有很好的抑制作用。
離子交換系統(tǒng)也可以設(shè)計(jì)成陰床和陽(yáng)床相互分離的，樹脂再生處理的過(guò)程中可以將廢液的PH值調(diào)整到合理的范圍之內(nèi)再排放，這樣就可以較少對(duì)環(huán)境的污染，而且使用這一技術(shù)可以減少相關(guān)費(fèi)用的投入，所以這種技術(shù)也比較適用于科研機(jī)構(gòu)或者是需水量并不是非常大的生產(chǎn)車間當(dāng)中。
1.2.2蒸餾冷凝法
這種方法是以前藥廠經(jīng)常使用的一種純化水制備方法，在制備的過(guò)程中首先需要將原來(lái)的水進(jìn)行加熱，讓水以水蒸氣的方式存在，之后再通過(guò)冷凝的方式去除水中存在的離子，但是使用這種方法需要消耗大量的能源。
1.2.3電滲析法
電滲析法在應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)利用靜電和選擇性滲透膜完成分離過(guò)程，同時(shí)還要將金屬離子通過(guò)水流充分的沖洗掉，但是這一系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中不能體現(xiàn)出非常好的效果，同時(shí)電滲析系統(tǒng)也應(yīng)該經(jīng)過(guò)一定的清洗處理，這樣才能保證系統(tǒng)的功能可以得以充分的發(fā)揮。所以電滲析系統(tǒng)通常應(yīng)用在純化水系統(tǒng)的前期處理工作中，它主要是起到了輔助的作用。
1.2.4電法去離子(EDI)
電法去離子系統(tǒng)是將離子交換技術(shù)和電滲析技術(shù)互相結(jié)合，但是它是一種出現(xiàn)的比較晚的膜分離技術(shù)，它可以很好的去除水中離子的數(shù)量，從而使得純化水的電阻可以在15Ω以上使用這種技術(shù)制備純水的過(guò)程中不需要添加任何的外加劑而且在制備的過(guò)程中也不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)十分不利的影響，水資源也可以得到充分的利用，使用該系統(tǒng)不需要進(jìn)行化學(xué)再生，在使用的過(guò)程中也可以制備出質(zhì)量非常高的純化水，可以體現(xiàn)出其非常大的優(yōu)勢(shì)。
1.2.5反滲透
反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過(guò)反滲透膜(一種半透膜)而分離出來(lái)，方向與滲透方向相反，可使用大于滲透壓的反滲透法進(jìn)行分離、提純和濃縮溶液。
利用反滲透技術(shù)可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體、細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素和大部分有機(jī)物等雜質(zhì)。反滲透膜的主要分離對(duì)象是溶液中的離子范圍，無(wú)需化學(xué)品即可有效脫除水中鹽份，系統(tǒng)除鹽率一般為98%以上。所以反滲透是最先進(jìn)的也是最節(jié)能、環(huán)保的一種脫鹽方式，也已成為了主流的預(yù)脫鹽工藝。
1.3 反滲透制水系統(tǒng)
1.3.1多介質(zhì)過(guò)濾器
多介質(zhì)過(guò)濾器中的精致酸洗石英砂、精致無(wú)煙煤去除原水中粒度大于20微米的機(jī)械介質(zhì)、小分子有機(jī)物和部分膠體，使出水濁度<0.5NTU，COD<1.5mg/L，降低原水中機(jī)械顆粒、懸浮物和膠體等雜質(zhì)，降低污染指數(shù)。
1.3.2活性炭處理器
凈水專用果殼活性炭，吸附水中的有機(jī)物和余氯，去除膠體渣、鐵化物、懸浮物，降低色度、濁度，活性炭處理器為反滲透膜作技術(shù)準(zhǔn)備，應(yīng)保證余氯<0.1PPm，SDI≤4(反滲透復(fù)合膜抗氧化性差，而自由氯是一種強(qiáng)氧化劑，影響膜的壽命)，延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命，活性炭吸附飽和后應(yīng)再生或更換。
1.3.3軟化器
原水硬度的去除目前采用兩種方法。膜結(jié)垢是由于給水中的微溶鹽在給水逐漸濃縮時(shí)超過(guò)了溶度積而沉淀到膜上。因此必需防止碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化硅等形成的結(jié)垢造成化學(xué)污堵，可采用鈉離子軟化或投加阻垢劑的方法。
軟化器是利用鈉型陽(yáng)離子樹脂中有可交換的Na+陽(yáng)離子，將水中的鈣、鎂離子交換出來(lái)，使原水軟化成軟化水，這對(duì)降低原水中的硬度，防止反滲透膜表面結(jié)垢，提高反滲透膜的工作壽命和處理效果意義極大。樹脂定期用食鹽(NaCl)再生。
1.3.4保安過(guò)濾器
在制藥用水制備中，通常使用微孔薄膜過(guò)濾器作為反滲透等除鹽設(shè)備的保安過(guò)濾器、用水終端的除菌過(guò)濾以及制藥用水貯罐的呼吸除菌過(guò)濾。保安過(guò)濾器為5微米的精密過(guò)濾器，濾除細(xì)小的懸浮物，通常是原水進(jìn)入反滲透膜前的最后一道工藝，作用是防止前一道過(guò)濾工序有可能存在泄漏，會(huì)將部分固體微粒滲透反滲透膜中，使反滲透膜阻塞。 1.3.5反滲透裝置
反滲透是預(yù)處理工藝的核心單元，反滲透主機(jī)的主要部分是反滲透膜組件，由于反滲透的出水偏酸性，金屬的膜殼會(huì)逐漸被腐蝕，因此，膜殼的選材應(yīng)保證主機(jī)除鹽的作用長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠地達(dá)到設(shè)計(jì)要求。反滲透主機(jī)的設(shè)計(jì)，應(yīng)使水的利用率應(yīng)達(dá)到70%-75%，脫鹽率大于95%。
反滲透系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可采用微電腦PLC控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)反滲透膜組件的順洗、制水、水箱水位控制、藥洗、高壓泵的高低壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等工藝過(guò)程的全自動(dòng)控制，并帶有電導(dǎo)率的隨機(jī)顯示。
1.3.6紫外線滅菌器
紫外線殺菌是利用波長(zhǎng)在200-300nm的紫外線殺菌。在線紫外線滅菌器不改變水的物理化學(xué)性質(zhì)，殺菌效率98%以上。紫外線殺菌具有殺菌能力強(qiáng)，速度快，效率高，效果好，對(duì)所有菌種都有效。
2、制藥生產(chǎn)純化水制備流程的組合方案
2.1純化水制備流程
完整的純化水制備流程由五個(gè)部分組成：預(yù)處理(也稱前處理裝置)、初級(jí)除鹽裝置、深度除鹽裝置、后處理裝置、純化水輸送分配系統(tǒng)。
2.1.1預(yù)處理。由原水泵、多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟化器等組成。
2.1.2主處理。(初級(jí)除鹽裝置、深度除鹽裝置)由高壓泵、保安過(guò)濾器、RO殼體、RO元件、EDI裝置或混床、純化水箱組成。
2.2 制藥生產(chǎn)純化水制備流程的組合方案及分析
(1)這幾種制純化水流程經(jīng)過(guò)多年使用和總結(jié)改進(jìn)，已經(jīng)基本排除了用離子交換、單純電滲析與一次蒸餾冷凝法制備工藝用純化水。
(2)一級(jí)RO+EDI工藝和二級(jí)RO+EDI工藝、二級(jí)RO流程的出水水質(zhì)優(yōu)于其它的工藝流程。而且不用化學(xué)試劑再生，不污染環(huán)境，是既節(jié)能又環(huán)保的一種純化水制備流程。
3、結(jié)語(yǔ)
純化水生產(chǎn)和制備的過(guò)程中可以選擇很多種方式和方法，在選擇制備方法的時(shí)候要綜合考慮各種因素的影響，而最為基本的原則就是要滿足GMP中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，只有這樣才能生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的純化水。經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的研究發(fā)現(xiàn)反滲透方法制備方面有著非常好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]蘇紅琴，王寧.純化水制備工藝在生物制品生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].潔凈與空調(diào)技術(shù).2009(01)
[2]周立法.制藥工業(yè)純化水制備的模塊化與流程組合應(yīng)用[J].機(jī)電信息.2008(17)
純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用【2】
【摘 要】 本文就純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了合理展望，希望對(duì)純化水制備工藝向著運(yùn)行成本低、環(huán)保效果高的方向發(fā)展提供參考。
【關(guān)鍵詞】 純化水 制備工藝 制藥 生產(chǎn)
1 前言
在制藥工業(yè)中離不開水，并且在藥品生產(chǎn)過(guò)程中用水的水質(zhì)對(duì)藥品的品質(zhì)有著直接影響。在不同生產(chǎn)品種和生產(chǎn)工序中用水水質(zhì)也是不同的。
例如在原料藥生產(chǎn)中，一般利用相應(yīng)的工藝用水，如經(jīng)過(guò)預(yù)處理的飲用水、深井水等;在原料藥精制階段以及藥物制劑生產(chǎn)階段，根據(jù)工藝要求單獨(dú)或組合使用純化水與注射用水。此外，在大多數(shù)無(wú)熱原要求的吸入劑和眼科用藥的配制中以及化妝品和口服制劑的生產(chǎn)中也經(jīng)常會(huì)用到純化水。
純化水又稱去離子水，是指將水中絕大部分強(qiáng)電解質(zhì)及難以去除的硅酸及二氧化碳等弱電解質(zhì)去除到一定程度，一般含鹽量在1mg/L以下。
2 純化水制備工藝
純化水的制備原料是原水，包括飲用水、自來(lái)水、地下水和地表水。純化水的制備是一個(gè)多級(jí)的復(fù)雜過(guò)程，在每一級(jí)都會(huì)去除一定的雜志。目前，我國(guó)制藥用純化水制備工藝主要包括預(yù)處理、一級(jí)除鹽過(guò)程、二級(jí)除鹽過(guò)程和終端過(guò)濾幾個(gè)環(huán)節(jié)。
2.1 預(yù)處理
預(yù)處理是指通過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾等方法清除水中的懸浮物、細(xì)菌和部分有機(jī)污染物的過(guò)程。除此之外，活性炭吸附、阻垢劑添加、軟化處理、精濾、紫外消毒和超濾也可以歸為預(yù)處理方法。GMP對(duì)預(yù)處理設(shè)備的配備提出了一定要求。
首先，原水經(jīng)過(guò)預(yù)處理設(shè)備后要求要先打到飲用水標(biāo)準(zhǔn);其次，多介質(zhì)接卸過(guò)濾器要具有自動(dòng)反沖、再生和排放的功能;再次，活性炭過(guò)濾器中要有防菌裝置，具有自動(dòng)反沖性能;最后，在紫外消毒工藝中，要求必須有記錄時(shí)間的儀表和光強(qiáng)度儀表，并且具有可拆卸的石英燈。
2.2 一級(jí)和二級(jí)除鹽過(guò)程
一級(jí)和二級(jí)除鹽處理的主要目的是將水中溶解的污染物進(jìn)行去除，尤其是一些有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)鹽類、重金屬和細(xì)菌等等。一級(jí)除鹽設(shè)施一般除鹽率在百分之九十五以上，即使是對(duì)制備要求較低的工藝用水中也需要一級(jí)除鹽設(shè)施。
一般一級(jí)除鹽方法主要有電滲析法、離子交換法、反滲透法和蒸餾法。要想達(dá)到更高的要求，就需要進(jìn)行二級(jí)除鹽設(shè)施。GMP中要求二級(jí)除鹽設(shè)施應(yīng)有一級(jí)除鹽設(shè)施為前級(jí)設(shè)備。二級(jí)除鹽設(shè)備一般有反滲透設(shè)備、混床離子交換器和連續(xù)電除鹽設(shè)備。
2.2.1 電滲析法
電滲析法是利用電場(chǎng)的作用，強(qiáng)行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為降低，從而將水進(jìn)行純化的過(guò)程。電滲析法具有不消耗化學(xué)藥品、設(shè)備簡(jiǎn)單及操作方便等優(yōu)勢(shì)。
電滲析法使用的電場(chǎng)一般是靜電場(chǎng)或者選擇性滲透膜，從而將金屬離子從水流中沖洗出去。電滲析系統(tǒng)需要定期交換陰陽(yáng)電極并沖洗，從而保障系統(tǒng)的處理能力。因此，一般將電滲析系統(tǒng)置于純化水系統(tǒng)的前處理工序，作為提高水質(zhì)的輔助措施。
2.2.2 離子交換法
離子交換法是傳統(tǒng)的純化水制備工藝之一，是指利用樹脂離子交換的性能將水中的金屬離子清除。離子交換系統(tǒng)必須使用酸和堿進(jìn)行定期處理。因?yàn)檫@些再生劑的殺菌效果卓著，因此也是控制離子交換系統(tǒng)中微生物的主要措施。離子交換系統(tǒng)有陰、陽(yáng)床分開的模式，也有混合床形式。離子交換工藝工程耗資少，在用水量不大的中試車間或生產(chǎn)車間中更加適用。
2.2.3 反滲透法
反滲透是一種以壓力差為推動(dòng)力將溶液中的溶劑分離出來(lái)的工藝。反滲透法能夠有效的清除水中的膠體、溶解鹽、病毒、細(xì)菌以及大部分的有機(jī)污染物。反
滲透膜的主要分離對(duì)象是溶液中的離子，不需要化學(xué)試劑就能夠有效的去除水中的鹽分，去除率在百分之九十八左右。因此，反滲透技術(shù)被譽(yù)為最節(jié)能，最環(huán)保的一種脫鹽方式，也是世界上主流的預(yù)脫鹽工藝。
2.2.4 蒸餾法
蒸餾法是藥廠過(guò)去常用的一種純水制備方法，是通過(guò)將水蒸發(fā)再冷凝的方式將水中離子去除的方式，但是這種純水制備方法耗能很大，因此其應(yīng)用受到很大的限制。
2.3 終端過(guò)濾器
當(dāng)二級(jí)除鹽設(shè)施使用離子交換樹脂時(shí)應(yīng)使用小于兩微米終端過(guò)濾器，也可以用超濾設(shè)施代替終端過(guò)濾器。
3 制藥純化水制備工藝流程的認(rèn)識(shí)和今后的努力方向
首先，應(yīng)該加強(qiáng)原水的日常水質(zhì)分析，這樣對(duì)不同季節(jié)水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)的曲線進(jìn)行因地制宜的設(shè)計(jì)，從而更加合理的利用資金，提高用水效率和效益，既節(jié)約了水資源，又對(duì)環(huán)境保護(hù)起到很好的作用。另外，加強(qiáng)對(duì)原水日常水質(zhì)分析工作對(duì)保證設(shè)備的良好運(yùn)行也有非常好的參照作用。
其次，應(yīng)該對(duì)深入了解國(guó)外藥典中對(duì)純化水的要求，從而縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。今后對(duì)于制藥純化水的研究，除了降低投資與運(yùn)行成本之外，還要更加兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，只有這樣才能更好的落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，使制藥工業(yè)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠的發(fā)展下去。
4 結(jié)語(yǔ)
純化水的水質(zhì)對(duì)制藥產(chǎn)品的質(zhì)量有非常重要的影響，因此改進(jìn)純化水制備工藝，在保證水質(zhì)的前提下降低其運(yùn)行成本，提高制備量是將來(lái)制藥企業(yè)純化水制備發(fā)展的主流方向。
參考文獻(xiàn)：
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