生物医药纯水分类及原理.ppt

生物医药纯水分类及原理 Contents 1 制药工艺用水分类和水质标准 2 工艺用水的分类 用途及水质要求 3 4 5 混合床除盐 系统配置设备功能概述 阴 阳离子交换器除盐 3 制药工艺用水分类和水质标准 饮用水 Potable Water 通常为自来水公司供应的自来水或深井水 又称原水 其质量必须符合国家标准GB5749 85 生活饮用水卫生标准 按2000中国药典规定 饮用水不能直接用作制剂的制备或试验用水 水分类 4 制药工艺用水分类和水质标准 纯化水 PurifiedWater 为原水经蒸馏法 离子交换法 反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用的水 不含任何附加剂 纯化水可作为配制普通药物制剂的溶剂或试验用水 不得用于注射剂的配制 采用离子交换法 反渗透法 超滤法等非热处理制备的纯化水一般又称去离子水 采用特殊设计的蒸馏器用蒸馏法制备的纯化水一般又称蒸馏水 5 制药工艺用水分类和水质标准 注射用水 WaterforInjection 是以纯化水作为原水 经特殊设计的蒸馏器蒸馏 冷凝冷却后经膜过滤制备而得的水 注射用水可作为配制注射剂用的溶剂 6 制药工艺用水分类和水质标准 灭菌注射用水 SterileWaterforInjection 为注射用水依照注射剂生产工艺制备所得的水 灭菌注射用水用于灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂 7 制药工艺用水分类和水质标准 饮用水 应符合中华人民共和国国家标准 生活饮用水卫生标准 GB5749 85 纯化水 应符合 2000中国药典 所收载的纯化水标准 在制水工艺中通常采用在线检测纯化水的电阻率值的大小 来反映水中各种离子的浓度 制药行业的纯化水的电阻率通常应 0 5M CM 25 对于注射剂 滴眼液容器冲洗用的纯化水的电阻率应 1M CM 25 水质标准 8 制药工艺用水分类和水质标准 注射用水 应符合2000中国药典所收载的注射用水标准 9 工艺用水的分类 用途及水质要求 制药用纯化水的生产通常有以下两种流程 也可根据客户要求确定工艺路线原水 原水箱 原水泵 多介质过滤器 活性碳过滤器 软化器 一级精密过滤器 一级反渗透 二级反渗透 臭氧发生器 纯化水箱 紫外杀菌器 纯水泵 用水点 原水 原水箱 原水泵 多介质过滤器 活性碳过滤器 软化器 一级精密过滤器 一级反渗透 混合离子交换器 臭氧发生器 纯水箱 紫外杀菌器 纯水泵 用水点 10 工艺用水的分类 用途及水质要求 原水水质必须满足饮用水标准 通过自来水管网自有压力或经二次加压后待处理水进入预处理系统 滤后水进入带有保安筒式过滤器的两级RO系统 渗透水再经过臭氧彻底消毒进入纯化水储罐 经过紫外线杀菌器去除所有剩余臭氧 并进一步消毒 由纯化水外输泵送到用水点 完成纯化水生产过程 水箱中的纯化水经由外输水泵不断循环 并在循环过程中投加进行持续消毒 去除残余的作用 保证纯化水水质恒久不变 11 工艺用水的分类 用途及水质要求 注射用水采用先进的连续电去离子深度净化工艺 部分纯化水送入后段单元 即EDI单元 在EDI单元中离子进一步被脱除 出水在经过精密筒式过滤器后进入带有蒸汽拌热的注射用水储罐 再由注射水外输泵送到板式换热器冷却后进入注射用水管网 纯化水和注射用水均有回流到储水箱 当用水点不用水时实现自循环 整个系统通过PLC集中控制 实现自动运行 12 系统配置设备功能概述 1 自动反冲洗多介质过滤器多介质过滤罐大多填充石英砂 无烟煤和锰砂等滤料 其作用主要是降低水浊度 并且可以去除水中的大量细菌 病毒 有机物等 从而为后续的消毒工序创造了有利条件 锰砂对铁 锰的去除效果显著 13 系统配置设备功能概述 2 自动反冲活性炭过滤罐活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面积 具有极强的物理吸附能力 能够十分有效的吸附水中杂质 尤其是有机物和微生物 活性炭表面形成的含氧催化氧化和化学吸附的功能 可以去除一部分水中的金属离子 活性炭对水中尚存的余氯有极强的吸附作用 以保护下游的不锈钢设备及管道表面和满足后序水处理单元的入水要求 14 系统配置设备功能概述 3 自动反冲 再生软化罐软化罐内填充钠型阳离子交换树脂 克通过树脂的离子交换反应 降低水的硬度 防止钙 镁离子与碳酸根 硫酸根离子结合 在后序水处理设备或管道中结垢 15 系统配置设备功能概述 4 精密过滤器精密过滤器又称保安过滤器 过滤精度一般为5 m 其作用在于截留一切粒径大于5 m的物质 以满足反渗透的入水要求 16 系统配置设备功能概述 5 反渗透反渗透技术应用的关键在于起除盐作用的反渗透膜的性能 反渗透膜是一种只允许水分子通过而不允许溶质透过的半通透膜 反渗透技术除了应用反渗透和反渗透的原理外 还利用了膜的选择吸附和针对有机物的筛分机理 反渗透膜的孔径大多小于等于10 10 10m 其分离对象为溶液中处于离子范围和分子量为几百左右的有机物 它能滤除各种细菌 如最小的细菌之一绿脓杆菌 3000 10 10m 也能滤除各种病毒 如流感病毒 800 10 10m 脑膜炎病毒 200 10 10m 还能滤除热原 10 500 10 10m 这是制药用水十分关注的问题 17 系统配置设备功能概述 由于反渗透的操作工艺简单 除盐效率高 使用在制药工艺用水中 还具有较高的除热原能力 而且也比较经济 成为制药用水工艺中首选的水处理单元 反渗透技术不仅使用于纯化水的制备工艺过程中 使用反渗透法还可制造具有注射用水质量的水 美国药典 从十九版开始已收载此法为制备注射用水的法定方法之一 18 系统配置设备功能概述 6 离子交换离子交换系统使用带电电荷相互吸引的原理 去除水中的金属离子 离子交换系统须用酸和碱定期再生处理 由于这两种再生剂具有杀菌效果 因而同时也成为控制离子交换系统中微生物的措施 离子交换系统既可以设计成阴床 阳床分开 也可以设计成混合床形式 19 阴 阳离子交换器除盐 让水依次通过装有氢型阳离子交换器和装有氢氧型阴离子交换器的复合串联床系统 可以将水中的各种矿物盐类物质去除 20 混合床除盐 将一定比例的阴 阳离子交换树脂放置于一个离子交换器内 两种树脂混合在一起使用 称为混合离子交换床 采用混合床除盐 其离子交换过程比复合串联床系统交换更为彻底 可以使出水达到较高的水质 如果将混合床设置在复合串联床系统后面 其进水的质量较高 运行周期相对比较长 21 混合床除盐 1 电法去离子 EDI 电法离子交换系统 EDI 亦是一种离子交换系统 这种离子交换系统使用一个混合树脂床 采用选择性的渗透膜以及充电器 以保证水处理的连续进行和树脂的连续再生 处理工艺为 原水首先进入树脂段 当水通过树脂时 被脱去金属电荷离子 成为产品水 这种系统使用的树脂可以看作为一个导体 在电位势能的作用下 迫使被俘获的阴 阳离子通过树脂和渗透膜而浓缩 并从水流中脱出 与此同时 在树脂段中 电位的势能又将水电解成氢离子和氢氧根离子 从而使树脂得以连续再生 且不需要添加再生剂 22 混合床除盐 2 杀菌系统A 氧和紫外地有序结合用于消毒 灭菌 臭氧是一种强氧化剂 它地氧化能力在天然元素中仅此与氟 位居第二 臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶等 也可以直接与细菌 病毒发生作用 破坏细胞 核糖核酸 分解DNA RNA 蛋白质 脂质类和多糖等大分子聚合物 使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏 在水处理中对除嗅 脱色 杀菌 去除酚 氰 铁 锰和降低COD BOD等都具有显著的效果 紫外线能降低水系统的预处理系统中新菌落的生成速率 位于臭氧之后的254nm