设备管理_药物制剂设备培训课件

药物制剂设备第五章制水设备 第一节纯化水设备 一 概述 一 制药用水分类 质量要求 应用范围 问题 配制清开灵口服液和配制清开灵注射剂所用的水是同一种制药用水吗 为什么 制药用水分类 饮用水 纯化水 注射用水 灭菌注射用水 可直接用于临床 天然水经净化处理所得的水 饮用水经蒸馏法 离子交换法 反渗透法或其他适宜的方法制得的水 不含任何附加剂 纯化水经蒸馏所得的水 注射用水按照注射剂生产工艺制备所得的水 自学 总结并找出关键词 问题 请找出纯化水和注射用水质量要求的异同点 制药用水质量要求 表5 1 制药用水应用范围 表5 2 问题 1 配制抗病毒口服液需要用注射用水吗 为什么 2 某药厂要制备清开灵注射剂 应选用何种工艺用水提取处方中板蓝根 栀子和金银花的有效成分 为什么 3 护士为病人注射青霉素 她应该选用何种工艺用水溶解青霉素粉针 为什么 课堂活动 自学 总结并找出关键词 问题 1 为何要对原水进行预处理 2 可用什么方法对原水进行预处理 3 常用的絮凝剂有哪些 各有何特点 4 如何投加絮凝剂 使用ST絮凝剂应注意什么 5 机械过滤器有哪些 各采用何种过滤介质 6 保安过滤器有何特点 二 原水预处理 二 原水预处理 目的 除去水中的悬浮物 微生物 胶体 有机物 游离氯 臭味和色素等杂质 方法 絮凝沉降 机械过滤 ST高效絮凝沉降 聚合氯化铝絮凝沉降 多介质过滤器 活性炭吸附器 软化器 保安过滤器 ST絮凝剂的特点 使用注意 特点 凝聚力强 水质好 不受低水温的影响 有絮凝和消毒双重性能 沉降速度快 用量少 使用注意 不宜高速搅拌 应稀释并多次加入 聚合氯化铝絮凝剂的特点 使用注意 特点 絮块大 用量较大 有除臭 灭菌 脱色等作用 絮凝体形成快 沉降速度快 使用注意 pH在6 8之间为宜 最佳温度20 30 机械过滤器 多介质过滤器 图5 1多介质过滤器示意图1 空气管 2 监督管 3 采样阀 本体 是一个由钢板制成的圆柱形密闭容器 属受压容器 为防止压力集中 容器两端采用椭圆形封头 结构 上部装有进水装置及排空气管 下部装有配水系统 在容器外配有必要的管道和阀门 工作过程 用泵将原水输入过滤器 过滤后 借助剩余压力将过滤水送到其后的制水设备 活性炭吸附器 图5 2活性炭吸附器示意图 工作过程 原水连续地流过固定的活性炭床层 被吸附处理过的水则不断地排出 使用注意 当出水水质不符合要求时 应停止进水 将活性炭再生 为防止活性炭床层堵塞 需先将原水经过多介质过滤器进行预处理 并定期对活性炭床层进行反冲洗 软化器工作示意图 软化器 工作原理 原水通过软化器时 水中的钙 镁离子 形成水垢的主要成分 被树脂中钠离子置换出来 从而达到软化水的目的 可防止原水在后续水管道和设备中结垢 注意 软化器使用一定时间后 需进行再生处理 再生剂为4 5 氯化钠溶液 再生结束后 需用纯化水冲洗树脂中残存的再生剂 对硬度较高的原水预处理 应加软化工序 特点 1 过滤精度高 2 过滤阻力小 流量大 截污能力强 使用寿命长 4 耐酸 碱 腐蚀等化学溶剂 强度大 耐高温 滤芯不易变形 5 价格低廉 运行费用低 易于清洗 6 滤芯 滤袋可更换 3 滤芯 滤袋材料洁净度高 对过滤介质无污染 保安过滤器 精密过滤器 作用 安在多介质过滤器 活性炭吸附器 软化器后面 是原水进入反渗透膜最后一道过滤装置 可以截留直径大于5 m的一切物质 包括由前处理系统流失的滤料 如石英砂 活性炭粉末等 以满足反渗透的进水要求 可有效保护反渗透膜不受或少受污染 种类 滤芯式过滤器 袋式过滤器 机械过滤器 机械过滤器实物图 二 纯化水设备 一 离子交换制水设备 二 电渗析制水设备 四 EDI制水系统 三 反渗透制水设备 一 离子交换制水设备 离子交换制水设备 利用离子交换树脂对原料水进行纯化处理的制水设备 离子交换树脂 是一种人工合成的不溶于水的有机高分子电解质凝胶 具有网状骨架分子结构 骨架上结合着相当数量的活性离子交换基团 均制成球形 且要求树脂的圆球率愈高愈好 这样的树脂通水性好 离子交换树脂 离子交换树脂 离子交换树脂种类 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 氢型 钠型 氢氧型 氯型 稳定型 售品 使用前需用酸转成氢型才能使用 稳定型 售品 使用前需用碱转成氢氧型才能使用 阳离子交换柱 RH Na RNa H 阴离子交换柱 ROH Cl RCl HO 总式 RH ROH NaCl RNa RCl H2O 离子交换制水原理 优点 制得的纯化水纯度高 缺点 树脂需经常再生 离子交换制水设备特点 设备结构简单 节约燃料与冷却水 成本低 对细菌和热原有去除作用 要消耗酸碱及处理废弃的酸碱 要定期更换破碎树脂 离子交换柱 进水口 在正常工作和正洗树脂时 用于进水 上排污口 进水 松动和混合树脂时 用于排气 逆流再生和反洗时 用于排污 上布水板 在反洗时 防止树脂溢出 保证布水均匀 树脂装入口 用于进料 补充和更换新树脂 树脂排出口 用于排放树脂 下布水板 在正常工作时 防止树脂漏出 保证出水均匀 下排污口 松动和混合树脂时 作压缩空气的入口 正洗时 用于排污 下出水口 经过交换完毕的水由此口出 进入下一道程序 逆流再生时 作再生剂的进口 有机玻璃离子交换器 不锈钢离子交换器 钢衬胶离子交换器 图5 4成套离子交换设备示意图 成套离子交换设备制水流程 饮用水 过滤 阳树脂柱 除二氧化碳器 阴树脂柱 混合柱 纯化水 1 开全部排气阀2 开阳柱进水阀并调节流量 阳柱排气阀出水3 开阳柱出水阀 开阴柱进水阀4 关阳柱排气阀 阴柱排气阀出水5 开阴柱出水阀 开混合柱进水阀6 关阴柱排气阀 混合柱排气阀出水7 开混合柱下排阀8 检测水质合格后9 开混合柱出水阀及送水管道上其它出水阀 送出合格的水10 关混合柱下排阀 进入正常运行 成套离子交换设备制水操作流程 自学 总结并找出关键词 问题 1 为什么市售树脂需要转型 如何转型 2 离子交换树脂为何需再生 何时再生 如何再生 树脂的预处理 转型及再生 离子交换制水设备使用注意 必须保证柱内水面高出树脂树脂层内不得留有气泡控制离子交换终点 需再生 当原料水含盐量超过500mg L 须先用电渗析制水设备脱盐应保证再生剂质量 再生废液不宜重复使用防止划伤有机玻璃离子交换柱防止树脂毒化 四位同学讨论 问题 1 用离子交换制水设备制水过程发现出水量减少 该如何处理 2 用离子交换制水设备制水过程发现出水硬度超标或不稳定 该如何处理 离子交换制水设备常见故障 产生原因及处理方法 问题 1 成套离子交换制水设备中为何要设置除二氧化碳器 2 请说出成套离子交换制水设备的组成 课堂活动 二 电渗析制水设备 电渗析制水设备 依靠外加电场的作用 使原料水中所含的离子发生定向迁移 并通过具有选择透过性的离子渗透膜 使原料水得到净化而制备纯化水的设备 阳离子交换膜 阳膜 只允许水中的阳离子通过而不允许阴离子通过 阴离子交换膜 阴膜 只允许水中的阴离子通过而不允许阳离子通过 离子渗透膜 电渗析制水设备工作原理 图5 5电渗析原理示意图 优点 工艺简单 电渗析制水设备主要优点 除盐率高 制水成本低 操作方便 对环境污染小 广泛应用于水的除盐 电渗析制水设备结构 主体部分 辅助部分 水槽 水泵 直流电源 进水预处理装置 膜堆 极区 压紧装置 关键工作部分 由若干个膜对组成 包括电极 极框和导水板 电极用以连接电源 极框放置在电极和膜之间 以防膜帖到电极上去 起支撑作用 压紧电渗析器 使膜堆 电极等部件形成一个整体 不致漏水 由隔板和阳膜 阴膜组成 图5 6电渗析膜对组成示意图1 压紧板 2 垫板 3 电极 4 垫圈 5 极水隔板 6 阳膜 7 淡水隔板 8 阴膜 9 浓水隔板 自学 总结并找出关键词 问题 1 何为 一级 一段 增加段数及膜对数有何意义 2 请说出电渗析制水设备组装方式有哪几种 电渗析制水设备组装方式 电渗析制水设备组装方式 一级 一对电极之间的膜堆 组装方式 一段 水流同向的每一个膜 组装 用 级 和 段 来表示 一级一段 一级多段 多级一段 多级多段 电渗析制水设备实物图 电渗析制水设备使用注意 原料水须先除去不带电荷的杂质新膜使用前需用水及其他试液进行处理开机 先通水后通电 关机 先断电后停水需定时倒换电极膜需根据具体情况进行化学清洗暂停使用时 应每周通水两次要保持一定的室内温度 两位同学讨论 问题 1 用电渗析制水设备制水过程发现水压高 出水量少或不出水 该如何处理 2 用电渗析制水设备制水过程发现除盐效果差 该如何处理 电渗析制水设备常见故障 产生原因及处理方法 问题 1 离子渗透膜有哪几种 各只允许什么离子通过 2 与阴极室相邻的是什么离子渗透膜 3 离子渗透膜结垢该如何处理 4 请说出电渗析制水设备的组装方式 课堂活动 三 反渗透制水设备 膜分离 利用膜的选择性渗透作用分离气体或液体混合物的一种方法 1 分离效率高 2 能耗较低 膜分离优势 3 膜组件结构紧凑 4 操作方便 适用于热敏性物质的分离 分级 浓缩 适用于从病毒 细菌到微粒广泛范围的有机物和无机物的分离及许多理化性质相近的混合物 如共沸物或近沸物 的分离 5 分离范围广 膜的材料 有机高分子材料 无机材料 醋酸纤维素类 聚砜类 聚酰胺类 金属 金属氧化物 多孔玻璃 聚丙烯腈 最早最多用 常用于反渗透膜 超滤膜和微滤膜的制备 具良好分离 透过性 耐高压 高温 溶剂 是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜首选材料 制备超滤 微滤膜常用材料 具透氢或透氧功能 用于超纯氢制备和氧化反应 很易加工成中空纤维 具较高选择性 膜的分类 膜分离设备与制水设备 膜分离设备 用于超滤 微孔过滤 反渗透 电渗析 气体渗透分离 渗透蒸发 膜蒸馏等膜分离操作的设备 通过反渗透膜将水分子从原料水中分离出来而制备纯化水的设备 反渗透设备制备纯化水除盐率高 并具较高的除微生物 热原能力 故有些国家用于制备注射用水 反渗透制水设备 反渗透制水原理 反渗透是渗透的逆过程 是在高于溶液渗透压的压力下 借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用 将原料水中的盐离子 微生物 热原 有机物等杂质分离 从而达到净化水质的目的 图5 7渗透与反渗透原理示意图 反渗透两基本条件 只允许水分子通过的半透膜 即反渗透膜 大于溶液渗透压的压力 反渗透膜组件 是反渗透制水设备的核心部件 图5 8反渗透膜组件示意图 图5 9螺旋卷式膜组件串联示意图 二级反渗透制水设备 图5 10二级反渗透设备制备纯化水工艺流程图 二级反渗透制水工艺流程 饮用水 预处理装置 一级高压泵 一级反渗透装置 二级高压泵 二级反渗透装置 纯化水 二级反渗透制水设备实物图 二级反渗透制水设备使用注意 四位同学讨论 问题 1 用二级反渗透制水设备制水过程发现设备启动后 一级泵未启动 该如何处理 2 用二级反渗透制水设备制水过程发现出水水质差 该如何处理 二级反渗透制水设备常见故障 产生原因及处理方法 问题 1 为什么选用二级反渗透设备制备纯化水 2 怎样可以使反渗透膜组件中单位体积内膜面积增大 3 二级反渗透制水设备产水量为何会下降 应该如何处理 课堂活动 四 EDI制水系统 EDI Electro deionization 又称连续电除盐技术 它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体 通过阳 阴离子膜对阳 阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用 在电场的作用下实现水中离子的定向迁移 从而达到水的深度净化除盐 并通过水电解产生的H 和OH 对装填树脂进行连续再生 因此EDI制水过程不需酸 碱化学药品再生即可连续制备高质量超纯水 EDI简介 EDI工作原理 图5 11EDI工作原理示意图1 阴离子交换膜 2 阳离子交换膜 3 阴离子交换树脂 4 阳离子交换树脂 淡水室内的阳 阴离子交换树脂对水中的离子进行吸附和交换 在电渗析电场的作用下 水中离子做定向迁移 并分别透过两侧的离子交换膜进入浓水室 水在电场作用下不断解离的H 和OH 对离子交换树脂进行再生 EDI膜组件 图5 12EDI膜组件示意图 EDI单元 将离子交换树脂填充在阳 阴离子交换膜之间形成 EDI模块 在EDI单元两边设置阴 阳电极则成 EDI膜组件 在EDI模块中将一定数量EDI单元排列在一起 使阳 阴离子交换膜交替排列 并使用网状物将每个EDI单元隔开则成 EDI制水系统实物图 1 离子交换树脂用量少 树脂不需化学再生 2 树脂再生时不需要停机 可长时间稳定运行 4 能耗低 仅消耗电能 5 占地面积小 容易实现自动化 便于操作 3 制备的水质量高且水质稳定 EDI特点 EDI制水系统使用注意 原料水指标应达到规定的要求 开机前应先打开淡水箱出水阀 并检查EDI所有进出口阀门是否开启正确 按规定调整阀门 让淡水及浓水达所需的流量和压力 应按规定的电流 调整直流电源 应在直流电源已开启的情况下运行系统 应定期对EDI膜组件进行消毒 极水从电极区携带出电解产生的氯气 氧气和氢气 必须安全排放 问题 1 为什么EDI制水过程不需酸 碱化学药品再生 2 请说出EDI的工作原理 课堂活动 纯化水制备工艺流程 饮用水 机械过滤器 电渗析制水设备 离子交换制水设备 纯化水 饮用水 机械过滤器 超滤器 二级反渗透制水设备 EDI制水系统 纯化水 问题 请设计一个制备纯化水的工艺流程 课堂活动 自学 总结并找出关键词 问题 1 为什么可以用蒸馏法制备注射用水 2 请说出注射用水的贮存条件 3 为什么蒸馏水设备要设置隔膜器 第二节注射用水设备一 概述 一 注射用水定义与贮存 蒸馏法制备工艺用水 利用原料水中的有机物 可溶性无机盐 热原及其他物质的不挥发性而被除去 并由于蒸馏水器设置有挥发物逸出装置 能有效除去水中挥发性气体CO2 NH3等 从而达到纯化水的作用 当原料水为饮用水时 蒸馏所得为纯化水 当原料水为纯化水时 蒸馏所得为注射用水 注意 蒸馏水设备要设置隔膜器 以除去水蒸汽中所夹带的雾沫和液滴 制备注射用水的工艺流程 纯化水 多效蒸馏水机或气压式蒸馏水机 热贮水器 80 注射用水 饮用水 机械过滤器 膜滤 二级反渗透制水设备 离子交换制水设备 膜滤 UV杀菌 多效蒸馏水机或气压式蒸馏水机 热贮水器 80 注射用水 二 气压式蒸馏水机 热压式蒸馏水机 图8 9气压式蒸馏水机示意图1 泵 2 换热器 3 液位控制器 4 隔沫器 5 蒸发室 6 压气机 7 蒸发冷凝器 8 电加热器 热交换 气压式蒸馏水机工作流程 原料水 预热 泵送入蒸发冷凝器的列管内 被加热至沸腾气化 进入蒸发室 经隔沫器除沫 进入压气机压缩 温度升高至120 送入蒸发冷凝器的列管间 释放大量潜热对蒸发冷凝器列管内的原料水加热 经不凝性气体排出器除去不凝性气体 经泵送入换热器预热原料水 出水口 注射用水 气压式蒸馏水机特点 采用热泵蒸发原理 蒸发与冷凝分别在蒸发冷凝器的列管内和列管间进行 不需冷却水 适合于工业用水比较短缺及供应蒸汽压力较低的企业使用 换热器具有回收蒸馏水中余热的作用 可节约能源 生产成本低 经济效益好 制备的注射用水质优良 自动化程度高 占地面积大 有易磨损部件 维修量大 调节系统复杂 启动慢 有噪音 一次性投资较大 1 原料水指标应达到纯化水规定的要求2 要控制好蒸发冷凝器列管内的水位3 高温高压蒸汽的潜热充足后即可关电加热器或停止通加热蒸汽4 出水口排出的注射用水待检查合格后方可收集和送水5 蒸馏完毕应趁热将锅内余水放尽 以免水垢沉积不易清洗 气压式蒸馏水机使用注意 三 多效蒸馏水机 概念 由多个蒸馏水器单体垂直或水平串接而成 每个蒸馏水器单体即为一效 优点 原料水为纯化水 由泵压入 一般前几效为正压操作 末效为常压操作 前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽 后一效的加热室作为前一效的冷凝器 热利用率高 冷却水用量少 运行稳定 水质好 操作简单 产水量大 工作原理 多效蒸馏水机的性能 取决于加热蒸汽的压力和效数 四效以上更为合理 四效以上更为合理 垂直串接式多效蒸馏水机 图5 14垂直串接式三效蒸馏水机示意图1 第一效蒸发器 2 第二效蒸发器 3 第三效蒸发器 4 冷凝器 说明 该机为三效并流加料 每一效蒸发出的二次蒸汽经冷凝后即为注射用水 问题 请写出垂直串接式多效燕馏水机的水流程和蒸汽流程 课堂活动 蒸馏水设备 五效蒸馏水机示意图 图5 15水平串接式五效蒸馏水机示意图 水平串接式多效蒸馏水机 五个蒸发器水平接 每个蒸发器均为列管式 以等面积分布 等压差运行 采用降膜式蒸发及丝网式气水分离 组成 预热器外置 呈独立工作状态 五个预热器 五个蒸发器 一个冷凝器 水平串接式五效蒸馏水机 水平串接式五效蒸馏水机实物图 水平串接式五效蒸馏水机工作流程 水流程 蒸汽流程 原料水流程 冷却水流程 二次蒸汽流程 加热蒸汽流程 水平串接式五效蒸馏水机蒸汽流程 1 加热蒸汽流程 一效蒸发器列管间 部分进入一效预热器列管间 一效蒸发器的底部 冷凝水排出口 3 二次蒸汽流程 一效蒸发器隔沫器 二效蒸发器列管间 部分进入二效预热器列管间 二效蒸发器隔沫器 三效蒸发器列管间 部分进入三效预热器列管间 三效蒸发器隔沫器 四效蒸发器列管间 部分进入四效预热器列管间 四效蒸发器隔沫器 五效蒸发器列管间 部分进入五效预热器列管间 五效蒸发器隔沫器 冷凝器 注射用水贮罐 水平串接式五效蒸馏水机水流程 4 冷却水流程 冷却水入口 冷凝器 冷却水出口 2 原料水流程 纯化水贮罐 加压泵 冷凝器 五效预热器列管内 四效预热器列管内 三效预热器列管内 二效预热器列管内 一效预热器列管内 一效蒸发器列管内 二效蒸发器列管内 三效蒸发器列管内 四效蒸发器列管内 五效蒸发器列管内 浓水排出口 开机前准备 1 检查蒸汽管路上的压力表 看压力是否充足2 打开管道排污阀 排尽管内积水3 打开管道蒸汽阀门 进料水泵前阀门 将水泵积水排空 检查管道中是否有蒸汽 待放气阀出水后即可关闭4 打开冷凝水排水阀及冷却水入水阀5 观察控制箱状态指示器 电源灯亮 温度表显示当前值 五效蒸馏水机操作流程 开机前准备 开机 运行监测 关机 开机 1 打开加热蒸汽进气阀门2 加热蒸汽表显示稳定的压力值时 开电源锁使水泵转动 此时运行灯亮3 调节手动阀门使流量计浮子上升 待加热蒸汽压力稳定在规定值 给水量达到一定值时 再等待几分钟 如果各效视镜水位没有上升 可适当增加进水量 没有出现问题即可进行正常运行 五效蒸馏水机操作流程 开机前准备 开机 运行监测 关机 运行监测 1 开机后 待蒸汽压力 进水量 蒸馏水温度 恒定95 三项条件稳定后方可接水 并测定产水量2 机器运行时 要常常观察其各项指标是否处于正常范围 并按规定检测水质3 如果气压波动过大 可能会造成一效蒸发器视镜大面积积水 但不能超过上限 各效视镜水位不超过1 2为正常 五效蒸馏水机操作流程 开机前准备 开机 运行监测 关机 关机 1 缓慢关闭原料水阀2 关闭加热蒸汽进气阀门3 关冷凝水排水阀及冷却水入水阀4 关电源