生物醫(yī)藥純水分類及原理.ppt

生物醫(yī)藥純水分類及原理 Contents 1 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 2 工藝用水的分類 用途及水質(zhì)要求 3 4 5 混合床除鹽 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 陰 陽(yáng)離子交換器除鹽 3 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 飲用水 Potable Water 通常為自來水公司供應(yīng)的自來水或深井水 又稱原水 其質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5749 85 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 按2000中國(guó)藥典規(guī)定 飲用水不能直接用作制劑的制備或試驗(yàn)用水 水分類 4 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 純化水 PurifiedWater 為原水經(jīng)蒸餾法 離子交換法 反滲透法或其他適宜的方法制得的制藥用的水 不含任何附加劑 純化水可作為配制普通藥物制劑的溶劑或試驗(yàn)用水 不得用于注射劑的配制 采用離子交換法 反滲透法 超濾法等非熱處理制備的純化水一般又稱去離子水 采用特殊設(shè)計(jì)的蒸餾器用蒸餾法制備的純化水一般又稱蒸餾水 5 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 注射用水 WaterforInjection 是以純化水作為原水 經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的蒸餾器蒸餾 冷凝冷卻后經(jīng)膜過濾制備而得的水 注射用水可作為配制注射劑用的溶劑 6 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 滅菌注射用水 SterileWaterforInjection 為注射用水依照注射劑生產(chǎn)工藝制備所得的水 滅菌注射用水用于滅菌粉末的溶劑或注射液的稀釋劑 7 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 飲用水 應(yīng)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB5749 85 純化水 應(yīng)符合 2000中國(guó)藥典 所收載的純化水標(biāo)準(zhǔn) 在制水工藝中通常采用在線檢測(cè)純化水的電阻率值的大小 來反映水中各種離子的濃度 制藥行業(yè)的純化水的電阻率通常應(yīng) 0 5M CM 25 對(duì)于注射劑 滴眼液容器沖洗用的純化水的電阻率應(yīng) 1M CM 25 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 8 制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 注射用水 應(yīng)符合2000中國(guó)藥典所收載的注射用水標(biāo)準(zhǔn) 9 工藝用水的分類 用途及水質(zhì)要求 制藥用純化水的生產(chǎn)通常有以下兩種流程 也可根據(jù)客戶要求確定工藝路線原水 原水箱 原水泵 多介質(zhì)過濾器 活性碳過濾器 軟化器 一級(jí)精密過濾器 一級(jí)反滲透 二級(jí)反滲透 臭氧發(fā)生器 純化水箱 紫外殺菌器 純水泵 用水點(diǎn) 原水 原水箱 原水泵 多介質(zhì)過濾器 活性碳過濾器 軟化器 一級(jí)精密過濾器 一級(jí)反滲透 混合離子交換器 臭氧發(fā)生器 純水箱 紫外殺菌器 純水泵 用水點(diǎn) 10 工藝用水的分類 用途及水質(zhì)要求 原水水質(zhì)必須滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn) 通過自來水管網(wǎng)自有壓力或經(jīng)二次加壓后待處理水進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng) 濾后水進(jìn)入帶有保安筒式過濾器的兩級(jí)RO系統(tǒng) 滲透水再經(jīng)過臭氧徹底消毒進(jìn)入純化水儲(chǔ)罐 經(jīng)過紫外線殺菌器去除所有剩余臭氧 并進(jìn)一步消毒 由純化水外輸泵送到用水點(diǎn) 完成純化水生產(chǎn)過程 水箱中的純化水經(jīng)由外輸水泵不斷循環(huán) 并在循環(huán)過程中投加進(jìn)行持續(xù)消毒 去除殘余的作用 保證純化水水質(zhì)恒久不變 11 工藝用水的分類 用途及水質(zhì)要求 注射用水采用先進(jìn)的連續(xù)電去離子深度凈化工藝 部分純化水送入后段單元 即EDI單元 在EDI單元中離子進(jìn)一步被脫除 出水在經(jīng)過精密筒式過濾器后進(jìn)入帶有蒸汽拌熱的注射用水儲(chǔ)罐 再由注射水外輸泵送到板式換熱器冷卻后進(jìn)入注射用水管網(wǎng) 純化水和注射用水均有回流到儲(chǔ)水箱 當(dāng)用水點(diǎn)不用水時(shí)實(shí)現(xiàn)自循環(huán) 整個(gè)系統(tǒng)通過PLC集中控制 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行 12 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 1 自動(dòng)反沖洗多介質(zhì)過濾器多介質(zhì)過濾罐大多填充石英砂 無(wú)煙煤和錳砂等濾料 其作用主要是降低水濁度 并且可以去除水中的大量細(xì)菌 病毒 有機(jī)物等 從而為后續(xù)的消毒工序創(chuàng)造了有利條件 錳砂對(duì)鐵 錳的去除效果顯著 13 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 2 自動(dòng)反沖活性炭過濾罐活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面積 具有極強(qiáng)的物理吸附能力 能夠十分有效的吸附水中雜質(zhì) 尤其是有機(jī)物和微生物 活性炭表面形成的含氧催化氧化和化學(xué)吸附的功能 可以去除一部分水中的金屬離子 活性炭對(duì)水中尚存的余氯有極強(qiáng)的吸附作用 以保護(hù)下游的不銹鋼設(shè)備及管道表面和滿足后序水處理單元的入水要求 14 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 3 自動(dòng)反沖 再生軟化罐軟化罐內(nèi)填充鈉型陽(yáng)離子交換樹脂 克通過樹脂的離子交換反應(yīng) 降低水的硬度 防止鈣 鎂離子與碳酸根 硫酸根離子結(jié)合 在后序水處理設(shè)備或管道中結(jié)垢 15 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 4 精密過濾器精密過濾器又稱保安過濾器 過濾精度一般為5 m 其作用在于截留一切粒徑大于5 m的物質(zhì) 以滿足反滲透的入水要求 16 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 5 反滲透反滲透技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于起除鹽作用的反滲透膜的性能 反滲透膜是一種只允許水分子通過而不允許溶質(zhì)透過的半通透膜 反滲透技術(shù)除了應(yīng)用反滲透和反滲透的原理外 還利用了膜的選擇吸附和針對(duì)有機(jī)物的篩分機(jī)理 反滲透膜的孔徑大多小于等于10 10 10m 其分離對(duì)象為溶液中處于離子范圍和分子量為幾百左右的有機(jī)物 它能濾除各種細(xì)菌 如最小的細(xì)菌之一綠膿桿菌 3000 10 10m 也能濾除各種病毒 如流感病毒 800 10 10m 腦膜炎病毒 200 10 10m 還能濾除熱原 10 500 10 10m 這是制藥用水十分關(guān)注的問題 17 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 由于反滲透的操作工藝簡(jiǎn)單 除鹽效率高 使用在制藥工藝用水中 還具有較高的除熱原能力 而且也比較經(jīng)濟(jì) 成為制藥用水工藝中首選的水處理單元 反滲透技術(shù)不僅使用于純化水的制備工藝過程中 使用反滲透法還可制造具有注射用水質(zhì)量的水 美國(guó)藥典 從十九版開始已收載此法為制備注射用水的法定方法之一 18 系統(tǒng)配置設(shè)備功能概述 6 離子交換離子交換系統(tǒng)使用帶電電荷相互吸引的原理 去除水中的金屬離子 離子交換系統(tǒng)須用酸和堿定期再生處理 由于這兩種再生劑具有殺菌效果 因而同時(shí)也成為控制離子交換系統(tǒng)中微生物的措施 離子交換系統(tǒng)既可以設(shè)計(jì)成陰床 陽(yáng)床分開 也可以設(shè)計(jì)成混合床形式 19 陰 陽(yáng)離子交換器除鹽 讓水依次通過裝有氫型陽(yáng)離子交換器和裝有氫氧型陰離子交換器的復(fù)合串聯(lián)床系統(tǒng) 可以將水中的各種礦物鹽類物質(zhì)去除 20 混合床除鹽 將一定比例的陰 陽(yáng)離子交換樹脂放置于一個(gè)離子交換器內(nèi) 兩種樹脂混合在一起使用 稱為混合離子交換床 采用混合床除鹽 其離子交換過程比復(fù)合串聯(lián)床系統(tǒng)交換更為徹底 可以使出水達(dá)到較高的水質(zhì) 如果將混合床設(shè)置在復(fù)合串聯(lián)床系統(tǒng)后面 其進(jìn)水的質(zhì)量較高 運(yùn)行周期相對(duì)比較長(zhǎng) 21 混合床除鹽 1 電法去離子 EDI 電法離子交換系統(tǒng) EDI 亦是一種離子交換系統(tǒng) 這種離子交換系統(tǒng)使用一個(gè)混合樹脂床 采用選擇性的滲透膜以及充電器 以保證水處理的連續(xù)進(jìn)行和樹脂的連續(xù)再生 處理工藝為 原水首先進(jìn)入樹脂段 當(dāng)水通過樹脂時(shí) 被脫去金屬電荷離子 成為產(chǎn)品水 這種系統(tǒng)使用的樹脂可以看作為一個(gè)導(dǎo)體 在電位勢(shì)能的作用下 迫使被俘獲的陰 陽(yáng)離子通過樹脂和滲透膜而濃縮 并從水流中脫出 與此同時(shí) 在樹脂段中 電位的勢(shì)能又將水電解成氫離子和氫氧根離子 從而使樹脂得以連續(xù)再生 且不需要添加再生劑 22 混合床除鹽 2 殺菌系統(tǒng)A 氧和紫外地有序結(jié)合用于消毒 滅菌 臭氧是一種強(qiáng)氧化劑 它地氧化能力在天然元素中僅此與氟 位居第二 臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶等 也可以直接與細(xì)菌 病毒發(fā)生作用 破壞細(xì)胞 核糖核酸 分解DNA RNA 蛋白質(zhì) 脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物 使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生長(zhǎng)和繁殖過程遭到破壞 在水處理中對(duì)除嗅 脫色 殺菌 去除酚 氰 鐵 錳和降低COD BOD等都具有顯著的效果 紫外線能降低水系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)中新菌落的生成速率 位于臭氧之后的254nm