純化水的制備工藝與分配系統(tǒng)2

1、滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文純化水的制備工藝與分配系統(tǒng)2012屆化學(xué)工程系 專 業(yè)一WW青號(hào)青3 E23指導(dǎo)教師羅潤(rùn)芝完成日期2012年5月7日畢業(yè)論文評(píng)語及成績(jī)學(xué)生姓名1 - 土青青專業(yè)化學(xué)制藥班級(jí)制藥0902學(xué)號(hào)23畢業(yè)論文題目純化水的制備工藝和分配系統(tǒng)指導(dǎo)教師姓名羅潤(rùn)芝指導(dǎo)教師職稱講師指導(dǎo)教師評(píng)語:答辯小組意見:答辯小組組長(zhǎng)簽字：年 月曰成績(jī):年 月曰系主任簽字:年 月曰畢業(yè)論文任務(wù)書題目純化水的制備工藝和分配系統(tǒng)專業(yè)化學(xué)制藥班級(jí)制藥0902學(xué)生姓名1 4 士 土青青所在系化學(xué)工程系導(dǎo)師姓名羅潤(rùn)芝導(dǎo)師職 稱講師一、論文內(nèi)容以學(xué)生所在實(shí)習(xí)單位為基本依據(jù)，要求學(xué)生熟練掌握本企業(yè)現(xiàn)行工藝狀況及國

2、內(nèi)外最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)企業(yè)在工藝發(fā)展方面所存在的問題，提出問題的癥結(jié)所在， 設(shè)計(jì)并給出改進(jìn)方案?？梢允轻槍?duì)某一問題或某幾個(gè)問題，提出自己的建議、措施 和設(shè)計(jì)，并要求對(duì)企業(yè)在節(jié)能、自動(dòng)化控制和可持續(xù)發(fā)展等方面提出自己的大膽設(shè) 想。二、基本要求1、學(xué)生的論文應(yīng)完全符合滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文手冊(cè)的要求。2、論文應(yīng)有一定的篇幅和深度，不能隨便應(yīng)付。正文字?jǐn)?shù)不少于3000字。3、論文的進(jìn)度應(yīng)嚴(yán)格按照任務(wù)書中的規(guī)定，不得無故拖延。4、學(xué)生可通過各種方式（如QQ聊天，電話，郵件，會(huì)面等）多與指導(dǎo)教師聯(lián) 系，以使老師能及時(shí)掌握學(xué)生論文寫作的進(jìn)度和發(fā)現(xiàn)問題。5、學(xué)生不得以任何理由不參加畢業(yè)論文的各個(gè)環(huán)節(jié)，否則

3、成績(jī)一律按不及格處 理。三、研究方法1、從清潔生產(chǎn)的角度，對(duì)企業(yè)中所存在的能源消耗、污染等問題進(jìn)行析。2、根據(jù)我們所學(xué)習(xí)工藝學(xué)知識(shí)，對(duì)企業(yè)中所存在的缺陷問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出切 實(shí)可行的方案。3、從自動(dòng)化控制角度，提出企業(yè)存在的自控水平現(xiàn)狀及發(fā)展空間。4、上網(wǎng)或通過查閱一些資料，了解對(duì)企業(yè)的“三廢”治理的一些整治措施。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1、應(yīng)收集企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品的工藝流程，從而掌握企業(yè)的整體生產(chǎn)情況。2、應(yīng)收集企業(yè)現(xiàn)有節(jié)能與污染治理的現(xiàn)狀及其治理的成效。3、查閱各種生產(chǎn)工藝、節(jié)能及自動(dòng)化控制等方面的書籍、文獻(xiàn)。五、進(jìn)度要求1、3月初下達(dá)任務(wù)書，布置任務(wù)。2、3月份為收集各種資料、查閱資料的階段

4、，為編寫論文做準(zhǔn)備。3、4月份是具體的研究時(shí)間。4、5月2日初為成文時(shí)間。5、5月6號(hào)返校，完成論文的最后定稿，裝訂，答辯等環(huán)節(jié)。時(shí)間教研室主任簽字時(shí)間畢業(yè)論文開題報(bào)告題目純化水的制備工藝和分配系統(tǒng)專業(yè)化學(xué)制藥班級(jí)制藥0902學(xué)生姓名王青青一、文獻(xiàn)綜述（立論依據(jù)）水是藥品生產(chǎn)不可缺少的重要的原輔材料。制藥工業(yè)中所用的水，特別是用來 制造藥品生產(chǎn)的水的質(zhì)量，直接影響藥品產(chǎn)品的質(zhì)量。因此它必須達(dá)到藥典規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)為了避免在分配系統(tǒng)上造成水質(zhì)污染或浪費(fèi)，應(yīng)建立合理的純化水分配 系統(tǒng)。二、研究?jī)?nèi)容及預(yù)期目標(biāo)研究?jī)?nèi)容：主要研究了純化水的生產(chǎn)工藝并研究了它的分配系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)：能夠熟練的掌握純化水的生

5、產(chǎn)工藝，并能熟知各個(gè)工段的工藝流程使自己的論文寫作水平有一定的提高三、研究方案（研究方法）查找文獻(xiàn)，搜集資料。對(duì)純化水工藝流程的熟悉，結(jié)合實(shí)習(xí)單位的實(shí)際生產(chǎn)狀況四、進(jìn)度計(jì)劃3月1日-3月31日查找文獻(xiàn)，搜集資料4月1日-4月30日寫畢業(yè)論文開題報(bào)告4月8日-4月10日撰寫畢業(yè)論文完成初稿5月7日在老師指導(dǎo)下完善畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師簽字時(shí)間摘要本文首先在前言引用藥典中對(duì)制藥用水的論述闡明其重要性，然后在正文中對(duì)純 化水制備的工藝流程進(jìn)行了說明，并對(duì)分配系統(tǒng)的組成也予以闡述。關(guān)鍵詞：純化水；制備工藝；分配系統(tǒng).；目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark35

6、o Current Document 摘要1 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 目錄2 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 第1章前言3 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 1.1純化水31.1.1純化水的概念31.1.2純化水的用途31.1.3純化水制備方法的選定原則3 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 1.2純化水的分配系統(tǒng)3 HYPERLINK l bookmark50 o Current Do

7、cument 第2章 純化水制備工藝4 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2.1純化水工藝流程4 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 2.2預(yù)處理4 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 2.3 一級(jí)和二級(jí)除鹽過程52.2.1除鹽的目的52.2.2 一級(jí)除鹽62.2.3二級(jí)除鹽6 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 第3章純化水的分配系統(tǒng)8 HYPERLINK l bookmark81 o Current

8、 Document 3.1純化水貯罐8 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.2純化水輸送泵8 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 3.3線殺菌器83.4巴斯德滅菌9 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 第4章結(jié)論10 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 參考文獻(xiàn)10 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 致謝12第1章前言1.1純化水1. 1. 1純化水

9、的概念水是藥物生產(chǎn)過程中用量最大，使用廣的一種輔料，用于藥物生產(chǎn)過程及藥物制劑 的制備。飲用水為天然水經(jīng)凈化處理所得的水，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行中華人民共和國 國家標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)E，飲用水可作為藥材凈制時(shí)的漂洗、制藥用具的 粗用水。除令有規(guī)定外，也可作為藥材的提取溶劑。1. 1. 2純化水的用途純化水為飲用水經(jīng)蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制備的制藥 用水。不含任何附加劑，其質(zhì)量應(yīng)符合二部純化水項(xiàng)下的規(guī)定。純化水可作為普通藥 物制劑用的溶劑或?qū)嶒?yàn)用水；可作為中藥注射劑、滴眼劑等滅菌制劑所用藥材的提取 溶劑；口服、外用制劑配制用溶劑或稀釋劑；非滅菌制劑用器具的精洗用水。也用作

10、非滅菌制劑所用藥材的提取溶劑。純化水不得用于注射劑的配制與稀釋。1. 1. 3純化水制備方法的選定原則純化水系統(tǒng)除控制化學(xué)指標(biāo)及微粒污染外，必須有效的處理和控制微生物及細(xì)菌 內(nèi)毒素的污染。制水系統(tǒng)還從系統(tǒng)設(shè)備、材質(zhì)選擇、制備過程、貯存、分配和使用均 應(yīng)符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求。制藥用水系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行清潔與消毒，應(yīng)嚴(yán)格 檢測(cè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，防止微生物污染，確保使用點(diǎn)的水質(zhì)。1.2純化水的分配由于純化水生產(chǎn)后需要分配至各個(gè)使用點(diǎn)，確保純化水的充足供應(yīng)，生產(chǎn)的純化 水量會(huì)大于所使用的量。為了避免分配過程中純化水水質(zhì)超標(biāo)等造成的資源浪費(fèi)，所 需要建有純化水分配系統(tǒng)。純化水分配系統(tǒng)包括純化水貯罐，純化

11、水輸送泵及紫外殺 菌器第2章 純化水制備工藝2.1純化水工藝流程純化水制備是以原水（包括飲用水、自來水、地表水和地下水）為原料，經(jīng)逐級(jí) 提純水質(zhì)，使之符合要求的過程。因此，水的純化是一個(gè)多級(jí)的過程，每一級(jí)都除掉 一定量的污物，為下一級(jí)作準(zhǔn)備。對(duì)某一獨(dú)特的水源，應(yīng)根據(jù)其水質(zhì)特性及供水對(duì)象 來設(shè)計(jì)系統(tǒng)。圖1：現(xiàn)代制藥純化水制備工藝2.2預(yù)處理預(yù)處理的主要目的是清除水中的懸浮物、細(xì)菌和部分有機(jī)污染物，不能清除水 中溶解的無機(jī)污染物和細(xì)菌內(nèi)毒素。常規(guī)預(yù)處理工藝如混凝、沉淀、過濾屬于該類方 法；另外如活性炭吸附、軟化處理、阻垢劑填加、精濾、超濾和紫外消毒均可以歸結(jié) 為預(yù)處理方法。GMP指出預(yù)處理設(shè)備可根

12、據(jù)原水水質(zhì)情況配備。常見的預(yù)處理設(shè)備及 其功能如下。（1）混凝向原水中添加絮凝劑使水中膠體物質(zhì)和細(xì)小懸浮物結(jié)成較大的固體物質(zhì)。（2）沉淀在采用混凝劑時(shí)應(yīng)提供一個(gè)用于提供反應(yīng)時(shí)間和沉淀的沉淀池。（3）多介質(zhì)過濾多介質(zhì)過濾精度50200 m，用于過濾水中較大顆粒的懸浮物。也可以使用氧化還 原催化劑對(duì)少量低價(jià)鐵錳進(jìn)行氧化處理。對(duì)于鐵錳過高的原水，可以部分或全部使 用錳砂為過濾介質(zhì)。GMP要求多介質(zhì)過濾有自動(dòng)反沖功能?；钚蕴课焦藁钚蕴课焦蘅梢晕剿杏坞x氯和部分有機(jī)污染物GMP要求活性炭吸附罐有自動(dòng) 反沖和蒸汽消毒功能。軟化軟化可以用溶解度很高鈉鹽替代水中溶解度較低鈣、鎂鹽類，以減低水在深度凈化過

13、程中結(jié)垢的可能性。軟化還可以用于清除少量的鐵鹽。GMP要求軟化有再生功能添加阻垢劑在沒有軟化設(shè)施時(shí)，添加阻垢劑可以用于減緩無機(jī)垢的形成。無機(jī)垢包括鈣、鎂鹽類沉淀，硅酸鹽類沉淀和鐵鹽類沉淀。添加酸加酸可以減低無機(jī)結(jié)垢的形成。添加堿加堿可以增加后續(xù)設(shè)施的除鹽效率。精濾精濾120p m,主要功能是除去水中較細(xì)小的懸浮物，使水澄清，以保護(hù)后續(xù)設(shè)備， 如反滲透設(shè)備。熱交換器熱交換器可保證產(chǎn)品水的溫度穩(wěn)定，同時(shí)可以保證深度凈化設(shè)施產(chǎn)量的穩(wěn)定。超濾超濾0.020.1口山，不僅可以使水澄清，還可以截留水中的細(xì)菌和部分有機(jī)物，可 以進(jìn)一步保護(hù)后續(xù)設(shè)備。紫外設(shè)備用于預(yù)處理的是波長(zhǎng)為254nm的紫外光，主要作用是殺

14、菌。GMP要求紫外設(shè)備有記錄 時(shí)間的儀表。2.3 一級(jí)除鹽和二級(jí)除鹽過程2.3.1除鹽目的一級(jí)和二級(jí)除鹽處理的主要目的是清除水中溶解的污染物，特別是有機(jī)污染物、鹽 類包括重金屬類和細(xì)菌內(nèi)毒素等等。在處理之前一般必須配備必要的預(yù)處理以對(duì)后期 處理設(shè)施實(shí)行保護(hù)。2.3.2 一級(jí)除鹽中國藥典2000版規(guī)定純化水使用蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的 方法制得。GMP也同樣提出深度凈化方法可以是去離子器-離子交換器、反滲透裝置 和蒸餾水機(jī)三種設(shè)備。其實(shí)，深度凈化還可以通過電滲析、連續(xù)電除鹽等裝置實(shí)現(xiàn)。 一級(jí)除鹽設(shè)施一般除鹽率在95%99%，即使制藥企業(yè)擬制備要求較低的工藝用水， 一級(jí)除鹽設(shè)施也是

15、非常必要的。一級(jí)除鹽方法有復(fù)床離子交換法、電滲析法、蒸餾法 和反滲透法。常用的制水工藝有離子交換、電滲析與反滲透這三種。當(dāng)含鹽濃度為幾百mg/L 的原水制取純水，傳統(tǒng)的方法為離子交換法，原水中鹽濃度越低越適合用于離子交換 法，而原水濃度高時(shí)，離子交換法再生頻繁，這樣不但要消耗的酸、堿，還會(huì)造成 大量酸堿再生廢液，污染環(huán)境。若采用電滲析或反滲透作離子交換的前處理，可脫去 原水中大部分的鹽分，可大大減輕后面離子交換的負(fù)荷，延長(zhǎng)使用周期。如根據(jù)不同的原水水質(zhì)和出水的水質(zhì)要求，將幾種方法組合起來，可以充分發(fā)揮 各項(xiàng)工藝的特長(zhǎng)，產(chǎn)生良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益。常見的方式有囹原水一一預(yù)處理一一電滲析一一離子交換

16、原水一一預(yù)處理一一反滲析一一離子交換兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是：離子交換設(shè)備再生用的酸堿用量可以降低90%-95%；由于反 滲析和電滲析可以將原水中的含鹽量降低到原來的1/10-1/20，因此離子交換運(yùn)行周 期長(zhǎng)，除鹽系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化，且原水中通常一般方法不易除去的物質(zhì)，如膠體、有 機(jī)物、鐵離子和二氧化硅等都可除去；提高對(duì)原水水質(zhì)變化的適應(yīng)性和出水水質(zhì)的可 靠性；制水總價(jià)格比單獨(dú)用離子交換系統(tǒng)時(shí)便宜，更有利于環(huán)境保護(hù)。因此，在使用一級(jí)除鹽設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)考慮一級(jí)除鹽和二級(jí)除鹽相結(jié)合的方 式來達(dá)到純化的指標(biāo)。2.3.3二級(jí)除鹽a.混床離子交換法混床離子交換法與復(fù)床離子交換法原理相似，只是，陰陽離子交換樹

17、脂被混合與 同一個(gè)交換床中以提高出水電阻率?；齑搽x子交換法無法出去細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素，離 子交換樹脂可能滲出有機(jī)污染物。對(duì)混床再生比復(fù)床更為復(fù)雜，需消耗酸、堿和人力， 并產(chǎn)生污水。連續(xù)電除鹽設(shè)備連續(xù)電除鹽技術(shù)（EDI）是一種將離子交換技術(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移 技術(shù)相組合的純水制造技術(shù)。相對(duì)于混床離子交換器，EDI設(shè)備具有連續(xù)運(yùn)行，水質(zhì) 穩(wěn)定、無需使用酸堿再生，無污水排放和運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。但EDI投資運(yùn)行費(fèi)用高， 并不能保證無細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素。簡(jiǎn)單二級(jí)反滲透法可以利用反滲透技術(shù)在一級(jí)除鹽基礎(chǔ)上進(jìn)一步除鹽，用兩級(jí)反滲透設(shè)備分別作為 一級(jí)和二級(jí)除鹽設(shè)施的技術(shù)成為雙極反滲透技術(shù)。使用雙極

18、反滲透投資較低，占地 面積小，又避免使用酸堿處理，并且不再采用離子交換的工藝，但其電導(dǎo)率較低。 我國GMP認(rèn)證目前對(duì)有機(jī)物分解設(shè)施沒有要求，但是，美國藥典已有明確規(guī)定。在未 來幾年內(nèi)我國GMP認(rèn)證也可能會(huì)包括總有機(jī)碳（total organic carbon,TOC）指標(biāo)。原 水經(jīng)過一系列凈化過程后，其有機(jī)物含量經(jīng)常是難以預(yù)見的。如果自來水質(zhì)量較好， 有機(jī)分解設(shè)施一般是不必要的。另外，有機(jī)分解設(shè)施容易在完成成套設(shè)備安裝后添加。 可以在完成設(shè)備安裝調(diào)試后對(duì)純水的TOC檢測(cè)，如果不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以后增加有機(jī) 物分解器。常用有機(jī)物分解器是紫外有機(jī)物分解器（UV-185），也可以使用臭氧氧化 法，但紫

19、外法較常見。為了達(dá)到中國藥典或美國藥典（PW、WFI）標(biāo)準(zhǔn)，或GMP認(rèn)證 提出的電阻率大于1M。cm要求，需要使用二級(jí)除鹽設(shè)施，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)備可以是混床離子交換器、反滲透設(shè)備、連續(xù)電除 鹽設(shè)備。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2p m終端過濾器，也可以用超 濾設(shè)施代替終端過濾器。蒸餾法也是一種除鹽方法，由于中國藥典規(guī)定必須用蒸餾法制得注射用水，本文 將蒸餾法區(qū)別于其他除鹽設(shè)備討論，多效蒸餾法一般需要二級(jí)除鹽設(shè)施為前級(jí)設(shè)備， 在原水水質(zhì)較好時(shí)，可以用一級(jí)除鹽設(shè)施為多效蒸餾設(shè)備的前級(jí)設(shè)備。第3章純化水的分配系統(tǒng)3.1純化水貯罐制藥用水貯罐容量的大小

20、：首先應(yīng)滿足分配管路的灌注用水；再滿足各種工藝用 水條件下的存水量；再保證貯罐內(nèi)水位始終不低于泵所需的吸入高度；同時(shí)也應(yīng)儲(chǔ)備 足夠的水量，以保證制水系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行維修和出現(xiàn)緊急情況時(shí)，仍能維持一定時(shí)間的 正常生產(chǎn)。純化水貯罐應(yīng)采用不銹鋼材料或經(jīng)驗(yàn)證無毒，耐腐蝕，不滲出污染離子的其他材 料制作。貯罐通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器。貯罐內(nèi)壁應(yīng)光滑，按管口 和焊縫不形成死角或沙眼，不宜采用可能滯水污染的液位計(jì)和溫度計(jì)。對(duì)儲(chǔ)罐要定期 清洗，消毒滅菌，并對(duì)清洗、滅菌效果驗(yàn)證。3.2純化水輸送泵純化水輸送泵為不銹鋼制造，電拋光并鈍化處理。為了便于清洗純化水輸送泵具 有易拆卸大的結(jié)構(gòu)形式，并用清潔的開

21、式葉輪；泵及進(jìn)出水管具有衛(wèi)生級(jí)結(jié)構(gòu)，并能 耐受較高的工作壓力；能在含蒸汽的湍流熱水下穩(wěn)定的工作；泵的最大流量能滿足高 峰用水量假回水流量要求；為了節(jié)約成本采用變頻技術(shù)，通過改變泵的轉(zhuǎn)速，使回水 流速恒定適宜范圍內(nèi)。在泵體的底部將泵殼的余水排盡的排水閥。3.3線殺菌器為了避免循環(huán)時(shí)產(chǎn)生的微生物影響水質(zhì)，所以在純化水輸送泵后添加紫外線殺菌 器。紫外線殺菌技術(shù)是一種有效的殺菌技術(shù)，可以應(yīng)用于水處理系統(tǒng)中。當(dāng)然紫外線 殺菌效果與紫外線強(qiáng)度有直接的關(guān)系。紫外線強(qiáng)度受紫外燈管的功率、性能所決定。 當(dāng)輻照強(qiáng)度一定時(shí)，被照消毒物停留時(shí)間愈久，離殺菌燈管愈近，其殺菌效果愈好， 反之愈差。牛寺點(diǎn)：紫外線殺菌器具有水流均勻、無死角、光射條件好、殺菌徹底、能耗低、 安裝靈活方便等特點(diǎn)，主體材質(zhì)采用不銹鋼，無金屬離子浸染問題，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為密封 容器石英套管式，內(nèi)設(shè)電氣控制裝置。其中關(guān)鍵的紫外線燈管理論壽命長(zhǎng)達(dá)10000 小時(shí)。3.4巴斯德滅菌在整個(gè)水系統(tǒng)中，有兩處需要對(duì)微生物進(jìn)行特殊控制。一處使活性炭過濾器這是 因?yàn)榛钚蕴窟^濾器的主要作用都是去除有機(jī)物，其上流側(cè)必定會(huì)隨時(shí)間的推移積累大 量