纯化水制备工艺在制药生产中的运用

时间：2021-01-31 20:57:02 生物制药毕业论文我要投稿

纯化水制备工艺在制药生产中的运用

　　纯化水制备工艺在制药生产中的运用【1】

　　[摘要]纯化水是药物生产过程中要大量使用的一种工艺用水，在药品生产过程中和药物生产与药物使用安全是非常重要的，本文主要对纯化水的制备工艺进行了非常详细的分析，在研究的过程中还要对水生产的质量和生产过程中所需要的成本以及能源的消耗等方面进行详细的评价，同时还根据实际情况提出了一些比较科学合理的生产工艺，主要对纯化水制备工艺在生产中的运用进行全面的分析，笔者认为反透法制备纯化水的工艺是比较适合在制药行业中得以应用的。

　　[关键词]制药生产;纯化水制备工艺;应用分析;反渗透法

　　纯化水的制备技术实际上已经有了很长的发展历史，不仅在工艺上有了很大的变化，同时也在设备上出现了很大的改变，在制药过程中也需要使用纯化水制备工艺，这样才能更好的保证药品制备的可靠性，从而也提高了药品的有效性，所以纯化水制备工艺的选择也成了药品制备和生产中非常重要的一个环节。

　　1、纯化水制备方法

　　1.1 纯化水制备方法选定的原则

　　在制药用水系统的选择中要保证系统中的各项化学指标都能达到相关的标准，同时对微生物和菌群的数量也应该予以严格的控制，源水的质量直接决定了纯化水的质量，纯化水制备的设备系统在配置的过程中应该充分的考虑到源水的水质以及相关的用户对纯化水水质的相关要求以及运行中能够承受的最高费用等，这样才能更好的选择合适的设备。

　　1.2 纯化水制备的方法

　　1.2.1离子交换

　　这种制备工艺是相对比较传统的纯化水制备方法，该技术通常就是指利用树脂的离子交换功能来清除水中的.一些金属离子，而对离子交换系统也需要定期的进行清洗，在清洗的过程中要根据实际的情况选择酸和碱，通常我们将这一处理过程叫做再生处理，在再生处理过程中再生剂有着非常好的抗菌和杀菌的作用，所以它对系统中的微生物也有很好的抑制作用。

　　离子交换系统也可以设计成阴床和阳床相互分离的，树脂再生处理的过程中可以将废液的PH值调整到合理的范围之内再排放，这样就可以较少对环境的污染，而且使用这一技术可以减少相关费用的投入，所以这种技术也比较适用于科研机构或者是需水量并不是非常大的生产车间当中。

　　1.2.2蒸馏冷凝法

　　这种方法是以前药厂经常使用的一种纯化水制备方法，在制备的过程中首先需要将原来的水进行加热，让水以水蒸气的方式存在，之后再通过冷凝的方式去除水中存在的离子，但是使用这种方法需要消耗大量的能源。

　　1.2.3电渗析法

　　电渗析法在应用的过程中会利用静电和选择性渗透膜完成分离过程，同时还要将金属离子通过水流充分的冲洗掉，但是这一系统在运行的过程中不能体现出非常好的效果，同时电渗析系统也应该经过一定的清洗处理，这样才能保证系统的功能可以得以充分的发挥。所以电渗析系统通常应用在纯化水系统的前期处理工作中，它主要是起到了辅助的作用。

　　1.2.4电法去离子(EDI)

　　电法去离子系统是将离子交换技术和电渗析技术互相结合，但是它是一种出现的比较晚的膜分离技术，它可以很好的去除水中离子的数量，从而使得纯化水的电阻可以在15Ω以上使用这种技术制备纯水的过程中不需要添加任何的外加剂而且在制备的过程中也不会给环境带来十分不利的影响，水资源也可以得到充分的利用，使用该系统不需要进行化学再生，在使用的过程中也可以制备出质量非常高的纯化水，可以体现出其非常大的优势。

　　1.2.5反渗透

　　反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来，方向与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。

　　利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围，无需化学品即可有效脱除水中盐份，系统除盐率一般为98%以上。所以反渗透是最先进的也是最节能、环保的一种脱盐方式，也已成为了主流的预脱盐工艺。

　　1.3 反渗透制水系统

　　1.3.1多介质过滤器

　　多介质过滤器中的精致酸洗石英砂、精致无烟煤去除原水中粒度大于20微米的机械介质、小分子有机物和部分胶体，使出水浊度<0.5NTU，COD<1.5mg/L，降低原水中机械颗粒、悬浮物和胶体等杂质，降低污染指数。

　　1.3.2活性炭处理器

　　净水专用果壳活性炭，吸附水中的有机物和余氯，去除胶体渣、铁化物、悬浮物，降低色度、浊度，活性炭处理器为反渗透膜作技术准备，应保证余氯<0.1PPm，SDI≤4(反渗透复合膜抗氧化性差，而自由氯是一种强氧化剂，影响膜的寿命)，延长反渗透膜的使用寿命，活性炭吸附饱和后应再生或更换。

　　1.3.3软化器

　　原水硬度的去除目前采用两种方法。膜结垢是由于给水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时超过了溶度积而沉淀到膜上。因此必需防止碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等形成的结垢造成化学污堵，可采用钠离子软化或投加阻垢剂的方法。

　　软化器是利用钠型阳离子树脂中有可交换的Na+阳离子，将水中的钙、镁离子交换出来，使原水软化成软化水，这对降低原水中的硬度，防止反渗透膜表面结垢，提高反渗透膜的工作寿命和处理效果意义极大。树脂定期用食盐(NaCl)再生。

　　1.3.4保安过滤器

　　在制药用水制备中，通常使用微孔薄膜过滤器作为反渗透等除盐设备的保安过滤器、用水终端的除菌过滤以及制药用水贮罐的呼吸除菌过滤。保安过滤器为5微米的精密过滤器，滤除细小的悬浮物，通常是原水进入反渗透膜前的最后一道工艺，作用是防止前一道过滤工序有可能存在泄漏，会将部分固体微粒渗透反渗透膜中，使反渗透膜阻塞。　　1.3.5反渗透装置

　　反渗透是预处理工艺的核心单元，反渗透主机的主要部分是反渗透膜组件，由于反渗透的出水偏酸性，金属的膜壳会逐渐被腐蚀，因此，膜壳的选材应保证主机除盐的作用长期、稳定、可靠地达到设计要求。反渗透主机的设计，应使水的利用率应达到70%-75%，脱盐率大于95%。

　　反渗透系统的控制系统可采用微电脑PLC控制，来实现反渗透膜组件的顺洗、制水、水箱水位控制、药洗、高压泵的高低压保护、过热保护等工艺过程的全自动控制，并带有电导率的随机显示。

　　1.3.6紫外线灭菌器

　　紫外线杀菌是利用波长在200-300nm的紫外线杀菌。在线紫外线灭菌器不改变水的物理化学性质，杀菌效率98%以上。紫外线杀菌具有杀菌能力强，速度快，效率高，效果好，对所有菌种都有效。

　　2、制药生产纯化水制备流程的组合方案

　　2.1纯化水制备流程

　　完整的纯化水制备流程由五个部分组成：预处理(也称前处理装置)、初级除盐装置、深度除盐装置、后处理装置、纯化水输送分配系统。

　　2.1.1预处理。由原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器等组成。

　　2.1.2主处理。(初级除盐装置、深度除盐装置)由高压泵、保安过滤器、RO壳体、RO元件、EDI装置或混床、纯化水箱组成。

　　2.2 制药生产纯化水制备流程的组合方案及分析

　　(1)这几种制纯化水流程经过多年使用和总结改进，已经基本排除了用离子交换、单纯电渗析与一次蒸馏冷凝法制备工艺用纯化水。

　　(2)一级RO+EDI工艺和二级RO+EDI工艺、二级RO流程的出水水质优于其它的工艺流程。而且不用化学试剂再生，不污染环境，是既节能又环保的一种纯化水制备流程。

　　3、结语

　　纯化水生产和制备的过程中可以选择很多种方式和方法，在选择制备方法的时候要综合考虑各种因素的影响，而最为基本的原则就是要满足GMP中的相关标准和要求，只有这样才能生产出符合质量要求的纯化水。经过了长时间的研究发现反渗透方法制备方面有着非常好的效果。

　　参考文献

　　[1]苏红琴，王宁.纯化水制备工艺在生物制品生产中的应用和发展[J].洁净与空调技术.2009(01)

　　[2]周立法.制药工业纯化水制备的模块化与流程组合应用[J].机电信息.2008(17)

　　纯化水制备工艺在制药生产中的应用【2】

　　【摘要】本文就纯化水制备工艺在制药生产中的应用进行了简单分析，并对其发展趋势进行了合理展望，希望对纯化水制备工艺向着运行成本低、环保效果高的方向发展提供参考。

　　【关键词】纯化水制备工艺制药生产

　　1 前言

　　在制药工业中离不开水，并且在药品生产过程中用水的水质对药品的品质有着直接影响。在不同生产品种和生产工序中用水水质也是不同的。

　　例如在原料药生产中，一般利用相应的工艺用水，如经过预处理的饮用水、深井水等;在原料药精制阶段以及药物制剂生产阶段，根据工艺要求单独或组合使用纯化水与注射用水。此外，在大多数无热原要求的吸入剂和眼科用药的配制中以及化妆品和口服制剂的生产中也经常会用到纯化水。

　　纯化水又称去离子水，是指将水中绝大部分强电解质及难以去除的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除到一定程度，一般含盐量在1mg/L以下。

　　2 纯化水制备工艺

　　纯化水的制备原料是原水，包括饮用水、自来水、地下水和地表水。纯化水的制备是一个多级的复杂过程，在每一级都会去除一定的杂志。目前，我国制药用纯化水制备工艺主要包括预处理、一级除盐过程、二级除盐过程和终端过滤几个环节。

　　2.1 预处理

　　预处理是指通过混凝、沉淀、过滤等方法清除水中的悬浮物、细菌和部分有机污染物的过程。除此之外，活性炭吸附、阻垢剂添加、软化处理、精滤、紫外消毒和超滤也可以归为预处理方法。GMP对预处理设备的配备提出了一定要求。

　　首先，原水经过预处理设备后要求要先打到饮用水标准;其次，多介质接卸过滤器要具有自动反冲、再生和排放的功能;再次，活性炭过滤器中要有防菌装置，具有自动反冲性能;最后，在紫外消毒工艺中，要求必须有记录时间的仪表和光强度仪表，并且具有可拆卸的石英灯。

　　2.2 一级和二级除盐过程

　　一级和二级除盐处理的主要目的是将水中溶解的污染物进行去除，尤其是一些有机污染物、无机盐类、重金属和细菌等等。一级除盐设施一般除盐率在百分之九十五以上，即使是对制备要求较低的工艺用水中也需要一级除盐设施。

　　一般一级除盐方法主要有电渗析法、离子交换法、反渗透法和蒸馏法。要想达到更高的要求，就需要进行二级除盐设施。GMP中要求二级除盐设施应有一级除盐设施为前级设备。二级除盐设备一般有反渗透设备、混床离子交换器和连续电除盐设备。

　　2.2.1 电渗析法

　　电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为降低，从而将水进行纯化的过程。电渗析法具有不消耗化学药品、设备简单及操作方便等优势。

　　电渗析法使用的电场一般是静电场或者选择性渗透膜，从而将金属离子从水流中冲洗出去。电渗析系统需要定期交换阴阳电极并冲洗，从而保障系统的处理能力。因此，一般将电渗析系统置于纯化水系统的前处理工序，作为提高水质的辅助措施。

　　2.2.2 离子交换法

　　离子交换法是传统的纯化水制备工艺之一，是指利用树脂离子交换的性能将水中的金属离子清除。离子交换系统必须使用酸和碱进行定期处理。因为这些再生剂的杀菌效果卓著，因此也是控制离子交换系统中微生物的主要措施。离子交换系统有阴、阳床分开的模式，也有混合床形式。离子交换工艺工程耗资少，在用水量不大的中试车间或生产车间中更加适用。

　　2.2.3 反渗透法

　　反渗透是一种以压力差为推动力将溶液中的溶剂分离出来的工艺。反渗透法能够有效的清除水中的胶体、溶解盐、病毒、细菌以及大部分的有机污染物。反

　　渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子，不需要化学试剂就能够有效的去除水中的盐分，去除率在百分之九十八左右。因此，反渗透技术被誉为最节能，最环保的一种脱盐方式，也是世界上主流的预脱盐工艺。

　　2.2.4 蒸馏法

　　蒸馏法是药厂过去常用的一种纯水制备方法，是通过将水蒸发再冷凝的方式将水中离子去除的方式，但是这种纯水制备方法耗能很大，因此其应用受到很大的限制。

　　2.3 终端过滤器

　　当二级除盐设施使用离子交换树脂时应使用小于两微米终端过滤器，也可以用超滤设施代替终端过滤器。

　　3 制药纯化水制备工艺流程的认识和今后的努力方向

　　首先，应该加强原水的日常水质分析，这样对不同季节水质各项指标的曲线进行因地制宜的设计，从而更加合理的利用资金，提高用水效率和效益，既节约了水资源，又对环境保护起到很好的作用。另外，加强对原水日常水质分析工作对保证设备的良好运行也有非常好的参照作用。

　　其次，应该对深入了解国外药典中对纯化水的要求，从而缩短与发达国家之间的差距。今后对于制药纯化水的研究，除了降低投资与运行成本之外，还要更加兼顾经济效益和环境效益，只有这样才能更好的落实科学发展观，使制药工业先进、稳定、可靠的发展下去。

　　4 结语

　　纯化水的水质对制药产品的质量有非常重要的影响，因此改进纯化水制备工艺，在保证水质的前提下降低其运行成本，提高制备量是将来制药企业纯化水制备发展的主流方向。