药厂设计之纯化水制备与储存

文章来源 成都药厂设计装修 作者:成都制药厂房设计 时间:2020-02-19 16:28

对于药厂来说,纯水是制药必须用的资源,下面笔者就谈下药厂设计之纯化水制备与储存。纯化水制备是以饮用水为原料,经逐级纯化,使之符合生产要求的过程。

 

(1)药厂设计之蒸馏法制备纯化水(蒸馏水) 饮用水经蒸馏后,其中不挥发性的有机物质、无机物质,包括悬浮体、胶体、细菌、病毒热原等均能除去,但不能完全除去挥发性杂质(如氨等)。本法最大优点是去除热原。蒸馏法制取的蒸馏水必须符合《中华人民共和国药典》标准,并定期做全项检查。考虑到水质在高温时易于结垢,采用蒸馏法制备纯化水时,必须对饮用水先进行软化处理,然后再经蒸馏水机蒸馏。

 

(2)药厂设计之离子交换法制备纯化水(去离子水)

①离子交换法制备纯化 水离子交换法制备纯化水常见的工艺流程如下。

a.当进料水含盐量小于300mg/L时,工艺流程为:原水→预处理→阳离子交换柱→阴离子交换柱→阴离子交换柱→混床→0.45μm微滤→纯化水(去离子水)

b.当进料水含盐量为500~600mg/时,工艺流程为:原水→预处理→电渗析→阳离子交换柱→阴离子交换柱→阴离子交换柱混床→0.45μm微滤→纯化水(去离子水)

c.当进料CO2、HCO3含量高于50×10-6时,工艺流程为:原水→预处理→阳离子交换树脂→脱气塔→阴离子交换树脂→阴离子交换树脂→混床→0.45μm微滤→纯化水(去离子水)

 

②离子交换法制备纯化水技术的发展 近年来,EDI技术异军突起,各国都在大力开发、研究、推广和应用。EDI技术也称电再生混床技术,EDI装置是应用在反渗透系统之后,取代传统的混合离子交换技术生产稳定的去离子水,更满足绿色环保要求。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点:水质稳定;容易实现全自动控制;不会因再生而停机;不需化学再生;运行费用低;厂房面积小;无污水排放。

EDI设备一般以反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电导率一般是40~2μS/cm(25℃)EDI纯水电导率可以高达0.055μS/cm(25℃)。但是根据去离子水用途和系统配置设置,EDI纯水适用于制备电导率要求在1~0.055μS/cm(25℃)的纯水。

 药厂设计

(3)药厂设计之反渗透法制备纯化水 反渗透是渗透的逆过程,借助压力(一般在3.5MPa以上)迫使渗透方向相反,故称反渗透。反渗透器主要由高压泵、反渗透膜组件及废水控制部分组成。反渗透膜由芳香族聚酰胺等高分子材料组成,其孔径为0.4~1.0nm,故能除去水中大于1nm的物质,包括直径1~50nm的热原物质。反渗透的脱盐率为90%~95%当施加压力超过自然渗透压时,常水中的低分子溶质如盐类、糖类、细菌、热原及不溶性物质均能被膜截留。反渗透法制备纯化水的工艺流程如下。

 

 

a.原水→预处理→RO→混床→0.45μm微滤→纯化水,该方法出水水质可达0.2~ 0. 1uS/cm.

b.原水→预处理→二级RO→0.45μm微滤→纯化水,该方法出水水质可达2~ 0. 5uS/cm.

c.原水→预处理→RO→EDI→纯化水,该方法出水水质可达0.067μS/cm

为了使水的污染降低到最低极限,对上述流程整个处理系统进行消毒或杀菌是不可缺少的。通常是在反渗透膜的出水侧、混床前以及储罐和分配系统设置紫外线杀菌器或采用其他方法灭菌。

 

当水的硬度较高时,常在机械过滤器之后设置软化床或弱酸床以去除钙镁离子。有时为尽量减轻混床再生时碱液用量,常设置脱气塔以脱去水中的CO2

d.原水→预处理→弱酸床→反渗透→阳离子交换柱→阴离子交换柱→阴离子交换柱→混床→0.45m微滤→纯化水。

e.原水→预处理→弱酸床→反渗透→脱气塔→混床→0.45μm微滤→纯化水。

此两种流程制备纯化水电导率可达0.125μS/cm,但水的单耗大,设备投资和运转费高,操作维修难。

 

(4)药厂设计之超滤法制备纯化水 超滤的原理是以压力为驱动力,使去离子水中的大、中分子物质及细菌、热原被分离,形成浓缩水被排除,从而得到高纯度的超滤水。超滤使用的操作压力为4×104~7×105Pa超滤使用的膜孔较大,在1.5~200nm,故能截留溶液中大分子的溶质(相对分子质量1000~50万),而较小的溶质能通过。因而选择适当孔径的膜能制得无菌、无热原的超滤水,但不能获得《中华人民共和国药典》规定要求的注射用水当与离子交换树脂组合时,可制得纯化水或超纯化水。

 

(5)药厂设计之纯化水储存和输送 纯化水储罐和输送管道应考虑保温。虽然纯化水不检查微生物(有些国家对此有要求),但要求纯化水储存与分配系统有防止微生物滋生和污染的措施,保持系统循环有助于减轻滞留、减少细菌繁殖、减少细菌滋生。每一使用点不参与主回路循环的支管长度不能大于这段管径的6倍,以防支管内纯化水产生死角,滋生微生物。为了在不循环或清洗管道时能使水自由地全部排放,水平安装管道应至少有1%的坡度,纯化水循环主管流速宜大于1.5m/s,支管流速宜大于.0m/s纯化水输送泵应为洁净卫生泵,在泵外壳底部(最低点)设有排放阀。采用离子交换法、反渗透法制备纯化水时,应在使用前加0.45μm微孔滤膜做精密过滤。

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