純化水制備工藝在制藥生產中運用

摘 要：藥品對用藥者來說非常重要，關系到生命安全，制藥企業對藥品的生產非常重視，而純化水是制藥生產過程中需要大量使用的工藝用水之一，因此對其工藝提出了更高要求。本文首先對純化水制備方法進行闡述，然后對在制藥生產中的方案組合進行分析，提出二級RO、一級RO+EDI以及二級RO+EDI工藝在制藥企生產中應用的較多。

關鍵詞：純化水；制備工藝；制藥企業

中圖分類號：TQ460.8 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0348-02

1 純化水制備方法

1.1 制備方法選定原則

純化水制備工藝經過不斷的發展和改進，從剛開始的單件、單臺制造設備，逐漸發展為現代的一套完整的純化水制備工藝流程。用在制藥生產中，主要是為了進一步控制化學指標和微顆粒污染，以及微生物、細菌內毒素等可能造成的污染。原水質、純化水設備的處理能力、存儲分配系統、效果等對純化水的質量有著直接影響。在實際的應用中，需要依據這些方面的因素，以及投入與運行成本等多方面指標對純化水制備的配置進行綜合分析和確定。

1.2 具體制備方法

制藥企業用到的純化水又叫脫鹽水或者去離子水，是通過離子交換法、蒸餾冷凝法、反滲透法等方法制成的純化水，是以地表水或者自來水為原水，通過純化水處理設備制作出來，在整個工藝流程中不加入任何一種附加劑的工藝用水。具體主要有以下幾種方法：

（1）離子交換法，這種方法主要依據樹脂離子的交換性能，將水中的金屬離子去除，應用到酸堿定期再生處理以及離子交換化學除鹽理論，也是一種傳統的純化水制備工藝。用到的再生劑具有很強的殺菌功能，可以對離子交換過程產生的微生物起到一定的抑制作用。離子交換可以設置為陰、陽兩床，也可以設置為混合床形式。采用這種工藝需要注意的是，樹脂再生排出的廢液先經過處理，使其pH值達到規定值時才能排出，以免對環境造成污染。該工藝投資較少，主要應用在科研行業或者用水量不大的制造車間。

（2）蒸餾冷凝法，這種方法是將原水蒸發，再通過冷凝收集，從而達到分離去除其他成分的目的，最后制備為純化水。該方法是制藥企業之前常采用的方法，但缺點是耗能大，成本高。

（3）電滲析法（ED），這種方法主要是通過靜電以及選擇性滲透膜進行分離和濃縮，將水中金屬離子去除。這種方法由于不含有電流樹脂，不能提高離子去除能力，而且還需要定期將陰陽兩級進行更換，同時做好清洗工作，以提高或維持設備的處理能力，所以該工藝效率與下面講到的電法去離子法相比，效率略低，操作較復雜。在實際的應用中，主要應用在純化水制備的前期處理環節中，是一種常用的輔助措施。

（4）電法去離子法（EDI），這種方法是將上述講到的離子交換法與電滲析法相結合的一種制備工藝，是一種新型的膜分離技術，在實際的應用中也越來越成熟。這種制備工藝可以將水中的微量離子去除，整個工藝過程不添加任何附加劑，使純化水電阻率保持在15MΩcm以上，該方法的優點是不會對環境造成污染，使水的利用率進一步提高，整個工藝過程中不需要化學再生，持續制備的純化水質量也較高。

（5）反滲透（RO）法，是借助于選擇透過（半透過）性膜的功能，以壓力差為推動力的膜分離技術。當系統中所加的壓力大于溶液滲透壓時，水分子不斷的透過膜，經過產水流道流入中心管，在出水端流出。其中的復合膜組件能連續的去除水中絕大部分無機鹽、溶解性有機物、細菌、病毒等，將其截留在膜的進水側，并在濃水出水端流出，從而達到分離純化的目的。主要以進水、產水電導率、脫鹽率、回收率等指標進行監測。具有無相變、無污染、能耗低、技術先進、結構緊湊、處理后水質優、操作維修簡便等優點，尤其在制藥用水等領域中被廣泛應用。

1.3 反滲透制水系統組成

反滲透制水系統主要由合格的預處理水經5μm保安過濾器、高壓泵、反滲透膜組件、電導率儀、高低壓力保護開關、流量計/表、壓力表、沖洗設備、清洗裝置等組成。

（1）膜組件裝置，是能使RO膜技術付諸實施的最小基本單元，是處理中的核心部件，為將一個或多個RO膜組件裝入耐壓殼體組成，對于產能需求量大的主要設有一級、二級RO處理。膜組件適用的進水水質pH在2～11為宜，進水溫度不超過35℃，以免影響膜組件的透水量和使用壽命。殼體的選擇應確保主機除鹽的長期穩定、可靠，可以使脫鹽率達到95%以上，水的利用率達到71～76%之間。

（2）5μm保安過濾器，主要是防止大于5μm顆粒雜質進入反滲透膜組件，造成損壞。因為經高壓加速后可能會擊穿反滲透膜組件，造成漏鹽。同時也會破壞高壓泵的結構。過濾器中的濾芯可視過濾器進出口的壓差情況進行更換。

（3）高壓泵，是將進水增壓至RO膜所需的壓力，提供系統的推動力。

（4）電導率儀：監測進出水的電導率值。

（5）流量計表：監測純水、濃水的流量，達到監測系統的持續產能情況。

（6）高低壓保護開關：目的是防止無進水條件下反滲透高壓泵的空轉，防止壓力過高等造成損壞。

（7）壓力表：主要監測反滲透膜進水、濃水等壓力，來判斷反滲透（RO）膜組件的結垢情況。

（8）反滲透沖洗設備：當系統停止運行時，系統內的水容易造成膜組件的污染。因此在停機前后進行沖洗，防止污染物沉積在膜的表面。

（9）清洗裝置：在系統長期運行后，微量的鹽成分和有機物等積累會造成膜組件性能下降，因此必須用適當的方法進行清洗，以維持系統的正常運行能力。主要由清洗水箱、清洗水泵、清洗過濾器等組成。

此外還可在線配備紫外線滅菌或臭氧滅菌裝置，在輸送分配系統等環節進行殺菌處理并定期監測，以達到GMP要求的防止微生物污染的控制作用。具有速度快、效果好、對所有菌種都適宜等優點。

2 純化水制備在制藥生產中的方案組合

2.1 純化水制備工藝

該項制備工藝具體的流程是：

（1）進行預處理，通過多介質過濾器、活性炭過濾器、軟化器等程序，使原水的水質達到相應的要求。

（2）進行主處理，首先進行初級除鹽，再進行深度除鹽，主要有高壓泵、RO組件殼體、純化水箱等裝置。

（3）進行后處理，主要有純水泵、臭氧發生器、紫外線滅菌裝置以及配套清洗裝置等。

（4）輸送分配系統。在制藥企業常用到的有二級RO制水工藝；RO+EDI或者混床制水工藝等。主要的大致程序為對原水進行預處理、二級RO；或一級RO、EDI裝或混床、純水泵、輸送分配系統等，最后達到用水點。

2.2 在制藥生產中的方案組合分析

從表1中可以看出，幾種純化水制備工藝的性能比較如下：

（1）純化水設備經過多年的研究和發展，傳統的離子交換、蒸餾冷凝法以及電滲析法由于自身的經濟能耗等因素已經不能適應現代工業需求，基本上逐漸被取代。

（2）二級RO、一級RO+EDI以及二級RO+EDI工藝，制備過程中都不需要添加附加劑，不會對水質、環境造成污染，屬于環保、節能型純化水制備工藝。

（3）在純化水電阻率差異不大的情況下，二級RO、一級RO+EDI以及二級RO+EDI工藝，有預處理環節的軟化器將原水轉變成軟化水，大大降低水質硬度，減少反滲透膜表面結垢現象，提高設備的使用壽命，綜合效果比較理想。

純化水制備工藝有多種設計和選擇，在實際的應用中需要結合生產企業的實際情況，對產品的工藝要求、原水水質等方面進行綜合考慮和分析，選擇原則在滿足GMP要求的基礎上，設計出最佳方案。

3 總 結

通過以上各個方面的介紹，從純化水的質量、投資成本、環保以及耗能等方面綜合考慮，二級RO、一級RO+EDI以及二級RO+EDI工藝更適合制藥企業，而且發展前景也會非常好。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-10

作者簡介：黃艷榮（1984-），女，壯族，廣西南寧人，全日制本科，從事配方顆粒工藝技術研究工作。