制药工艺用水与分配送水系统的设计说明
医药工艺用水系统设计规范
L——管道长度； D——管道内直径；
K ——管件、阀门等阻力系数；
u——流体平均流速；
ρ ——流体密度; ∆Ps ——静压力降； Z1 、 Z 2 ——分别为管道系统始端、终端的标高； g ——重力加速度； ∆PN ——速度压力降；
u1、u2——分别为管道系统始端、终端的流体流速；
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3
水质和适用范围
3.1 水质
3.1.1 医药工艺用水的水质应符合生产工艺要求的质量标准。 3.1.2 医药工艺用水的水质应符合下列要求： 1 饮用水水质应符合现行中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749。 2 纯化水水质应符合现行《中国药典》所收载的纯化水项下规定的各项指标和药品生 产要求。 3 注射用水水质应符合现行《中国药典》所收载的注射用水项下规定的各项指标和药 品生产要求。 条文说明：在医药生产过程中，水是使用最广泛的物质、原料或起始原料。不同给药途 径的药品制造和制造过程不同的工艺阶段决定了对医药工艺用水的不同质量要求。饮用水、 纯化水和注射用水都是医药生产过程中使用的工艺用水， 分别用于各自适用的场合或生产工 序，医药工艺用水的水质应确保符合预期用途的要求。 3.2 适用范围 3.2.1 工艺用水至少应当采用饮用水。 条文说明：依据《药品生产质量管理规范》 （GMP）作出此规定。 3.2.2 应根据生产工艺要求或使用目的选用适宜的医药工艺用水。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 中药材洗涤、浸润和提取宜选用饮用水。 纯化水制备应采用饮用水作为原水。 中药注射剂、滴眼剂等无菌制剂的提取用水应采用纯化水。 非无菌制剂的配料宜选用纯化水。 非无菌原料药的精制工艺用水宜选用纯化水。 直接接触非无菌产品的设备、容器、包装材料的最后一次清洗宜选用纯化水。 纯蒸汽制备应采用纯化水作为原水。 注射用水制备应采用纯化水作为原水。 注射剂的配制和稀释不应采用纯化水。 无菌原料药精制工艺用水宜选用注射用水。 注射剂、滴眼剂等无菌制剂的配制和稀释宜选用注射用水。 直接接触无菌制剂的包材的最后清洗用水宜选用注射用水。
制药用水的生产和输送系统设计
的条件 ， 我国制药用水 系统及标 准得到 了长足 的发 展 。随 着定 义的更趋 科学 及标准 的进一 步提升 ， 人们正在把 目光从最终检验转移到水 系统 的设计、运行 、监控 、验证 等各个方面 ， 将终端把 关转换为过程控制 ， 力争稳 定地 生产 出符合质量要求的制药用 水 ， 以满 足药品生产 的特殊 要求 。
焊接 。
３制药用水纯化水设计方案 ５结语
改革 开放 及 人世 以来 ，我 国 制药 用 水 系统 及 标 准 得到 了长 足 的发 展 。随 着 定 义 的更 趋 科 学 及 标 准 的 进一 步提 升 ，人 们正 在 把 目光 从 最终 检 验 转移 制药 到 水 系统 的 设计 、运 行 、监控 、验 证等 各个方 面 ， 终 将 端把 关 转换 为 过 程 控 制 ，力争 稳 定 地 生 产 出 符 合 质量 要 求 的制 药 用 水 ，以满 足 药 品 生产的特殊要求。
环配水 方式 。纯化 水管路连 接主要 有焊 接和 卡箍连 接 两种 。采 用卡 箍连 接 ， 密封 处不 在 可避免地 出现缝 隙 ， 这样 ， 容易滋生微生物 ， 就 再者 ， 箍连接 费用较高 ， 卡 所以在施 工工艺中
规定 ： 在技 术夹层 内的纯化水管连 接全 部采用 自体 自动 的焊接 方式 ， 洁净室内的纯化水管 在 也 只是连接 阀门的部分用卡箍 ， 其他管路也用
ｌｌ；ｉ ｊ２Ｉｌ ；Ｉｌ— ｌ２ｉ
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制 药 用水 的生 产 和输 送 系统 设计
张 启 阳 （ 山东省 医药工业设计 院 山东济南 ２ ０ １ ） ５ ０ ３
学 论坛 术
摘 要： 本文介 绍 了制药 用水的概念 ， 制药用水 主要指纯化水 、注射 用水和灭茵注射 用水 ； 讨论 了制药纯化水制备 系统的设计和应 用 介 绍 了两种常 用的纯化水设 计方案 ， 后分析 了制 药用水输送 问题 和常 见输送 方法。 最 关键词 ： 制药工程 制药用水 系统 工程 设计 中图分０ ９０ （） ０ １ — １ １ ７ — ７ １２ ０ ） １ｂ一 ２ ２ ０
医药工艺用水系统设计规范
为符合法定标准的饮用 水经蒸馏、离子交换或 其它适宜方法制得。
由符合美国环保署、欧共体、日本法 定要求或WHO 饮用水指南的饮用水经
适宜方法制得。
性状
无色澄清液体，无臭，无味
无色澄清液体，无臭，无味
无色澄清液体，无臭， 无味
/
酸碱度
符合规定
符合规定
/
/
/
≤0.3μg/ml
≤0.3μg/ml
≤100CFU/ml
≤0.06μg/ml
≤0.2μg/ml
/
≤0.1μg/ml
≤0.1μg/ml
/
用于生产渗析液时方控 制此项
/
符合规定
/
不得过0.50mg/L （与易氧化物二选一）
符合规定 (4.3 us/cm@20℃5.1us/cm@25℃)
≤0.5mg/L (≤500 ppb 碳)
符合规定
≤0.5mg/L(≤500 ppb 碳 )
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医药工艺用水系统设计规范
•深圳市科瑞环保设备有限公司
•医药工艺用水的范畴
•1)、饮用水（Potable-Water）：通常为自来水公司供应的自来水或深 井水，又称原水，其质量必须符合国家标准GB5749-2006《生活饮用水 卫生标准》。按2010中国药典规定，饮用水不能直接用作制剂的制备或 试验用水。 •2）、纯化水（Purified Water）：为原水经蒸馏法、离子交换法、反渗 透法或其他适宜的方法制得的制药用的水、不含任何附加剂。纯化水可 作为配制普通药物制剂的溶剂或试验用水，不得用于注射剂的配制采用 离子交换法、反渗透法、超滤法等非热处理制备的纯化水一般又称去离 子水。采用特殊设计的蒸馏器用蒸馏法制备的纯化水一般又称蒸馏水。 •3)、注射用水（Water for Injection）：是以纯化水作为原水，经特殊设 计的蒸馏器蒸馏，冷凝冷却后经膜过滤制备而得的水。 注射用水可作为 配制注射剂用的溶剂。 •4)、灭菌注射用水（Sterile Water for Injection）：为注射用水依照注 射剂生产工艺制备所得的水。灭菌注射用水用于灭菌粉末的溶剂或注射 液的稀释剂。
制药用水系统设计原理及操作方法
制药用水系统设计原理及操作方法制药用水是一种特殊的水质要求，它必须满足一定的物理、化学、微生物学指标，才能用于制药过程中，以保证药品质量和生产安全。
制药用水系统是制药企业的重要组成部分，它的设计原理和操作方法对制药质量和安全至关重要。
制药用水系统的设计原理主要包括净水原理、水处理工艺、配水系统和保养维修四方面。
净水原理是指通过不同的物理、化学、生物处理方法，将自来水中的杂质和微生物去除，达到制药用水所需的纯度和洁净度。
典型的净水原理包括反渗透、离子交换、超滤和臭氧处理等。
这些方法可根据药品特点和水质情况进行选择和组合。
水处理工艺是指将净水原理应用于水处理的技术方案。
这里主要包括杂质去除、微生物控制、pH调节、消毒灭菌等步骤。
在水处理过程中，还需要严格控制投加药剂量、处理温度和流量等参数，以保证质量和效率。
配水系统是指制药用水的输送、储存和使用系统。
这里需要控制水质，保证输送管道、水质储存容器和配水器具的卫生和洁净。
这些措施不仅要满足纯水要求，还需要满足需要加热或冷却的水温和流量等。
保养维修是指制药用水系统的日常管理和维护。
这包括定期检查水质和设备状况，故障排除和防范，以及维护水质、装置和设施的卫生和洁净。
在保养维修过程中，需要建立完善的管理体系，制定明确的维护计划和操作规程。
制药用水系统的操作方法主要包括水质监控、操作流程控制和设备维护等。
在操作过程中，需要实时监测水质指标，控制操作流程，识别问题和故障，并及时修复和维护设备和设施。
同时，需要严格按照规定的操作规程和流程执行，保证每个操作环节的安全和质量。
总之，制药用水系统的设计原理和操作方法是保证制药质量和安全的关键环节。
企业需要根据自身的需要和要求，合理选择适合的净水原理和配套工艺，建立独立的配水系统和完善的维护管理体系，以保证水质稳定可靠，符合制药行业的要求。
制药用水系统设计及常见问题
泵的性能曲线中扬程随流量变化应较小。电机功率应足够大。 G. 泵的润滑剂采用纯化水本身。 H. 管路采用热熔或氩弧焊接连接，或者采用卫生夹水分段连接，
两段连续的管壁差不大于0.5mm。
注射用水的贮存、分配系统的设计要求２
纯水/注射用水贮存及分配系统设计的重要原则
» 尽量使用新鲜制备的水:贮罐与用水量相匹配
• 流水不腐：保持循环，雷诺数大于4000 • 储管和运输管道无死角和盲管：
• 无盲管—3D规则 • 无球阀 • 无玻璃液位计 • 管壁光滑-----贮罐/管道宜用不锈钢材，最好用316L。
• 输送泵
• 进入储罐的空气经过过滤：贮罐须安装0.2疏水性呼吸器 • 设有消毒/灭菌装置：贮罐/管道须有灭菌、消毒接口，若采用蒸汽灭
常为聚丙氟乙烯材质。 N. 贮存、分配系统应配备压力，温度、流量、电导等仪器表，必要的控
制调节器。 O. 用纯蒸汽灭菌时，灭菌温度在121oC以上。 P. 整个系统设置必要的取样阀，取样阀应避免死角，耐受灭菌操作。
二、制药用水系统常见问题
制药用水系统常见问题
• 注射用水呼吸器没有带电加热夹套－－呼吸器滤芯有堵塞风险。 • 单管路进水、中间水箱无较好的消毒方式－－系统存在微生物污染风
I. 管路上有一定的倾斜度，便于排放存水。 J. 用蒸汽灭菌时，管线上应设有足够的疏水器；疏水器的选型应与压力
和流量相配。 K. 管路采用循环布置，回水流入贮存罐，回水应装用压力调节阀和流量
显示器。 L. 使用点装阀门处的死角长度不应大于支管内径的3倍。 M. 管线上主管、支管上的阀门宜采用不锈钢隔膜材料应耐受高温消毒，
药品生产工艺用水系统的设计
药品生产工艺用水系统的设计文章从制备纯化水的设备配置出发，药品生产工艺所用纯化水的水质质量、投资、运行及节能环保等几方面进行分析比较，提出了制药行业较高性价比的纯化水制备系统的配置方案，以供同行参考。
标签：药品生产；工艺用水系统；设计前言：在制药行业的硬件中，药品生产工艺用水是极其关键的系统环节，因此其应当建立确认的文件和记录，并能以文件和记录证明达到设计确认、安装确认、运行确认及性能确认的预定目标。
1纯化水制备系统的优化配置方案配置：超滤预处理+一级反渗透装置+电除盐装置。
1.1超滤预处理装置1.1.1一般流程饮用水→饮用水储罐→饮用水泵→叠片过滤器→超滤装置→超滤水储罐→加药装置。
其过程主要由叠片过滤器和超滤装置组成。
1.1.2叠片过滤器叠片式过滤器的作用主要是过滤原水中50μm以上的大颗粒杂质，以防止砂等颗粒进入超滤膜组件，划伤超滤膜表面和造成超滤中空纤维毛细管堵塞。
1.1.3超滤装置超滤装置利用聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜、聚砜等材料制成的中空纤维超滤膜的细微孔径来过滤、去除和分离水中有效直径为0.001～0.1μm的颗粒和分子量在1000～500000范围内的杂质，可减少反渗透膜的胶体污染和微生物污染，提高反渗透的进水水质，使反渗透膜的单位面积渗透通量增大，从而提高反渗透装置的回收率。
1.1.4其他装置在超滤装置后设有加药装置，主要投放碳酸氢钠、氢氧化钠和阻垢剂，用于去除余氯等微量氧化物质、CO2，并防止结垢。
1.1.5清洗和再生叠片式过滤器内单个过滤单元进、出水压差上升到一定值时，利用超濾后的出水清洗1min。
超滤膜一般3个月清洗1次，每次清洗60min，3年更换1次。
1.2反渗透装置1.2.1一般流程超滤出水→一级高压泵→一级反渗透装置→反渗透水储罐。
其主要由一级反渗透装置组成。
1.2.2一级反渗透纯水与含盐水有一张只能透过水的半透膜隔开，水会流入含盐水侧，含盐水侧高于纯水侧平衡时的压差即为渗透压，如在含盐侧施加大于渗透压的压力使含盐水中水流入纯水侧，即为反渗透。
制药用水的工艺设计
制药用水的工艺设计制药用水是指在制药过程中所需的各类水源，包括原水、供水、工艺水、冲洗水、注射用水、纯化水、高纯水等。
在制药过程中，水质的稳定性、纯度和微生物控制都是非常重要的，因此需要进行严格的工艺设计。
一、原水处理在选定用水后，首先需要进行原水处理，以消除悬浮颗粒、杂质和微生物等，使水质达到制药水质标准。
原水处理一般包括以下几个步骤：1. 沉淀：利用重力作用，将悬浮颗粒沉淀到底部，以便对悬浮颗粒进行分离。
2. 过滤：通过不同种类的过滤器，去除水中的颗粒和可溶性杂质。
3. 活性炭吸附：利用活性炭对一些有机物进行吸附，提高水质。
4. 软化处理：针对硬度高的原水采用离子交换或反渗透等技术，去除钙、镁、铁、锰等。
5. 灭菌处理：利用紫外线、臭氧等方法，消除水中的微生物，确保水质达到制药要求。
二、供水系统设计制药厂的供水系统是制药过程中最重要的环节之一，对水的输送、存储和处理都需要进行严格的设计与控制。
1. 储水系统：包括水源储备池、清洗池、备用池等，保证用水量的平稳供给。
2. 输送系统：包括水泵、管道、阀门等进行水的输送和控制。
3. 消毒系统：采用紫外线、臭氧、过氧化氢等灭菌方法，确保水的纯度符合制药水质标准。
三、工艺水处理工艺水是指制药过程中所需的各种水源，通常采用反渗透等技术进行处理，去除亚微米级别的颗粒、菌落、有机物等，使水质符合制药过程中的需求。
四、纯水和高纯水处理在制药过程中，除了工艺水外，还需要一些更纯净的水源，例如纯化水和高纯水。
这些水源往往采用离子交换、反渗透等复杂技术进行处理，以达到极高的纯度和微生物控制要求。
总之，制药用水是一项复杂的工程，需要进行科学的工艺设计和实际操作，以确保水质符合制药要求。
制药工艺用水的设计、验证、运行和维护
d b与c结合使用
防冷凝积水弯头 冷凝积水
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降低注射用水中的热原风险
1、多效蒸馏水机 会由于供水阀及蒸馏水机液面控制不当造成未汽化的水混入蒸馏水
机或者停运一段时间后冷凝器中注射用水的滞留。 2、热交换器
会由于热交换器的泄漏而引起水的污染 3、储灌上的呼吸器是否完好、密封和无泄漏直接影响水质。 4、关注纯化水的水质稳定性情况。 5、应重点关注注射用水系统设计与使用过程中有无盲管或积水的问题。 6、管道、储灌是否在最低点有排放装置，或可排尽管道或储灌中的余水。 7、要确认系统最冷点的灭菌效果以及清洗的合理性。
无盲管—3D规则 无球阀 无玻璃液位计 管壁光滑-----贮罐/管道宜用不锈钢材，最好用316L。 一个输送泵 进入储罐的空气经过过滤：贮罐须安装0.2疏水性呼吸器 设有消毒/灭菌装置：贮罐/管道须有灭菌、消毒接口，若采用蒸汽灭 菌，应设置足够的疏水器
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3.2注射用水的贮存，分配系统的设计要求1
2、 系统运行确认 2.1 检查设备运行-按设备逐个检查 2.2 操作参数检测-按设计和操作手册检测 2.3 检查管路管件-管道、阀门、密封圈
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纯化水、注射用水系统的验证
3、 系统验证 验证时间-一周（5天或7天）为一周期，连续3次 取样频率-储水罐、总送回水口天天取，各使用点一 周期1次，
连续3次 合格标准-按药典
盐，或三者的不同组合。反渗透除脱盐外，还能去 除大部分微生物、胶体。
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1.2水的净化技术——后处理技术
紫外杀菌，臭氧杀菌，微孔过滤
12
1.2 制 备 工 艺
石
活
饮 用 水
英
原
制药工艺用水循环配水控制设计
用水点将 可能导致真空 ， 因此 由于不 目前制药工艺用水 的输送主 要有循 环用水和非循 使 管内流速 降低 ， 环用水二种 。按照工艺用水的要求， 选用非循环用水也 能保持相对 于外部大气 的正压 ， 可能会对系统产生意外 或者当选用小管径时， 由于较高的流速 ， 可满足要求 。 由于用水的不均匀性 ， 但 在用水低谷时， 水 的微生物污染 ； 如 较容易滞 留在管路 中， 滋生微生物 ， 不仅增加 日后的管 会增加管道阻力与动力消耗。当循环回路较复杂 时， 路消毒次数， 而且影响水质的稳定性。 因此 ， 在设计中还 何保证每一个循环回路与 总的循环 回路既有一个相对
流速与管径， 管内始终保持正压 ， 能使运 又 是选用循环配水 方式 。在循环配水 方式确定下， 主要涉 合理的流量、
及 到管 路 流量 的设 定 问题 。如 文献 ［］ ２所述 ， 当管 路 流速 行费用较为合理 ，后， 循环管路的管径就与管路流量有关 ， 而管路流 量则与工艺用水量和循环流量有关 。
图 １ 循 环 配 水系 统 简图
乘积运算指令 ， 完成 ９ｑ 运算 ， ＊ 运算结果数据传到 ｑ ０ 数据 区， 再运用一遍 Ｐ Ｃ的乘积运算指令， Ｌ 完成 ｑ・ 的 ＯＣ
工 艺 用 水 的 设 计 秒 流 量 公 式 为 ｑ ｎ ， ＝ｑ 式 中 （） — —用 水 点 的最 大 出水量 （ ３ ） １口 ｍ／ ； ｈ （） — — 用水 点 与用 水 设备 的数 量 ； ２ｎ
１ 循 环 配水 系统设 计 分析
循环 配水系统通常可使用压 力控 制阀 门或采用每
维普资讯
项 目改 造 与 系 统 设 计
制药 工艺用 水循 环配 水控制 设 计
马立修
（ 山东理 工大学工程 技术学 院， 山东 淄博 ２ ５１） ５０２
制药水系统设计设备工艺原理
制药水系统设计设备工艺原理背景介绍制药水系统是药品生产中必不可少的一个环节，要想生产高质量的药品，需要对制药水系统的设计、设备和工艺原理进行深入研究。
本文就从这几个方面来介绍制药水系统的相关知识。
制药水系统的设计制药水系统设计的目的是满足药品生产的要求，包括质量、效率、安全等方面。
制药水系统主要包括水处理、储存、输送和清洗四个部分，下面来分别介绍：水处理部分水是制药水系统中最基础的原料，质量直接影响到后续工艺的顺利进行和产品质量的稳定。
因此，制药企业需要对生产用水进行处理，消除其中的微生物、有机物、无机盐等杂质，同时还需要进行去离子、超纯化、浓缩等一系列工艺操作，以提供高质量的生产用水。
储存部分储存是制药水系统中不可或缺的一个部分，对于质量的稳定以及生产的安全有非常重要的影响。
储存中需要考虑多种因素，如防止污染、保证水质、减少蒸发损失等等。
输送部分负责将处理好的水输送到下一步工艺中进行加工。
在输送过程中需要注意水的流量、质量、温度等参数的控制，以充分满足后续工艺的要求。
清洗部分因为制药水系统需要频繁地进行清洗以保证安全、卫生和高质量的生产，因此清洗部分也是制药系统中非常重要的一个环节。
在清洗中需要注意使用清洗剂的浓度、水温、清洗时间等因素，以达到彻底清洗的目的。
制药水系统设备制药水系统设备指实现制药水系统各项操作的具体设备和系统，它们通常需要考虑到符合药品生产和行业标准，能够保证药品生产的质量及效率。
下面简要介绍几类常用设备。
纯化水设备纯化水设备主要包括反渗透设备、EDI设备、超纯水设备等。
这些设备功能不同，但都是为实现最终的高纯水设备而设计的。
主要作用是去除水中的离子、有机物等，确保生产用水的纯度和质量。
过滤器设备过滤器设备主要用于过滤、净化水中的杂质。
多使用于水处理的前段，可以有效去除水中的悬浮物、胶体等杂质。
输送设备主要包括管道、泵、阀门等，用于输送处理好的水。
不同的输送设备选用后相应的管道功耗和阻力也不同，因此要对比不同方案，选择最优设计。
医药工艺用水系统设计：水管路系统设计
水管路系统设计5．1．1 纯化水、注射用水管路系统设计时，要注意流体最佳流向，使死角处于流动方向上，减少“气袋”及“水坑”(图14)。
图14 流体最佳流向示意图5．1．2 本条依据现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073作出规定。
5．1．3 管道应具有一定的坡度，避免出现使水滞流和不易清洗的部位，确保管路系统能完全排放。
ASME BPE标准要求较短管坡度大于2％，较长管道坡度为1％～0．5％，因此，本规范规定水平管道应有0．5％～1％的坡度。
为防止倒灌，排放点必须与地漏等保持空气阻断，即排放管不能与下水管道直接相连。
5．1．4 管路中使用的软管应卫生连接，设计安装时注意长度和坡度，不允许有积液。
软管的安装应保证整个软管能自动或手动排放。
5．1．5 为确保工艺用水系统的独立性，不同水质的管路间应无交叉污染的风险。
例如，有时为了操作的灵活，在不同水质的管路间设置了带阀门的旁通管，但一旦阀门失灵，其他水质的水就会进入注射用水系统，使注射用水系统遭受污染。
也不要和其他介质管道相连或共用管口。
5．1．6 用水点阀门与使用工序或设备之间应直连，就近连接至设备，否则使用点阀门后的配管会成袋型，需再增设排水阀。
例如，当洗瓶机设备布置在洗瓶间中央，循环管为布置美观而靠墙敷设时就会产生上述现象。
图15～图19为ASME BPE对工艺用水使用点的设计要求。
图15 用水点距设备管道较长做法图16 用水点与设备直接相连做法图17 用水点后设换热器做法图18 用水点下接水槽做法图19 用水点下带软管做法图20 为ISPE列举的用水点设计方式。
图20 ISPE列举的用水点设计方式图21为典型的低温用水点设计方式。
图21 典型的低温用水点设计方式。
生物制药工艺用水的循环管路及分配系统的技术
生物制药工艺用水的循环管路及分配系统的技术摘要：生物制药工艺用水分为注射用水和纯化水，注射用水和纯化水作为生物制药生产过程中的原材料，二者的质量与药品质量有着密切的关系，因此，在生物制药工艺用水循环管路及分配系统的设计过程中要注意以确保生物制药工艺用水为前提，从这个角度出发，该文简要介绍了生物制药工艺用水的循环管道和分配系统技术基本要求，并对其中存在的问题进行探讨。
关键词：生物制药工艺用水循环管路分配系统随着生活水平的提高，生活方方面面的高质量是当前人们要求的，体现在生物制药生产过程方面，人们对生物制药工艺用水质量有一定的要求。
生物制药用水主要包括注射用水、纯化水，水作为药品生产的原材料，在制药过程中就要受到GMP约束。
GMP作为控制药品生产质量的一个准则，其有三个目标因素，（１）确保药品高质量的质量管理体系；（２）避免药品污染，降低质量；（３）将人为差错控制最低。
因此，符合GMP要求标准的软硬件设施是当前确保高质量药品的前提，而生物制药工艺用水循环管路及分配系统作为硬件设施，其意义重大。
1 生物制药工艺用水概述生物制药过程要求无菌环境，在这样环境下，得到生物制品也是无菌的，其属于一种非最终灭菌制剂。
在制药过程的最后阶段，非最终灭菌制剂在密封容器中不是通过灭菌的方式得到，而是在确保无菌的环境下得到。
无菌生物制品对生产过程有极高的要求，其无菌性以及质量特性决定着其不能依靠成品检验或最终操作。
生物制品的特点要求生物制药过程中用水循环管路及分配系统必须满足：控制水质在可接受质量范围内，控制系统内微生物对水的污染，系统内确保以生物膜生长需求的温度和流速将水送至使用点等。
这就要求循环管道及分配系统在设计过程中要做到卫生型设计、有合适的压力和流量输送流体，降低水在系统内停留时间，选用易清洁和维护的材料，总之，神武制药工艺用水的循环管道和分配系统要实现制药过程中微生物控制能力。
2 生物制药工艺用水循环管路和分配系统2.1 用水循环管路流速及分配系统生物制药工艺用水使用点的水量如果增大，那么输送管路同个管径管路末端的水流量就会降低，同时，流速降低，进而可能引起低于最低流速，因此，用水循环管路及分配系统在设计时要将输配管路管设置为两个不同的数据，其中，输配回水管路设计为小管径。
制药用水贮存与分配系统的设计
制药用水贮存与分配系统的设计一、配管的坡度配管设计中应为管道的敷设考虑适当的坡度，以利于管道的排水。
即管道在安装时必须考虑使所有管内的水都能排净。
这个要求应作为设计参数确定在系统中。
制药用水系统管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。
这个要求对纯化水和注射用水系统管道均适用。
配管系统中如有积水，还必须设置积水排泄点和阀门。
但应注意，排水点数量必须尽量少。
二、配水管道参数的计算制药工艺过程用水的量是根据工艺过程、产品的性质、制药设备的性能和药厂所处地区的水资源情况等多种条件确定的。
通过分析对每一个用水点注射用水的使用情况来确定。
通常，工艺用水量的计算按照两种主要的用水情况进行。
一种是根据单位时间工艺生产流程中某种耗水量最大的设备为基础考虑，即考虑工艺生产中最大（或峰值）用水量及最大（或峰值）用水时间；另一种是按照消耗在单位产品上的平均用水量（这个水量包括辅助用水）来计算。
无论采用哪一种算法，应尽量考虑生产工艺用水的需求，应在药品制造的整个生产周期内比较均匀，并具有规律性；同时应尽量考虑为适应生产发展，水系统未来可能的规模扩展。
为满足工艺过程的各种需要，制药工艺过程的设计用水量是根据具体的药品品种在生产工艺过程中的直接用水量和辅助过程间接用水量之和决定的。
即在考虑生产的具体品种和生产安排诸方面因素后，根据上述工艺分配输送管道的设计形式和要求原则来具体确定。
而其计算用水量则由一天中生产过程的高峰用量与平均用量综合确定。
不同药品生产过程，其用水量的情况相差很悬殊。
2.1生产工艺用水点情况和用水量标准工艺用水系统中的用水量与采用的工艺用水设备的完善程度、药品生产的工艺方法、生产地水资源的情况等因素有关。
通常，工艺用水的变化比较大。
一般来说，工艺用水点越多，用水工艺设备越完善，每天中用水的不均匀性就越小。
制药用水的情况因各个工艺用水点的使用条件不同，差异很大。
如前所述，工艺用水系统分单个与多个用水点、仅为高温用水点或仅为低温用水点、既有高温用水点又有低温用水点、不同水温的用水点中，既有同时使用各种水温的情况，又有分时使用不同水温的情况，等等。
制药用水存储及分配系统设计方案
制药用水存储及分配系统设计方案1.基本理论基础2005年版《中国药典》制药用水分为饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水四类，规定饮用水按 GB5749-85 要求，纯化水、注射用水、灭菌注射用水理化指标按 pH 值、氯化物、硫酸盐与钙盐、硝酸盐与亚硝酸盐、氨、二氧化碳、易氧化物、不挥发物、重金属、细菌、霉菌和酵母菌总数、细菌内毒素等进行检测。
而μsP30 版美国药典将制药用水分为饮用水、纯化水、灭菌纯化水、注射用水、灭菌注射用水、抑菌剂注射用水、灭菌灌注用水、灭菌吸入用水，血液透析用水，特殊制药用途水等。
在美国药典中涉及的理化指标（包括 pH 值、氯化物、硫酸盐、钙盐、氨、二氧化碳、重金属、易氧化物、总固体物九项）改为控制电导率为 1.3 μs/cm （25℃），总有机碳（TOC）不超过 500 微克 / 升两项指标。
其中电导率指标包含了 pH 值、氯化物、硫酸盐、钙盐、氨及二氧化碳的综合要求； TOC 代替了易氧化物的检测，有利于控制微生物指标。
纯化水和注射用水不同之处主要在于对微生物和内毒素含量要求上（纯化水：内毒素无要求，微生物≤ 100 CFU/ml；注射用水：内毒素≤ 0.25 EU/ ml，微生物≤ 10 CFU/ml）。
通常水系统中的微生物多为葛兰氏阴性菌和嗜热菌，内毒素则是由它们死亡后释放出的，故控制水系统中的微生物含量水平是满足药典要求的主要途径。
对于葛兰氏阴性菌和嗜热菌，10~55℃是适宜它们生长的环境温度，但在高于65℃情况下会抑制它们的生长繁殖 , 故注射用水系统运行温度通常要高于 65℃。
但若系统温度过高，如高于85℃，会增加红绣现象、气蚀、输送泵腔内沸腾等风险，故 GMP 通常要求注射用水系统的运行温度为 65~85℃。
除温度因素外，由于 99% 的微生物是以生物膜的形式附着在设备内壁生长，生物膜是微生物相互粘结并附着在材料表面形成的黏性物质。
而高剪切力是分离生物膜的有效办法，故卫生级结构设计的系统（合适的表面处理，无死角，无缝隙）再辅以能形成湍流的流体的流动，可以有效地避免生物膜的形成。
浅谈药品生产工艺用水系统的设计
浅谈药品生产工艺用水系统的设计引言：水是药品生产过程中用量最大以及使用最为广泛的一种原料，主要是用在生产过程中和药品制剂的制备。
工艺用水主要是指制剂生产过程中的容器清洗以及配料等有关工序和原料药生产中的精制以及洗涤等所用水。
1.关于工艺用水的分类第一是饮用水，主要是自来水公司提供的自来水或者是深井水，也称之为原水。
第二是纯化水，主要是分为原水经过蒸馏法、离子交换法以及反渗透法或者其他方法所制出来的制药用水，并不含有附加剂。
第三是注射用水。
主要是纯化水作为原水经过蒸馏所得到的水，应该要符合细节内毒素试验的要求。
2.关于药品在生产过程中的用水系统设计药品生产过程中的用水系统主要是由水处理设备、存储设备以及分配泵和管网等组成，根据有关规定指出：纯化水、注射水的制备以及分配应该能够防止微生物的滋生以及污染。
贮罐以及输送的管道所使用的材料应该是无毒以及耐腐蚀的。
在设计以及安装的过程中应该避免死角以及盲管。
为了能够有效的控制微生物的污染并且对细菌内毒素进行控制，纯化水以及注射水系统的设计以及制作出现两个特点。
第一是在系统当中越来越多的采用消毒和灭菌的措施。
第二是管路分配系统从传统的送水管路演变成为循环管路。
在整个设计过程中对于每种影响因素必须要采取相应的措施。
2.1对“死水”进行消除在管理系统中如果存在着不流动的死水，不仅导致微生物出现滋生的现象，并且还会对水质产生污染。
为了能够对这一现象进行杜绝，整个管路系统应该应用循环系统并且要二十四个小时运行，接至使用点的支管应该尽量短些，其长度在一定程度上是不能够超过管径的六倍。
2.2关于管内的流速表示流体流动状态的雷诺准数Re在一定程度上达到一万而形成相对比较稳定的湍流时，才能对微生物的生长进行防止。
如果流速太低的话，管壁处将会进一步的形成较厚的边界层，微生物依此构筑自己的温床—生物膜，注射用水系统带来不良影响。
流速过高，虽然对管道内壁较大的冲刷力进行保持，微生物的污染进行防止，由于流速的增高，管路阻力也在不断的增大，过高的流速造成能耗的增加。
医药工艺用水系统设计：工艺用水的分配输送
工艺用水的分配输送4．4．1 依据WHO《药品生产质量管理规范》相关内容作出此规定。
饮用水系统通常既是生活用水又是生产用水，这两个系统最好分开设置。
4．4．2 本条为强制性条文，必须严格执行。
GMP要求：纯化水和注射用水的分配应当能够防止微生物的滋生。
在水的生产、贮存和运输过程中，水质控制(包括微生物方面和化学方面的质量)是主要考虑的问题。
与其他药品和中间体不同，水通常是根据需要，从一个系统中取用，而且使用前不易于检测或按批次发放。
所以保证水的质量符合使用要求是十分必要的。
另外，有些微生物检查需要培养时间，由于检查结果很可能会滞后于水的使用，所以最关键的是对医药工艺用水的微生物进行控制。
有些微生物有可能在水处理系统的某些环节以及贮存和分配系统中繁殖。
因此，采用常规的消毒方法和适当的措施防止微生物的繁殖，将微生物的污染降到最低是非常必要的。
4．4．3 由于循环输送能够使水在管道中连续不断地流动，能够始终使系统管道的内表面处于被湍急的水流冲刷的状态，有效地阻碍管壁上生物膜的形成，容易维持系统内正常供水中微生物控制水平，所以本规范推荐在纯化水系统设计中采用循环输送。
WHO《药品生产质量管理规范》规定，应采用持续循环的管道系统进行制药用水的分配。
4．4．4 本条第3款为强制性条文，必须严格执行。
为有效防止微生物的滋生和污染，分配系统的配置应考虑通过再循环使水在管路中连续流动，只要有可能，应避免使用非循环的、死角的以及单向系统或部分单向的系统。
经验表明连续的再循环系统更易于维护，如70℃以上保温循环输送。
特别应该指出，《中国药典》(2010年版)附录ⅩⅥ要求注射用水的储存方式和静态储存期限应经过验证确保水质符合质量要求，例如，可以在80℃以上保温或70℃以上保温循环或4℃以下的状态下存放。
注射用水的分配输送应保证配水管路中适当的水流速度。
现行国家标准《医药工业洁净厂房设计规范》G B 50457规定，循环的干管流速宜大于1．5m／s。
制药用水设备的安装及用水的输送详解
制药用水设备的安装及用水的输送详解【老朋友】点击右上角箭头立即分享和发送给您的朋友一．典型的纯化水制备系统反渗透法：操作工艺简单，除盐和除热源效率高，又比较经济。
《美国药典》从19版开始收载此法，为制备注射用水的法定方法之一。
医药纯化水制取常见工艺流程1.原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透设备→中间水箱→中间水泵→离子交换器→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→微孔过滤器→用水点2.原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→第一级反渗透→pH调节→中间水箱→第二级反渗透→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→微孔过滤器→用水点3.原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→微孔过滤器→用水点二．设备选材安装1.与药品直接接触的设备表面应光滑、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀不与药品发生化学变化或吸附药品。
设备所用的润滑剂、冷却剂等不得对药品或容器造成污染。
2.与设备连接的主要固定管道应标明管内物料名称、流向。
3.纯化水、注射用水的制备、储存和分配应能防止微生物的滋生和污染。
储罐和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。
管道的设计和安装应避免死角、盲管储罐和管道要规定清洗、灭菌周期。
注射用水储罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器。
注射用水的储存可采用80℃以上保温、65℃以上保温循环或4℃以下存放。
三．设备的安装1.联动线和双扉式灭菌器等较新式设备的安装可能要穿越两个洁净级别不同的区域时，应在安装固定的同时，采用适当的密封方式，保证洁净级别高的区域不受影响。
2.不同洁净等级房间之间，如采用传送带传递物料时，为防止交叉污染，传送带不宜穿越隔墙，而应在隔墙两边分段传送。
对送至无菌区的传送装置则必须分段传送。
3.设计或选用轻便、灵巧的传送工具，如传送带、小车、流槽、软接管、密闭料斗等，以辅助设备之间的连接。
制药工艺用水与分配送水系统的设计说明
第六章制药工艺用水及分配送水系统的设计6.1 制药工艺用水配水系统设计的基本原则6.1.1 配水系统的基本概念为安全有效地分配制药工艺用水，已形成两个基本概念，一个叫作“批”分配，另一个叫“连续动态”分配。
对制药工艺用水使用分批的概念至少要用两个贮罐。
当一个贮罐充水时，另一个贮罐正在用来向不同使用点提供制药工艺用水。
当一个已被最终处理系统（即纯化水系统或注射用水系统）的成品水充满后，该罐中的水才投入使用。
尽管在更长的时间周期贮罐的水都可能是有效的、符合质量标准要求的，通常贮罐的水在24小时后都应排空。
贮罐排水完成后，再贮水之前应对贮罐和配水系统作卫生、并定期的使用纯蒸汽或化学的方法消毒灭菌。
连续动态的概念满足了高峰用水期用水量较大的特殊要求，通过使用一个贮罐加入水系统中的方法，贮罐暂时接收来自最终预处理系统（即纯化水系统或注射用水系统）的水，往贮罐中贮存水，最后向不同的使用点供应这些水并且保持水的质量。
从理论上讲，使用“批：分配的用水方式要优于“连续动态”的用水方式。
“批”分配概念超过“连续动态”的分配概念其优点是，在使用前先测试水质，贮罐中的水的使用在QA/QC的严格控制下，因而，每批产品使用的水都能够被追踪，而且可以有标志得以识别。
“连续动态”分配概念的优点这是包括较低的使用周期成本，以及贮罐周围的管道比较简单，使用操作更有效率。
在水系统的设计中，一旦选定了系统的分配概念，就应仔细评价下述附加的在贮存和分配设计方面考虑的容：①配水系统结构是否包括所需要的贮罐设备或平行设置的环状管路，配水环路上的使用点、制药工艺用水的冷却要求等，例如可通蒸汽、可配亚环路或多个分枝的热交换组件，以及重新加热要求，在支管上设置贮罐与五罐系统的比较等等。
②热用水点（65℃～80℃）、冷用水点（4℃～10℃）或自然环境温度使用点的要求。
③系统作卫生和消毒灭菌的方法，例如纯蒸汽、热水巴氏灭菌、臭氧或化学品消毒等。
6.2 配水管道系统方式的选择设计当今制药工业中所用的大多数系统都可从下述的配水系统中选择确定，系统的结构形式和功能原理都可以使用图中的结构之一来代表。
无菌制药工艺用水制备与分配系统设计
纯化水制备系统(续美国药典纯化水系统（系统3#、4#）纯化水制备系统(续传统处理工艺原水预处理阳/ 阴床混床纯化水消耗大量酸碱、严重污染环境现代处理工艺原水预处理一级反渗透二级反渗透纯化水对有机离子处理能力强最新处理工艺原水预处理一级反渗透电混床(EDI 电混床(EDI 纯化水同时强化有机离子和无机离子的处理能力 EDI技术：电导率<0.1µS/cm，TOC<50 ppb，细菌总数<10 cfu。
符合美国药典注射用水要求。
EDI技术保持了离子交换混床对水中无机物离子去除能力强的优点，同时又克服了传统离子交换混床大量使用酸碱再生，腐蚀严重的缺点；钱应璞 7 钱应璞 8 纯化水制备系统 (续反渗透的原理水在压力下连续通过反渗透膜，除去离子，胶体，细菌和内毒素从理论上讲，反渗透只允许H2O分子通过，能够滤过全部的杂质反渗透膜的数量决定产水量 O O Na S H O O 纯化水制备系统 (续 EDI的工作原理进水流过膜间的混床树脂，进行交换吸附；离子在直流电场作用下向两极迁移；选择性离子透过膜对离子进行选择透过，形成浓水；混床树脂在电场作用下，表面极化电解生成H+和OH-，重新对树脂进行再生，替换下离子继续迁移分离通过EDI能够获得高达18MΩ.cm的纯化水。
9 反渗透（RO）膜 H H C H H C Cl- H O H H2O Na+ Na+ Cl- Na+ Na+ Cl- 钱应璞钱应璞 10 纯化水制备系统 (续 RO+EDI与RO+RO的比较 RO+EDI 电导率<0.5μs/cm RO+RO 电导率2μs/cm左右在25℃,USP要求纯水电导率<1.3μs/cm 纯化水制备系统(续弱电离子(例如CO2,SiO2, 需要添加化学物质去除去除率>99% 弱电离子，且去除率低水质差异 TOC含量<50ppb 细菌总数<10cfu/ml 无中间储罐，整个系统密闭,避免染菌风险工艺差异 EDI树脂自动再生，不需要替换更新 TOC含量不定细菌总数含量不定有中间储罐,系统半开放或开放 H USP要求<500ppb USP 要求<100cfu/ml 一级反渗透＋EDI； RO膜需要清洗和更换 53％左右 11 产水率 70％左右问题：纯化水系统内部（用水点除外）除菌过滤器的设置？钱应璞 12 钱应璞 2注射用水制备系统(续多效蒸馏水机注射用水制备系统(续多效蒸馏水机-原理不凝结气体排放工业蒸汽来自前一柱纯蒸汽 WFI通换热器通下一柱的纯蒸汽纯蒸汽纯化水进被分离水微粒热原等冷却水进说明上部-蒸发柱重力分离螺旋板下部-分离柱 -即重力分离注射用水通往下一柱进水螺旋板 =导流板 =汽水分离板纯化水进时，不断被加热，能量充分利用冷却水蒸剩水排放冷凝水排放 14 重力分离蒸馏原理汽雾旋风分离意图 13 钱应璞钱应璞注射用水制备系统(续蒸汽压缩式蒸馏水机及流程图不凝集气呼吸滤器 D 100 纯蒸汽 WFI 出口排气WFI 冷凝 WFI -HE 静压柱液位纯蒸气制备系统(续纯蒸汽发生器原理： D100比较高，汽水安全安全阀工作原理--重力分离压力控制泵将PW打进蒸馏柱/脱污染柱及热交换器内侧 PS 管路，水位由液位控制器控制。
制药用水系统原理及设计
11／50
3、工艺用水药典标准及GMP要求
欧盟GMP 对制药用水系统没有专门的章节提出要 求，在设备一段的描述可以认为涵盖了对制药用水 系统的要求。另外它的无菌制药附件对制药用水系 统有一条要求。在其附录中有一处是直接的要求。
美国GMP 对制药用水系统的明确要求也不多，通常 认为GMP 中关于设备的部分都是与制药用水系统有 关的要求。
– 无菌注射用水：为注射用水照注射剂生产工艺制备所得。
来自中国药典定义
6／50
2、制药工艺用水用途（中国药典规定）
用途
1 制备纯化水 2 口服剂瓶子初洗 3 设备、容器的初洗 4 中药材、中药饮片的清洗、浸泡和提取 1 制备注射用水（纯蒸汽）的水源 2 非无菌药品直接接触药品的设备器具和包装材料最后一次洗涤用水 3 注射剂、无菌药品瓶子的初洗 4 非无菌药品的配料 5 非无菌原料药精制
1／50
制药用水系统原理及设计
2／50
目录Index
一
制药用水系统概述
二
工艺用水系统原理、设计要求
三
HTBT纯化水制备系统设计计算
四
HTBT制药用水系统解决方案
3／50
一、制药用水系统概述
➢1、制药工艺用水分类及定义 ➢2、制药工艺用水用途 ➢3、工艺用水药典标准及GMP要求 ➢4、工艺用水系统组成
系统死角的控制
32／50
Control of deadleg
抛光度 Polish
33／50
流速 Flow rate
34／50
35／50
三：HTBT纯化水制备系统设计计算
原水箱设计计算
缓冲，体积与产量匹配保证多介质 反洗流量需求；
流速慢，存在微生物繁殖风险， 抑菌措施，次氯酸钠浓度控制0.30.5mg/l；
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第六章制药工艺用水及分配送水系统的设计6.1 制药工艺用水配水系统设计的基本原则6.1.1 配水系统的基本概念为安全有效地分配制药工艺用水，已形成两个基本概念，一个叫作“批”分配，另一个叫“连续动态”分配。
对制药工艺用水使用分批的概念至少要用两个贮罐。
当一个贮罐充水时，另一个贮罐正在用来向不同使用点提供制药工艺用水。
当一个已被最终处理系统（即纯化水系统或注射用水系统）的成品水充满后，该罐中的水才投入使用。
尽管在更长的时间周期贮罐的水都可能是有效的、符合质量标准要求的，通常贮罐的水在24小时后都应排空。
贮罐排水完成后，再贮水之前应对贮罐和配水系统作卫生、并定期的使用纯蒸汽或化学的方法消毒灭菌。
连续动态的概念满足了高峰用水期用水量较大的特殊要求，通过使用一个贮罐加入水系统中的方法，贮罐暂时接收来自最终预处理系统（即纯化水系统或注射用水系统）的水，往贮罐中贮存水，最后向不同的使用点供应这些水并且保持水的质量。
从理论上讲，使用“批：分配的用水方式要优于“连续动态”的用水方式。
“批”分配概念超过“连续动态”的分配概念其优点是，在使用前先测试水质，贮罐中的水的使用在QA/QC的严格控制下，因而，每批产品使用的水都能够被追踪，而且可以有标志得以识别。
“连续动态”分配概念的优点这是包括较低的使用周期成本，以及贮罐周围的管道比较简单，使用操作更有效率。
在水系统的设计中，一旦选定了系统的分配概念，就应仔细评价下述附加的在贮存和分配设计方面考虑的容：①配水系统结构是否包括所需要的贮罐设备或平行设置的环状管路，配水环路上的使用点、制药工艺用水的冷却要求等，例如可通蒸汽、可配亚环路或多个分枝的热交换组件，以及重新加热要求，在支管上设置贮罐与五罐系统的比较等等。
②热用水点（65℃～80℃）、冷用水点（4℃～10℃）或自然环境温度使用点的要求。
③系统作卫生和消毒灭菌的方法，例如纯蒸汽、热水巴氏灭菌、臭氧或化学品消毒等。
6.2 配水管道系统方式的选择设计当今制药工业中所用的大多数系统都可从下述的配水系统中选择确定，系统的结构形式和功能原理都可以使用图中的结构之一来代表。
但必须说明，除此以外的其它的设计可能也是可以接受的。
在评价使用哪种结构在给定条件下是最佳的选择时，设计者都必须考虑许多因素，其中包括对水是否需要QA批准后放行的需求、水的理想规格、水力学上度工艺用水系统的一些限制、每个用水点要求的保持的温度、使用点总数和用水量以及能耗成本等等。
每一种配水系统结构在能提供的微生物控制程度和所需的能耗等诸方面是不尽相同的。
例如，将贮水暴露在有利于微生物生长的条件下的时间降至最低，通常可以获得较好的微生物控制程度。
而将水贮存在卫生条件下，例如加热条件下、臭氧消毒条件下或在湍流速度下使水循环流动，其配水系统结构可以比没有这些条件提供更好的微生物控制能力。
但是，其它的结构也可能达到足够的微生物控制能力，只要它们经常冲洗和作卫生或进行恰当的消毒灭菌处理。
限制水系统中流动或静止状态的水温变化量可以将能量消耗降至最小。
以贮存方式为80℃的热水，但供给使用点时为较低温度的水，从其系统结构上考虑，必须在使用点前设置冷却装置来冷却水。
而循环系统中经冷却后的水在使用后剩余的部分为满足80℃以上贮水的要求，还需再次对其加热。
循环系统中的水为满足热贮存、冷使用的原则，需要经常冷却和重新加热水的系统结构比其它形式的系统结构会消耗更多的能量。
输送较低温度水的系统结构用一个冷却交换器来满足低温要求。
通常，水系统使用的冷却介质是机械冷却塔，降温温差较小，大多数的出水温度都未能够冷却至25℃以下，通常必须再混合使用低于15℃的空调用冷冻水或冷冻乙二醇的第二冷却交换器。
一般从制造成本考虑，不允许仅仅使用冷冻水或冷冻的乙二醇将水系统热贮存条件的水从80℃以上冷却到25℃以下，由此，需要综合配置冷却水系统。
典型的配水系统有下列一些结构形式。
6.2.1 配水管道系统的选择确定设计从总体设计上考虑，对一个优良的只要用水系统来说，正确地设计贮水和配水系统是至为关键的。
任何贮水和配水系统的最佳设计都必须满足下面几方面的要求：①能将水质始终保持在可接受的质量限制围：②能够以控制系统生物膜的生长要求所需的流速和温度将水送到各使用点；③系统制造成本和操作费用与质量、安全性能价格比良好。
并不是必须保护水以避免水出现任何形式的降解，而是只要保持水质在可接受围就行，而且更应特别注意控制微生物污染。
例如，贮水在可以从空气中吸收CO2的情况下贮存水，会增加水的导电性，用氮气覆盖贮罐无水的上部空间可以避免或延缓贮水的降解。
但是，对多数系统来说，如果增大的导电性仍然在所控制的电导围，这种措施就会带来不必要的开支，因此，可以忽略。
近年来，随着技术的不断进步，许多过去并不普及的水系统设计历年现已在制药工业中广泛采用。
例如在提高温度的下贮存（温度>80℃以上）、恒温、恒压力的循环流动、系统管道采用机械抛光或机械抛光+电抛光管道、管道使用卫生卡箍连接、轨道自动惰性气体保护焊接、工艺用水系统中的阀门尽量使用无阀芯组件污染的隔膜阀、经常对水系统作卫生和使用纯蒸汽或化学的方法消毒灭菌等措施的采用已成十分普通。
把所有这些特征融入各个典型的新设计，可减少水系统被微生物污染的危险，但这些措施也会导致适当的成本增加。
虽然这些项目的每一项都能够提供一定程度的安全保证，但认为它们全都需要设在每个系统中则是错误的。
许多系统在缺少一个或多个这些设计性能时是能够成功地运行和有效的管理的。
一种更为合理的方法是充分地利用设计的性能，以最合理的成本、最大限度减少微生物污染的危险。
只有当需要将质量保持在较高的可接受围时，在设计阶段才应该增加更大的、费用较高的性能措施。
而且系统应设计得更加牢固，以致不必在以后为工艺用水系统再添加其他的性能特征。
当然，这也会影响成本和计划的完成。
归根到底，每个系统设计的有效性是由输送到使用点的所需水质来决定的。
对水系统的设计者的最大挑战是，知道系统应包括什么样的性能，怎么能够以用最低生命周期成本达到所需的保护程度。
例如，注射用水系统设计采用316L不锈钢来制造贮存和分配系统，系统一般在80℃条件下使用操作。
配水管道全部是卫生级的，TIG自动轨迹焊接，在使用点具有最短的死水段的采用了零死水段隔膜阀。
系统水以2.0m/s的最低返回速度通过管道得以保持循环流动。
在这种情况下，由于系统污染的危险已经很低，可以不要求使用抛光精度达到表面粗糙度Ra<0.25μm的水平，即以电抛光为最终处理手段的高光洁度抛光管道。
而且对使用这种高光洁度抛光光到的费用提高是争议的，靠进一步改进抛光质量所达到的益处可能并不是合理的。
如果相同的系统暴露在大气中，则应考虑在贮罐上安装孔径为0.22μm的疏水性呼吸过滤器，减少微生物污染的危险对于相对较小的投资来说是相当大的。
用便宜的较大死水段阀代替昂贵的零死水段阀时，可考虑增大系统水流动的最小循环速度以帮助补偿。
优化水系统的结果建议如下：①在有利于微生物生长的条件下时，水保存时间越短越好；②系统保存，循环过程中水温的改变越小越好；③无论采用何种清洁方式，清洁措施应能够接触系统种所有的表面。
只有在同一程度满足上述这些目标，但又能够减少制造和使用周期的费用条件下，才可以说一个水系统优于另一个水系统。
以下通过现在一些采用的贮存和配水概念的例子，来帮助说明最佳水系统设计的基本思想。
6.2.2 工艺用水的贮存分配方式介绍本节对工艺用水系统的贮存分配方式作了全面的介绍，尤其是力求对注射用水系统的一些常见结构形式和设计理念进行比较全面的介绍和比较。
不过，并非这些介绍的结构形式之外的系统形式即为不恰当地。
6.2.3 配水管道系统型式的选择注射用水系统的具体设计形式和配置可根据工艺用水的客观情况，参考下述选择设计程序，分别设计选择：图6-2配水系统选择设计程序图中的每个工艺用水系统的结构形式，在提供的微生物控制程度和所需能量方面都所不同。
将水暴露于有利于生长的条件的时间降到最低，通常可获得较好的微生物控制，将水贮存在卫生条件（如加热、臭氧下或在湍流速度下循环）的结构可望比没有这些条件提供更好的微生物控制。
但是，其它的结构可能达到足够的微生物控制，只要它们经常冲洗和作卫生。
限制水温变化量可将能量消耗降至最低。
以热水储存但供给使用点时较低温度的结构，必须在使用前冷却水。
只有在从系统中吸水时采取冷却措施可将能量需求降至最低。
经常冷却和重新加热水的系统结构形式比其它系统消耗更多的能量。
输送较低温度水的结构用一个冷却交换器能清楚地显示。
通常的冷却介质是冷却塔水，这时产生的费用最少。
目前，世界上大部分冷却塔水也于降温温差有限，不能够将热贮存的工艺用水冷却至足以使用25℃以下，必须加入使用冷却水或乙二醇的第二冷却交换器。
通常成本不允许单用冷却水或乙二醇将水从80℃冷到25℃以下，因为较冷的体积相当大。
6.2.4 一些特殊情况的处理方法及应用实例6.2.4.1 直流式注射用水系统图6-3单罐贮存直流配水系统在资金较紧和水系统比较小的情况下，可以考虑使用这种系统结构形式。
这种系统在可以经常性地对管道冲（清）洗或彻底作卫生和消毒灭菌的情况下也时常使用。
在用水点较少且连续用水时，这种系统不失为一种较好的应用，但在用水点比较分散且较多的情况下，它的优点就完全丧失了。
因为在制药工艺过程不再使用水时，管道水的流动变为停滞状态。
微生物的控制便更难于保持。
因此，这种系统必须定期冲洗贮罐管道和定期对贮罐管道作卫生、进行消毒灭菌处理，以保持微生物污染水平控制在可接受的围以。
因而要求缩短消毒处理周期，以便更加经常作卫生、消毒灭菌。
这样会增大操作成本。
同时，在这种非循环的系统中也难以对水质进行连续的在线监测，减少了解整个系统中的水质变化情况。
6.2.4.2 使用两个贮罐对水分批检测后使用的系统图6-4 使用两个罐，分批检测后使用，再循环系统在这个系统中，水在进入制药工艺使用之前需要经过QC检测合格，再由QA批准后使用放行。
本系统以每一个贮罐中的水作为一个注射用水的使用批，在运行过程中，一个贮罐向制药工艺的用水点供水，而另一个贮罐注水和QC 检测并等待QA批准使用。
这是一种操作极不方便的系统，而且通常只能局限于较少的系统，这是此系统的主要缺点。
但正因为这种系统在使用前已经检测了罐的水质，贮罐中水的使用始终在QA和QC的严格控制下，每批药品使用的水都能够被追踪，而且可以有标志得以识别，因而也成为最可靠的注射用水系统。
这种系统除使用不方便以外，还有一个缺点是投资大，运行成本较高。
6.2.4.3 单贮罐平行环状配管系统图6-5单个罐管道串联环状循环系统这种系统结构是结合贮罐与环状配水管道连续控制使用的方案。