制药工艺用水

计和安装应避免死角、盲管。 贮罐和管道要规定清洗、灭菌周期。 注射用水贮罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除
菌滤器。 注射用水的贮存可采用 80t以上保温、65t以上保温
循环或4℃以下存放。 有关注射用水系统验证的重点有以下5方面。
（1）注射用水管路系统的要求
长度对加热系统＜6d，对冷却系统＜4d,d为管径；
⑥ 注射用水回路保持65℃以上循环，用水点处冷却； ⑦ 系统能用纯蒸汽灭菌。
典型的注射用水管道布置的系统图如下图所示。
注射用水管道系统图
（2）典型纯化水系统装置单元简介
2m3/h纯化水工艺流程及设备平面布置图详见教材中图4-81。
（3）典型注射用水系统简介
电渗析器原理见下图
图4-73 1.阳极； 2.极室； 3.阳膜； 4.浓室； 5.阴膜； 6.淡室； 7.阴极
浓室中离子在 电场作用下被 滞留于浓室中。
注意事项：
由于阳极的极室中有初生态氯产生，对阴膜有毒害作用，故 贴近电极的第一张膜宜用阳膜，因为阳膜价格较低且耐用。
因在阴极的极室及阴膜的浓室侧易有沉淀，故电渗析每运行 4～8h，需倒换电极，此时原浓室变为淡室，逐渐升到工作 电压，以防离子迅速转移使膜生垢。
反渗透特点：
中空纤维反渗透膜组件与卷式组件相比，具有单位体积内膜 面积大，结构紧凑，工作压力较低，不会受污染等优点，但 组件价格较高。
反渗透运行时，水和盐的渗透系数都随温度的升高而加大， 温度过高，将会增加膜的压实作用或引起膜的水解，故宜在 20～30℃条件下运行。
透水量随压力的升高而加大，应根据盐类的含量、膜的透水 性能及水的回收率来确定操作压力，一般1.5～3MPa。
纯化水为采用离子交换法、反渗透法、蒸馏法或其他适 宜的方法制得供药用的水，不含任何附加剂。
对工艺用水的水质要定期检查。一般，饮用水每月检查 部分项目一次，纯化水每2h在制水工序抽样检查部分项 目一次，注射用水至少每周全面检查一次。
工艺用水的水质要求和用途见下表。
水质类别
用
途
饮用水
1.口服制剂瓶子初洗 2.制备纯化水的水源 3.中药材、饮片清洗、浸润、提取用水
第N效。
二次蒸汽的冷凝水汇流到 蒸馏水贮罐，蒸馏水温度 95～98℃。
具有传热系数大、安装 不需支架、操作稳定等优 点。其蒸发量与蛇管加工 精度关系很大。
第二效
第N效
冷 凝 器
5.制水工艺的设计
（1）纯化水与注射用水管路系统的要求 ① 采用低碳不锈钢，内壁抛光并作钝化处理； ② 管路采用氩弧焊焊接或用卫生夹头连接； ③ 阀门采用不锈钢隔膜阀，卫生夹头连接； ④ 管路适度倾斜，以便排除积水； ⑤ 管路采用串联循环布置，经加热回流入贮罐。阀门盲管段
蒸发器型式如下图。
Finn—Aqua系列，在我国采用 较多。
内部为传热管束与管板、壳体 组成的降膜式列管蒸发器。
蒸发器内还有发夹形换热器， 用以预热加料水。
Stilmas系列，是降膜蒸发器， 具有传热系数大、设备紧凑 等优点，分离器置于下部， 并有丝网除沫器。此种型式 管长较短。
（a）Finn一Aqua系列；
离子交换膜可分为均相膜、半均相膜、导相膜3种。纯水 用膜都用导相膜，它是将离子交换树脂粉末与尼龙网在一 起热压，固定在聚乙烯膜上。
阳膜是聚乙烯苯乙烯磺酸型，阴膜是聚乙烯苯乙烯季胺型， 阳膜只允许通阳离子，阴膜只允许通过阴离子。膜厚 0.5mm。
由于电渗析器是由多层隔室组成，淡化室中阴、阳离子迁 移到相邻的淡室，达到除盐淡化目的。
包括纯化水贮罐、多效蒸馏水机、纯蒸汽发生器、注射用水 贮罐、注射用水泵 换热器（一台加热器和一台冷却器）。
其系统流程见图4-82所示。
6. 水系统验证
我国《药品生产质量管理规范》规定。 纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应能防止微生
物的滋生和污染。 贮存和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀。管道的设
（b）Stilmas系列；
1.进料水；2.加热蒸汽；3.冷凝水；4.排放水；5.纯蒸汽
Barnstead系列 采用外循环长管蒸发器， 具有拆装清洗方便、加 工精细等优点，但传热 系数较小，设备较大。
Olsa系列 采用短管内循环蒸发 器，具有设备管路少、 外观整齐等优点，但 传热系数小，起动时 间较长。
树脂层高度约占圆筒高度的60％。
上排污口工作期用以排空气，在再生和反洗时
用以排污。
下排污口在工作前用以通入压缩空气使树脂松
动，正洗时用以排污 。
1.进水口； 2.上排污口； 3.上布水器；4.树脂进料口； 5.树脂放出口；6.下布水器；7. 下排污口； 8.出水口
离子交换柱工作原理
阳、阴离子交换柱的运行操作，可分四个步骤；制水、反洗、 再生、正洗。 原水由上部进入粒子层，经与树脂粒子充分接触，将水中的 阳离子和树脂上的H+离子进行交换，并结合成无机酸，其原 理如下。
螺旋卷式反渗透膜
中空纤维式反渗透
中空纤维式反渗透组件是由数万至数十万根中空纤维，其 端部由树脂固接的封头组成。
用于纯化水制备时，高压盐水流过纤维外壁，而纯化水由 纤维中心流出。
l.中空纤维；2.外壳；3.原水分布管；4.密封隔圈；5.端板； 6.多孔支撑板；7.环氧树脂管板；8.中空纤维端部示意；9.隔网
混合床的再生时，因为阴、阳离子树脂再生所用药品不同， 再生前需于柱底逆流给水，利用阴、阳离子树脂的密度差， 使其分层。
再将上层的阳离子树脂引入再生柱，两种树脂分别于两个 容器中再生。
其后将阳离子树脂抽入混合柱内，柱内加水超过树脂面， 由下部通入压缩空气进行混入。
（2）电渗析器
原理：在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中 离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移， 分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
在蒸发器2中纯蒸汽冷凝为蒸馏水，产生纯蒸汽130℃，再作热 源进入蒸发器了，依次类推。 蒸馏水出口温度为97-99℃。
（2）塔式（盘管式）多效蒸馏水机
塔式（盘管式）多效蒸馏水机系采用盘管式多效蒸发来 制取蒸馏水的设备。
此种蒸发器是属于蛇管降膜蒸发器，蒸发传热面是蛇管 结构，蛇管上方设有进料水分布器，将料水均匀地分布 到蛇管的外表。
参照中国药典 电阻率>0.5Ω•m 符合中国药典标准
符合中国药典标准
1. 纯化水工艺流程
一般有4种 （1）原水 ---- 预处理---- 阳离子交换---- 阴离子交换----混床----
纯化水
（2）原水----预处理----电渗析----阳柱----阴柱----混床----纯化水
（3）原水----预处理----弱酸床----反渗透---- 阳柱----阴柱----混床---纯化水
水质要求
生活饮用水标准 GB5749–85
去 纯离
子 化水
蒸 水馏
水
注射用水
1.口服制剂配料、洗瓶 2.注射剂、无菌冲洗剂瓶子的初洗 3.非无菌原料药精制 4.制备注射用水的水源
1.溶媒 2.口服制剂、外用药配料 3.非无菌原料药精制 4.制备注射用水的水源
1.注射剂、无菌冲洗剂配料 2.注射剂、无菌冲洗剂洗瓶（经0.45μm滤膜过 滤后使用） 3.无菌原料药精制
床——紫外线杀菌——超滤——微孔滤膜——注射用水。
流程①是纯化水经蒸馏存可采用80℃以上保温、65℃以上保温循环
或4℃以下存放。 保温循环时，用泵将注射用水送经各用水点，剩余的回至
贮罐。若有些品种不能用高温水，在用水点可冷却降温。
流程②是用反渗透加离子交换法制成高纯水，再经紫
原理图示
反渗透膜
反渗透膜的孔径较小，一般0.1～1.0nm。膜材料多为醋酸纤 维素（CA）或三醋酸纤维素等。
反渗透膜组件有螺旋卷式和中空纤维式。 螺旋卷式是在两层反渗透膜中间加入一层多孔支撑材料用
以通过淡化水，密封二层膜的三个边缘，使盐水与通过膜 的淡水隔开，再于膜下铺一层隔网（用以通过盐水）。 然后沿着钻有孔眼的中心管卷绕依次叠好的多层材料，就 形成一个卷式反渗透膜元件。 如图所示。
流程（2）：常用于原水含盐量大于500mg／L，增加电渗 析，可减少树脂频繁再生，能去除75％～85％的离子，减 轻离子交换负担，使树脂制水周期延长，减少再生时酸、 碱和排污用量。
流程（3）：以反渗透代替流程(2)的电渗析。反渗透能除去 85％～90％的盐类，脱盐率高于电渗析；此外，反渗透还 具有除菌、去热原、降低COD作用；但其投资和运行费 用较高。
（4）原水----预处理----弱酸床----反渗透----脱气---- 混床---- 纯 化水
流程(1)：为全离子交换法，用于符合饮用水标准的原水，常用 于原水含盐量＜500mg／L。混床是阴、阳=2:1混合，起再一 次净化作用。
1.转子流量； 2.真空泵； 3.贮水箱； 4.过滤器； 5.酸液罐； 6.碱液罐； 7.阳柱； 8.阴柱； 9.混合柱； 10.再生柱
蛇管降膜蒸发器原理
进料水经进料水分布器，均匀 地分布到蛇管上，蛇管内通入 热蒸汽，将进料水部分蒸发， 剩余的水流至器底排出。
二次蒸汽经丝网除沫，将外来 进料水预热，出蒸发器，作为 下一效的加热蒸汽。
图4-78 盘管多效蒸馏水器
由锅炉来的蒸汽进入第一 效蛇管内，冷凝水排出。
第一效
第一效产生的二次蒸汽进 人第二效蛇管作为热源。至
交换后的水呈酸性。
当水进入阴离子交换柱时，利用树脂去除水中的阴离子 生成水，其反应如下。
混合离子交换柱中是阴、阳离子树脂按照2:1的比例混合 放置的，其作用是将水质再一次净化。
再生柱是配合混合柱使用的。
再生过程
当树脂交换平衡时，就会失去置换能力，则需停止生产而 进行树脂活化再生。
阳离子树脂需用5％的盐酸溶液再生，阴离子树脂则用5％ 氢氧化钠再生。
电渗析器的组装方式是用“级”和“段”表示，一对电极为 一级，水流方向相同的若干隔室为一段。增加段数可增加流 程长度，所得水质较高。