制药工程中反渗透技术的应用

●李康康

制药工程中反渗透技术的应用

●李康康

反渗透技术是目前世界上发展速度最快、最先进、最节能的分离技术之一。上个世纪九十年代末期，反渗透技术在制药工程中的应用得到了推广和普及，已经成为了制药领域中应用最广的技术。近年来随着计算机信息技术的发展，反渗透技术不仅在制药工程方面得到了广泛的应用，在环境工程、食品、纯净水设备等各个领域也得到了广泛的应用，其中在制药生产过程中的纯化水系统中，具有其他技术无法比拟的优势。本文在充分结合笔者对相关文献研究以及自身实践基础上，首先对反渗透系统的构成与制约反渗透技术的因素进行探讨，随后再对其在制药工程中地应用展开分析，以供广大同行参考。

制药工程；反渗透技术；构成；制约因素；应用

反渗透技术主要是以水为溶剂，利用反渗透膜的过滤选择功能，分离水中不同物质。1748年法国的一位科学家实验过程中，发现水能自发地扩散到装有酒精的猪身体这个现象，从而首次揭示了膜分离现象。膜分离技术具有其他分离技术无法比拟的优势，它具有无污染、低能耗、操作简单等优点，因此膜分离技术应用在社会环境工程、食品生产、生物工程、制药工程、饮水等各个领域，并取得了一定的成效。

1 反渗透系统的构成

通过对相关文献研究以及结合笔者实践来看，反渗透系统由两部分构成：一是预处理系统；二是反渗透系统。预处理系统的主要功能是改善供水条件，保护反渗透主机，保证进入渗透装置的原水达到反渗透系统进水的标准，从而提高反渗透膜的生命周期。目前市场上对原水处理的设备主要是多介质过滤器。这种过滤器过滤功能比较突出，通过过滤器直接滤掉直径大于10微米的悬浮颗粒；同时加上活性炭，活性炭在过滤反应中的主要作用是去除水中的异味、有机物等。为了更好地去除污垢，还需要安装阻垢加药装置、精密过滤器等设备。阻垢剂加药装置的作用是防止钙、镁等金属物质凝结成垢。精密过滤装置可以直接过滤水中精度5微米的颗粒物质。

2 制约反渗透技术的因素

影响反渗透技术的渗透效果因素有很多，主要集中在压力、温度、盐的浓密和渗透膜污染等因素。在渗透过程过程中，反渗透技术对水温比较敏感，水温的变化会影响水产量，水温和水产量呈正比关系，温度升高，水产量也增加，这也是造成渗透膜水分子的粘度下降的主要因素。第二压力，只有当压力达到一定的强度，才能达到渗透的效果，一般反渗透的压力比较大，压力越大，净压越高，水中的盐透度会增加，从而影响影响渗透膜的含盐量，影响反渗透装置的脱盐效果。第三盐浓度，在渗透反应中，渗透压表示水中的含盐量，如果溶液中的含盐量越高，那么就表示渗透膜的压力越高；如果进水压力不便，净压降低产水量也会降低。第四就是反渗透膜的污染问题。渗透膜是渗透反应技术最关键的环节，渗透膜的质量好坏直接关系到整个渗透质量，所以在生产过程中，必须保证渗透膜处在一个干净、无污染的环境下，避免在渗透过程中受到其他物质的污染。渗透膜污染的主要形式有金属氧化污染、膜表面的污垢堆积、污染物堵塞、微生物污染和胶体污染。这些污染物质会影响透水量。

3 反渗透技术在制药工程中的应用

反渗透膜是一种操作简单、成本低的分离技术，因此在众多领域广泛应用。反渗透膜应用在制药工程中，极大地改善了制药生产过程中的分离难题，进一步推动了制药工程的快速发展。根据相关研究表明反渗透技术在制药工程中地运用来说，其取得的成就也是其它分离工具无法比拟的，优势是在针剂、片剂、大输液、生化制品设备清洗等工作中运用反渗透技术实现的工作能效。比如某公司综合制剂车间利用反渗透技术进行的存水设计，分析该技术的功效。其次，待处理的水可以进入到反渗透装置的下一步程序，即除溶解性盐的程序。而后利用紫外线杀菌器、精密过滤器等特殊的仪器进行欲处理水的消毒处理，使得处理之后的水能够符合国家标准。

3.1 保证进水浊度合格

反渗透装置的水体浊度必须达到符合装置的要求，所以对澄清池的要求比较高。当澄清池澄清效果不佳，那么装置反应出水的浊度则高，那么水的污染指数（SDI）值也会上升，SDI值是判断水质是否符合合格的重要参考指标，它代表了水中的胶体、水中颗粒、和其他阻塞水净化设备的物质含量，SDI值的测定试验是检验反渗透进水是否符合各项指标的主要手段。SDI值大小直接影响反渗透系统运行的周期。只有设备运行过程中，出水的浊度达到出水的要求，也就是有机物的去除率符合出水要求。此外，还必须保持合适的负荷和加药量。如果SDI值为1NTU时，则需要在设备过滤器增加药量。当水的浊度为0.5NTU时，这个时候水中的悬浮物对污染指数的影响是最小的，由此可以得出结论，水的浊度与SDI值呈正比，所以设备运行过程中，必须保证机械顾虑器的出水浊度低于1NTU，并在设备添加适当的药，保证混凝的时间，并调整好设备过滤器运行反洗周期，过滤器运行初期必须每一个星期反洗一次。夏季气温比较高，微生物和有机物的繁殖速度很快，很容易改变SDI值，所以为了保证渗透效果，必须通过严格的杀菌控制微生物和有机物的生产速度。

3.2 控制进水

COD的含量是维持澄清池的工作正常，澄清池对于水中的有机物质剔除功效非常大，通常处于40%-65%之间。维持活性炭良好的COD吸附效率，利用活性炭的吸附性是反渗透技术前期对于有机物进行除去的关键，一般情况下，全新的活性炭具有百分之九十的吸附率。要确保细菌、真菌等被灭杀彻底，因为有机物和微生物在较高温度的情况会大量的繁殖，夏天的天气情况对于SDI值能够产生非常大的影响，因此，必须对其采取有效的降温措施。

4 结束语

总而言之，反渗透膜是一种操作简单、成本低的分离技术，因此在众多领域广泛应用。反渗透膜应用在制药工程中，极大地改善了制药生产过程中的分离难题，进一步推动了制药工程的快速发展。但是目前反渗透技术在应用过程中，容易受到温度、压力、膜污染等问题的影响，致使反渗透效果极差。因此，还需要相关技术人员进一步对反渗透技术进行研究，创新反渗透技术的工艺，推动反渗透膜技术在制药工程中的发展，为我国医药事业做出一定的贡献。

（作者单位：陕西国际商贸学院）

[1]关金龙.反渗透技术在制药用水系统中的应用[J].现代制造 ,2015(26)∶29-31.

[2]王仲明.两级反渗透在制药行业的应用现状分析[J].文摘版∶工程技术 ,2015(36)∶243-243.

[3]李昆,王健行,魏源送.纳滤在水处理与回用中的应用现状与展望[J].环境科学学报,2016,36(8)∶2714-2729.

[4]关金龙.反渗透技术在制药工程中的运用综述[J].特别健康∶下 ,2013(12)∶548-548.

李康康，陕西国际商贸学院制药工程B1302班。