纯化水制备工艺在制药生产中的应用

2021-08-10王东

探索科学(学术版) 2021年7期

王东

上海复宏汉霖生物制药有限公司上海 200000

1 纯化水制备工艺

1.1 纯化水制备方法

1.1.1 离子交换在纯化水制备中，离子交换工艺是较为传统的一种制备方式，此技术主要是借助树脂离子交换性能，过滤水质中的金属离子。在整个离子交换系统中，需定期使用酸和碱进行再生处理。因为此种类型的再生剂杀菌效果较好，是控制交换系统微生物的主要方式。在设计离子交换系统时，可以将其设计为混合床，也可以设置独立的阴床、阳床。将树脂再生排放的废液排放至相应的废液中，经特殊处理后，待水箱PH值达到中性后方可排放，从而降低对生态环境的污染。由于此工艺的投资费用较小.广泛应用在一些科研机构或者用水需求量较小的生产车间.

1.1.2 蒸馏冷凝法在药厂制药过程中，蒸馏冷凝法是一种传统纯化水制备工艺，其是通过加热蒸发原水，在经冷凝处理，去除水质中的离子物质，从而生成纯化水，在应用此工艺过程中，会消耗大量能源。

1.1.3 电渗析法(ED) ED主要是通过应用静电及选择性渗透膜进行分离浓缩处理，然后用水冲洗金属离子。因为此工艺不具备较强的电流树脂和离子去除功能，相对效率较低，此外，在应用电渗析系统时，要求定期对阴阳两极进行交换和冲洗，从而保证系统的正常运行，因此将其广泛应用在纯化水系统的前处理工序中，仅起到辅助净化水质的功能。

1.1.4 电法去离子(EDI) EDI是结合了离子交换和电渗析两种水净化技术，它作为新型膜分离技术，可以安全高效的过滤水质中的微量离子，提高纯化水电阻率，将电阻率控制在15Ω·cm以上，在深度处理盐时无需化学产品，不仅会提高水的利用率，而且整个过程不会污染生态环境，且EDI模块可以连续不间断进行纯水制备工作，全程无需进行化学再生处理。

1.1.5 反渗透法反渗透法是应用一定的压力，通过反渗透膜分离溶液中的溶剂，方向与渗透方向正好相反，可以通过应用比渗透压大的反渗透法，对溶液进行分离、提纯和浓缩。通过对反渗透技术进行应用，可以过滤水质中的溶解盐、病毒、细菌等。

反渗透膜分离的主要对象是溶液中的离子物质，在整个分离过程中无需任何化学物质，即可去除水中盐份，除盐率高达98%，因此，可以看出，此工艺具备较强的节能、环保优点，已经成为广泛应用的预脱盐工艺。

1.2 反渗透制水系统

1.2.1 多介质过滤器多介质过滤装置中的精致无烟煤和酸洗石英砂，可以有效过滤原水中粒度比20微米大的杂质、胶体和小分析有机物，将出水浊度控制在0.5NTU以下，COD小于1.5mg/L，从而使原水中的杂质得到减少，并降低对环境的污染。

1.2.2 活性炭处理器用于净水的果壳活性炭，可以有效吸附水质中的余氯和有机物，过滤铁化物、悬浮物、胶体渣，从而提高水质的纯净度。在反渗透膜技术中，活性炭处理器是一项准备工作，应将余氯控制在0.1PPm以下，SDI不得大于4，进而提高反渗透膜的使用年限，另外，经过活性炭吸附饱和后，可以采取更换或者再生的方式。

1.2.3 软化器去除原水硬度的方式有两种，由于微溶盐在给水慢慢发生浓缩时，溶度积超过规定要求，然后沉淀至膜上，因此，需采取投加阻垢剂或者软化钠离子的方式，避免碳酸钙、二氧化硅等结垢，引起的化学污堵。软化器是通过对钠型阳离子树脂中可交换的Na+阳离子进行利用，交换出水中的钙、镁离子，从而对原水进行软化，使原水具备一定的软度，有效避免反渗透膜表面出现结垢现象，最大限度提高反渗透膜处理效果和使用年限，定期用食盐再生树脂。

1.2.6 紫外线灭菌器在紫外线杀菌过程中，主要是通过对波长在200―300nm的紫外线进行利用，完成杀菌工作，通过紫外线灭菌装置消毒灭菌时，在不影响水性质的前提下，杀菌率达98%。其具备杀菌效果好、效率高、可去除所有病菌的优点。

2 纯化水制备工艺在制药生产中的应用

2.1 纯化水制备流程

2.1.1 预处理预处理系统由原水输入泵、活性炭过滤装置、多介质过滤装置、转化装置等组成。

2.1.2 主处理(初级除盐设备、深度除盐设备) 主处理系统由高压泵、RO壳体、EDI设备或者混床、RO元件、保安过滤设备、纯化水箱构成。

2.1.3 后处理后处理系统由臭氧发生设备、纯水泵、气液混设备、微孔过滤设备、紫外线灭菌设备构成。

2.1.4 纯化水输送分配系统混床制水工艺的具体流程:原水―加压泵―多介质过滤设备―活性炭过滤设备―软化水的设备―保安过滤设备― 一级RO―中转水箱―高压泵―混床或者EDI设备―储存纯化水的水箱―纯水输送泵―臭氧发生设备―紫外线灭菌设备―微孔过滤设备―将纯化水分配至相应的系统―用水位置。

2.2 纯化水制备工艺在制药生产中的应用方案分析

2.2.1 流程分析 (1)目前，独立的电渗析、一次蒸馏冷凝法、离子交换工艺已经无法满足实际所需，已被淘汰。(2)一级、二级RO+EDI工艺、二级RO工艺的制水工艺各方面均比其他制水工艺效果好，且全程无需化学试剂再生，对自然环境无污染，是一种节能环保性能较高的制水工艺。(3)在纯化水电阻率达标的基础上，前端预处理流程较为完整，系统则在运行过程中具备较强的安全稳定性，在预处理环节，在一级RO+EDI、二级RO、二级RO+EDI工艺流程中均设置了相应的自动软水控制器，可以对原水进行软化处理，使其成为软化水，避免反渗透膜表面出现结垢问题，显著提升了反渗透膜的处理效果和使用年限。