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北京中天恒远
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一、纯化水设备概述
    北京中天恒远纯化水设备是用于满足各行业需求制取纯化水的设备,多用于医药、生物化学化工、医院等行业,整个系统都由SUS304L或SUS316L全不锈钢材质组合而成,而且在用水点之前都必须装备紫外线及臭氧杀菌装置(部分国家不允许使用臭氧,故而系统采用巴氏消毒)。纯化水设备核心技术采用反渗透、EDI等配套工艺,比较有针对性地设计出成套纯化水处理工艺,以满足药厂、医院的纯化水制取、大输液制取的用水要求。
 
二、纯化水水质标准
    纯化水产水指标
    化学指标:符合中华人民共和国药典2010版制药纯化水要求
    卫生学检查:微生物 10CFU/100ml
    内毒素 0.25EU/ml
    电导率 ≤2μS/cm ( 电阻率 ≥ 0.5 M Ω *CM)
    (1)自动控制,操作简单方便;
    (2)整套设备全不锈材质,水箱采用全不锈钢医药专用水箱;
    (3)配备软水器,保证RO系统及EDI系统因硬度的影响稳定运行;
    (4)采用进口海德能超低压反渗透,脱盐率高,使用寿命长,运行稳定,能耗低降低20%;
    (5)反渗透系统采用全自动方式控制,主要元件采用进口元件,稳定性高,操作简单方便;
    (6)EDI系统采用了恒压调节系统,确保水质稳定;
    (7)采用正宗原装进口膜堆,性能稳定,使用寿命长,并通过专业技术,确保EDI系统短时停机或长时间停机时水质保持稳定;
    (8)EDI流量计采用进口流量计,可预防因浓水通道堵塞或其他设备故障引起的无浓水产水而对膜堆造成的损坏;
    (9)EDI系统配有紫外线杀菌和膜滤器,确保EDI产水水质稳定;
    (10)具有无水保护和高、低压力保护等多种装置安全功能;
    (11)所有水箱采用纯化水和专用水箱,并配备带压力式液位计,旋转喷淋清洗及空气呼吸装置;
    (12)配备有臭氧杀菌保质保量,并按合理配置设计。
 
三、2005版药典纯化水相关要求
    酸碱度:取本品10ml,加甲基红指示液2滴,不得显红色;另取10ml,加溴麝香草酚蓝指示液5滴,不得显蓝色。
    氯化物、硫酸盐与钙盐:取本品,分置三支试管中,每管各50ml。第一管中加硝酸5滴与硝酸银试液1ml,第二管中加氯化钡试液2ml,第三管中加草酸铵试液2ml,均不得发生浑浊。
    硝酸盐:取本品5ml置试管中,于冰浴中冷却,加10%氯化钾溶液0.4ml与0.1%二苯胺硫酸溶液0.1ml,摇匀,缓缓滴加硫酸5ml,摇匀,将试管于50℃水浴中放置15分钟,溶液产生的蓝色与标准硝酸盐溶 液[取硝酸钾0.163g,加水溶解并稀释至100ml,摇匀,精密量取1ml,加水稀释成100ml,再精密量取10ml,加水稀释成100ml,摇匀,即得(每1ml相当于1μgNO3)]0.3ml,加无硝酸盐的水4.7ml,用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(0.000 006%)。
    亚硝酸盐:取本品10ml,置纳氏管中,加对氨基苯磺酰胺的稀盐酸溶液(1→100)1ml及盐酸萘乙二胺溶液(0.1→100)1ml,产生的粉红色,与标准亚硝酸盐溶液[取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算),加水溶解,稀释至100ml,摇匀,精密量取1ml,加水稀释成100ml,摇匀,再精密量取1ml,加水稀释成50ml,摇匀,即得(每1ml相当于1μgNO2))0.2ml,加无亚硝酸盐的水9.8ml,用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(.000002%)。
    氨:取本品50ml,加碱性碘化汞钾试液2ml,放置15分钟;如显色,与氯化铵溶液(取氯化铵31.5mg,加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml,加无氨水48ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较,不得更深(0.00003%)。
    二氧化碳:取本品25ml,置50ml具塞量筒中,加氢氧化钙试液25ml,密塞振摇,放置,1小时内不得发生浑浊。
    易氧化物:取本品100ml,加稀硫酸10ml,煮沸后,加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml,再煮沸10分钟,粉红色不得完全消失。
    不挥发物:取本品100ml,置105℃恒重的蒸发皿中,在水浴上蒸干,并在105℃干燥至恒重,遗留残渣不得过1mg。
    重金属:取本品50ml,加水18.5ml,蒸发至20ml,放冷,加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml,加硫代乙酰胺试液2ml,摇匀,放置2分钟,与标准铅溶液1.5ml加水18.5ml用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(0.000 03%)。
    微生物限度:取本品,采用薄膜过滤法处理后,依法检查(附录XI J),细菌、霉菌和酵母菌总数每1ml不得过100个。
 
四、2010版药典纯化水相关要求
    1.性状本品为无色的澄清液体;无臭、无味。
    2.酸碱度取本品10ml,
    3.硝酸盐取本品5ml置试管中,
    4.亚硝酸盐取本品10ml,置纳氏管中,产生的粉红色,与标准亚硝酸盐溶液[取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算),加水溶解,稀释至100ml,摇匀,精密量取1ml,加水稀释成100ml,摇匀,再精密量取1ml,加水稀释成50ml,摇匀,即得(每1ml相当于1μgNO2))0.2ml,加无亚硝酸盐的水9.8ml,用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(.0000 02%)。
    5.氨取本品50ml,加碱性碘化汞钾试液2ml,放置15分钟;如显色,与氯化铵溶液(取氯化铵31.5mg,加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml,加无氨水48ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较,不得更深(0.000 03%)。
    6.电导率电导率 ≤2μS/cm (电阻率≥0.5 MΩ.CM)
    7.总有机碳不得过0.50mg/L(附录VIII R)。
    8.易氧化物取本品100ml,加稀硫酸10ml,煮沸后,加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml,再煮沸10分钟,粉红色不得完全消失。
    9.不挥发物取本品100ml,
    10.重金属取本品100ml,加水19ml,与标准铅溶液1.0ml加水19ml用同一方法处理后的颜色比较,不得更深(0.000 01%)。
    11.微生物限度取本品,采用薄膜过滤法处理后,依法检查(附录XIJ),细菌、霉菌和酵母菌总数每1ml不得超过100个。
 
五、GMP对制药用纯化水制备装置的要求
    1、结构设计应简单、可靠、拆装简便。
    2、为便于拆装、更换、清洗零件,执行机构的设计尽量采用的标准化、通用化、系统化零部件。
    3、设备内外壁表面,要求光滑平整、无死角,容易清洗、灭菌。零件表面应做镀铬等表面处理,以耐腐蚀,防止生锈。设备外面避免用油漆,以防剥落。
    4、制备纯化水设备应采用低碳不锈钢或其他经验证不污染水质的材料。制备纯化水的设备应定期清洗,并对清洗效果验证。
    5、注射用水接触的材料必须是优质低碳不锈钢或其他经验证不对水质产生污染的 材料。制备注射用水的设备应定期清洗,并对清洗效果验证。
    6、纯化水储存周期不宜大于24小时,其储罐宜采用不锈钢材料或经验证无毒,耐腐蚀,不渗出污染离子的其他材料制作。保护其通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器。储罐内壁应光滑,接管和焊缝不应有死角和沙眼。应采用不会形成滞水污染的显示液面、温度压力等参数的传感器。对储罐要定期清洗、消毒灭菌,并对清洗、灭菌效果验证。
    7、制药用水的输送
       1)纯化水和制药用水宜采用易拆卸清洗、消毒的不锈钢泵输送。在需用压缩空气或氮气压送的纯化水和注射用水的场合,压缩空气和氮气须净化处理。
       2)纯化水宜采用循环管路输送。管路设计应简洁,应避免盲管和死角。管路应采用不锈钢管或经验证无毒、耐腐蚀、不渗出污染离子的其他管材。阀门宜采用无死角的卫生级阀门,输送纯化水应标明流向。
       3)输送纯化水和注射用水的管道、输送泵应定期清洗、消毒灭菌,验证合格后方可投入使用。
    8、压力容器的设计,须由有许可证的单位及合格人员承担,须按中华人民共和国国家标准《钢制压力容器》(GB150-80)及"压力容器安全技术监察规程"的有关规定办理。
 
六、技术要求
    系统采用全自动控制(亦可采用手动控制),运行时可设定自动反洗、再生程序;
    一级反渗透和二级反渗透设有回流管道,反渗透设备设化学清洗装置和消毒装置;
    在一级反渗透和二级反渗透间设有PH调节装置,保证设备产水电导率符合药典要求;
    二级反渗透膜采用带正电荷的抗污染反渗透膜,以保证反渗透设备能长期稳定运行;
    一级反渗透管路采用 304不锈钢材料,二级反渗透采用 316L 不锈钢材料;
    在第一级反渗透和第二级反渗透设备中均装有在线电导检测仪表,产水电导率可随时观看;
    一级反渗透前设有低压保护开关,二级反渗透前设有低压保护和高压保护开关;
    一级、二级反渗透水回收率可调整,一级反渗透回收率 60%-65%,二级反渗透回收率70%;
    前处理装置均采用原装进口件;前处理设备间管路采用 UPVC管材。
    纯化水储水罐带呼吸过滤器,输送管道装有紫外线杀菌器和微孔过滤器,保证纯水符合卫生要求。
 
七、工艺流程
    原水-原水加压泵-多介质过滤器-活性炭过滤器-软水器(或阻垢加药装置)-精密过滤器-第一级反渗透 -PH调节-中间水箱(可选)-第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器- 微孔过滤器-用水点
 
八、功能介绍
    1.多介质过滤器
    多介质过滤罐大多填充石英砂、无烟煤和锰砂等滤料。其作用主要是降低水浊度,并且可以去除水中的大量细菌、病毒、有机物等。从而为后续的消毒工序创造了有利条件。锰砂对铁、锰的去除效果显著。
    2.活性炭过滤器
    活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面积,具有极强的物理吸附能力。能够十分有效的吸附水中杂质,尤其是有机物和微生物。活性炭表面形成的含氧催化氧化和化学吸附的功能,可以去除一部分水中的金属离子。活性炭对水中尚存的余氯有极强的吸附作用,以保护下游的不锈钢设备及管道表面和满足后序水处理单元的入水要求。
    3.自动反冲、再生软化罐
    软化罐内填充钠型阳离子交换树脂。克通过树脂的离子交换反应,降低水的硬度,防止钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子结合,在后序水处理设备或管道中结垢。
    4.精密过滤器
    精密过滤器又称保安过滤器,过滤精度一般为5μm。其作用在于截留一切粒径大于5μm的物质,以满足反渗透的入水要求。
    5.反渗透
    反渗透技术应用的关键在于起除盐作用的反渗透膜的性能。反渗透膜是一种只允许水分子通过而不允许溶质透过的半通透膜。反渗透技术除了应用反渗透和反渗透的原理外,还利用了膜的选择吸附和针对有机物的筛分机理。反渗透膜的孔径大多小于等于10×10-10m,其分离对象为溶液中处于离子范围和分子量为几百左右的有机物。它能滤除各种细菌,如较小的细菌之一绿脓杆菌(3000×10-10m),也能滤除各种病毒,如流感病毒(800×10-10m),脑膜炎病毒(200×10-10m),还能滤除热原(10~500×10-10m)。这是制药用水十分关注的问题。
由于反渗透的操作工艺简单、除盐效率高,使用在制药工艺用水中,还具有较高的除热原能力,而且也比较经济,成为制药用水工艺中首选的水处理单元。反渗透技术不仅使用于纯化水的制备工艺过程中,使用反渗透法还可制造具有注射用水质量的水,《美国药典》从十九版开始已收载此法为制备注射用水的法定方法之一
    6.杀菌系统
      A、 氧和紫外线有序结合用于消毒/灭菌。臭氧是一种强氧化剂,它的氧化能力在天然元素中仅次与氟,位居第二。臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶等,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏细胞、核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏。在水处理中对除嗅、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰和降低COD、BOD等都具有显著的效果。紫外线能降低水系统的预处理系统中新菌落的生成速率,位于臭氧之后的254nm紫外灯可同时用于消毒和清除臭氧的残留。
      B、 循环回流以防止细菌滋生。在纯化水系统中的预处理系统、制水系统和用水系统分别设有循环水路,在节假日或晚间不用水时;纯化水罐水满时;出水电导率超标时,各系统内的水保持一定的程度的循环,必要时再辅以紫外或臭氧/紫外杀菌以防止细菌滋生。
 
九、纯化水设备案例图片
                  
 
 
九、应用领域
    纯化水设备主要应用于医用大输液、医药制剂、生物制剂等的生产用水基因工程、渗透析等用水。
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