藥廠生產(chǎn)工藝用水是生產(chǎn)過(guò)程的基本條件之一，其水質(zhì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。按《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(GMP)實(shí)施指南》的要求(見(jiàn)表1)，對(duì)各級(jí)純水有明確規(guī)定。但實(shí)際過(guò)程中卻往往達(dá)不到理想的要求，為此一些先進(jìn)的藥廠采用的內(nèi)部控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，均高于GMP和藥典要求。如出水水質(zhì)要達(dá)到的電導(dǎo)率￡ 0.2-0.3m s.cm，濃縮30倍檢查熱源應(yīng)為陰性等高要求。
表1. 制藥工藝用水要求
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水質(zhì)類別 |
用 途 |
水質(zhì)要求 |
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飲用水 |
1、口服劑瓶子初洗 2、制備純水的水源 | 應(yīng)符合衛(wèi)生部生活飲用 水標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85 |
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去離子水 |
1、口服劑配料、洗瓶 2、注射劑、無(wú)菌沖洗劑瓶子的初洗 3、非無(wú)菌原料藥精制 4、制備注射用水的水源 | 參照中國(guó)藥典蒸餾水質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)。電阻率 3 0.5MW .cm (電導(dǎo)率 ￡ 2m W .cm) |
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蒸餾水 |
1、溶媒 2、口服劑、外用藥配料 3、非無(wú)菌原料藥精制4、制備注射用水的水源 | 應(yīng)符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn) |
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注射用水 |
1、注射劑、無(wú)菌沖洗劑配料 2、注射劑、無(wú)菌沖洗劑最后洗瓶水 (經(jīng)孔徑為0.45m m的濾膜過(guò)濾后使用) 3、無(wú)菌原料藥精制 | 應(yīng)符合中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn) |
多種膜分離技術(shù)集成使用不僅使這一高要求得以實(shí)現(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)上也顯示出較大優(yōu)越性。反滲透(RO)代替離子交換做為初脫鹽，可避免頻繁的酸堿再生，并可連續(xù)運(yùn)行，提高了產(chǎn)水效率；超濾(UF)代替多效蒸餾進(jìn)行除熱源，不僅減少了一次性設(shè)備投資，還大量節(jié)約蒸汽，降低了能耗。以華北制藥股份公司109車間5T/h原料用水的制備系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下:
1. 原水水質(zhì)、產(chǎn)水水質(zhì)和處理能力
原水水質(zhì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本系統(tǒng)的進(jìn)水為石家莊的地下水，水中硬度較高，全年平均溫度較低，同時(shí)由于管道等設(shè)備老化，二次污染嚴(yán)重。使得對(duì)設(shè)計(jì)中前處理要求較高。出水水質(zhì)分三段要求。第一段軟化水，硬度要求低于18℃dH，處理能力10T/h；第二段無(wú)鹽水，出水水質(zhì)電阻>2.0MW .cm，實(shí)際出水可達(dá)到3.0 M.W .cm～5.0 MW .cm，處理能力5T/h；第三段除熱源水，出水水質(zhì)按藥典各項(xiàng)規(guī)定進(jìn)行檢查，采用鱟試劑檢測(cè)，檢測(cè)濃度0.5EU/ml。
2. 工藝流程圖(圖1)
考慮原水水質(zhì)較硬和管道的二次污染，再加藥廠有軟化水用水要求，本系統(tǒng)采用多介質(zhì)過(guò)濾器、陽(yáng)樹(shù)脂軟化床和前級(jí)全自動(dòng)超濾系統(tǒng)(采用大連化物所生產(chǎn)的切割分子量為30,000Daltan的中空纖維膜)作為前處理系統(tǒng)，保證反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的SDI指數(shù)小于1,0，同時(shí)保證反滲透系統(tǒng)在高回收率的條件下，無(wú)結(jié)污傾向。大大延長(zhǎng)RO膜使用壽命，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定如一。并設(shè)有預(yù)熱系統(tǒng)，保證冬季條件下的產(chǎn)水能力。
反滲透系統(tǒng)采用美國(guó)DOW公司的復(fù)合膜，丹麥格蘭富高壓泵，并配以保安過(guò)濾器、高低壓保護(hù)和出水電導(dǎo)率在線檢測(cè)，可保證系統(tǒng)的脫鹽率達(dá)到98%以上，回收率70%以上。采用混床做精脫鹽，可使無(wú)鹽水的比導(dǎo)阻達(dá)到3.0-5.0 MW .cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GMP規(guī)定的0.5 MW .cm的要求。由于使用RO系統(tǒng)，使混床再生周期可達(dá)一個(gè)月，降低酸堿污染，減輕工作強(qiáng)度。
終端采用大連化物所除熱源(切割分子量為10.000Dalton) 中空纖維膜，再配以全自動(dòng)的正洗、反洗、藥洗等流程，出水水質(zhì)達(dá)到藥典規(guī)定注射用水標(biāo)準(zhǔn)。由于采用全自動(dòng)控制和進(jìn)水水質(zhì)在線檢測(cè), UF系統(tǒng)出水能力和出水水質(zhì)得到充分的保證。
最后，按照GMP要求，除熱源水采用60-80℃高溫貯和大循環(huán)式輸送系統(tǒng)，保證使用點(diǎn)水質(zhì)不受二次污染。
3. 和傳統(tǒng)工藝的經(jīng)濟(jì)比較
傳統(tǒng)工藝中，采用離子交換(IE)和電滲析+離子交換(ED+IE)工藝制備無(wú)鹽水。根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)(如TDS含量)，我們把反滲透+離子交換系統(tǒng)(RO+IE)和傳統(tǒng)工藝進(jìn)行有關(guān)耗水量和操作費(fèi)用的比較(見(jiàn)圖2,3)。由圖可知，雖然IE系統(tǒng)的耗水量較低，但RO+IE系統(tǒng)的操作費(fèi)用最低，特別是隨著TDS含量增加，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。同時(shí)進(jìn)行超濾除熱源和多效蒸餾水相的比較(見(jiàn)表2)
表2. 蒸餾法與超濾制水單耗比較
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制水方法 |
蒸餾法(一次蒸餾) |
UF法 |
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耗用量 |
單效蒸餾水機(jī) |
多效蒸餾水機(jī)(ZDS-500/4A型) |
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離子交換水(T/T)自來(lái)水(冷卻水) (T/T) |
1.2 12.0 |
1.15 2.0 |
1.2 - |
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蒸氣耗能(T/T)點(diǎn)耗(kwh/t) |
1.2 |
0.345 8 |
- <1.5 |
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折合標(biāo)準(zhǔn)煤(kg/t) |
144 |
44.6 |
1~1.5 |
總結(jié):
采用反滲透 + 離子交換 + 除熱源超濾系統(tǒng)不僅出水水質(zhì)可以達(dá)到GMP要求的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，而且設(shè)備投資和操作費(fèi)用與傳統(tǒng)工藝相比也具有明顯的竟?fàn)幜ΑＭ瑫r(shí)在降低能耗，減少環(huán)境污染和降低工作強(qiáng)度放面也具有一定優(yōu)勢(shì)。