重慶沃藍(lán)水處理設(shè)備有限公司
聯(lián)系電話：023-88257369當(dāng)前位置：
首頁 >水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) >中國藥典2005純化水標(biāo)準(zhǔn)一、概述
水是藥物生產(chǎn)中用量最大、使用最廣的一種基本原料，用于生產(chǎn)過程及藥物制劑的 制備，制藥用水是制藥業(yè)的生命線。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，有關(guān)制藥用水的制備技術(shù)也發(fā)生了革命性的改變。在世界許多發(fā) 達(dá)國家如美國，注射用水 (Water for Injection WFI)必須由蒸餾工藝制備這一局限早已被突破，技術(shù)更先進(jìn)、更節(jié)能、品質(zhì)更穩(wěn) 定可靠的高純水(Highly Purified Water HPW)及其制備工藝早在1975年已經(jīng)得到正式確認(rèn)(美國藥典第19版:USP19)?，F(xiàn)在，美 國藥典已經(jīng)在其連續(xù)7個 版本中明確確認(rèn)了反滲透(RO)為基礎(chǔ)的HPW工藝可以作為制取注射用水的法定工藝，并且，歷經(jīng)數(shù)十 年的醫(yī)藥實(shí)踐，HPW注 射用水生產(chǎn)技術(shù)被證明是最先進(jìn)、可靠的方法之一，以至于在美國的藥物專利25條中，反滲透方法是 最常用的注射用水生產(chǎn) 工藝。由于HPW符合甚至超過WFI的各項理化參數(shù)指標(biāo)，自2002年6月起正式被歐洲認(rèn)可為第三水質(zhì)級 別。今天，以RO為基 礎(chǔ)的HPW已經(jīng)為代表醫(yī)藥先進(jìn)技術(shù)的世界主要發(fā)達(dá)國家所確認(rèn)，成為醫(yī)用純化水的標(biāo)準(zhǔn)制備方法之一。
在與國際接軌過程中我國藥典亦對醫(yī)藥用水的法定制備方法進(jìn)行了重新定義。中國藥典 （2000年版）中所收載的制藥用水 ，較以往有很大進(jìn)步，因其使用的范圍不同而分為純化水、注射用水及滅菌注射用水，首次 將過去的蒸餾水改為純化水，并 且對純化水具體定義為“純化水為采用蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其它適宜的方法制得 供藥用的水”，實(shí)際上放棄了對生 產(chǎn)工藝“必須為蒸餾法”的限定，為相關(guān)企業(yè)采用國際上廣為流行的反滲透HPW方法制備純化 水奠定了法理基礎(chǔ)。更為重要的 是，新的國家藥典將注射用水定義為“純化水經(jīng)蒸餾所得的水”，從而使RO技術(shù)進(jìn)入注射用水制 備過程成為可能。2000年版國 家藥典在制約用水技術(shù)上朝國際先進(jìn)領(lǐng)域邁進(jìn)了一大步。
與傳統(tǒng)的蒸餾法相比較，以反滲透法為基礎(chǔ)的聯(lián)合了最新電去離子(EDI)技術(shù)的新工藝具有明 顯的優(yōu)越性和先進(jìn)性。
1.高效節(jié)能。蒸餾法系歷史最為悠久的醫(yī)藥用水制備工藝，主要有多級蒸餾、高壓分級蒸餾 和離心凈化蒸餾幾種工藝。所 有蒸餾方法均在120°C高溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以可以得到完全無菌的水。因此，運(yùn)行當(dāng)中能源的消 耗相當(dāng)大；同時，因為溫度較 高，所有設(shè)備組成部分必須耐受高溫沖擊，設(shè)備的造價及維護(hù)費(fèi)用高昂。HPW工藝采用非常成 熟的反滲透技術(shù)，結(jié)合高效臭 氧消毒方法，整個系統(tǒng)工作于常溫、低壓狀態(tài)，設(shè)備投資省，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，可靠節(jié)能：膜處 理法的運(yùn)行成本僅為蒸餾方 法的12-15%，非常經(jīng)濟(jì)，極具競爭力。
2.穩(wěn)定可靠。隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，大量 而成份復(fù)雜的廢物排放使世界范圍的污染變得日益嚴(yán)重，其中水資源的污 染較之以往更加嚴(yán)峻。易揮發(fā)有機(jī)污染物因其沸點(diǎn)大 都低于水的汽化溫度，如不加處理，蒸餾過程中極易進(jìn)入產(chǎn)成水中，單 純蒸餾方法無法將其有效去除，必須倚重活性碳吸附等 過濾辦法，增加了系統(tǒng)和水質(zhì)的不穩(wěn)定性。膜法工藝采用多介質(zhì)過濾 器進(jìn)行預(yù)處理；反滲透膜的微孔透過式工作原理保證了去 除水體中所有較大的離子、分子，可以輕松去除分子直徑更大的易 揮發(fā)有機(jī)污染物質(zhì)，從根本上保證有機(jī)物指標(biāo)達(dá)到藥典規(guī)定 指標(biāo)。
3.先進(jìn)環(huán)保。膜法聯(lián)合工藝替代傳統(tǒng)純蒸餾方法已經(jīng)成為當(dāng)今世界醫(yī)藥用水生產(chǎn)技術(shù)的主流。近年來代表制 藥用水制備工 藝最高技術(shù)水平的連續(xù)電去離子技術(shù)(Continuous Electrodeionization CEDI)的出現(xiàn)，促使醫(yī)藥用水制備工藝摒棄伴 生廢酸、廢 堿污染的傳統(tǒng)離子交換技術(shù)，令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動計算機(jī)控制，連續(xù)生產(chǎn)，安全無污染。CEDI技術(shù)的根本是傳統(tǒng)離 子交換和電 滲析技術(shù)的巧妙結(jié)合：在電場作用下，陰、陽離子交換樹脂中的離子產(chǎn)生定向遷移，遷移后的離子空穴由水中的陰 、陽離子 填充，從而在陰陽離子移向離子滲透膜的同時實(shí)現(xiàn)了樹脂的拋光再生；穿越選擇性滲透膜后的離子將被截留在稱為“ 濃水室”的 通道內(nèi)并隨“濃水”一起被排放。CEDI系統(tǒng)的樹脂使用量僅為傳統(tǒng)混床的5%，經(jīng)濟(jì)高效。同時，由于大部分溶解于水 中的氣體 如二氧化碳等都呈弱電性，CEDI可以對其進(jìn)行有效去除；特別是對醫(yī)藥用水影響較大的革蘭陰性菌帶有負(fù)電荷，將 被吸附于 陽離子交換樹脂表面，從而處于水解作用最活躍區(qū)域，被徹底殺滅。
德國普羅名 特公司做為一個專業(yè)水處理設(shè)備研發(fā)與制造的跨國集團(tuán)，在水處理領(lǐng)域，特別是各種工藝用水設(shè)備制造領(lǐng)域享 有盛譽(yù)，一直致 力于醫(yī)藥工藝用水設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用研究與創(chuàng)新，在該領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。
普羅名特的設(shè)備秉承德國制造技術(shù)先進(jìn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，根據(jù)不同的原水進(jìn)水水質(zhì)情況和最終 用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不同，采用 經(jīng)過合理設(shè)計的功能模塊進(jìn)行集成、組合，來滿足最終用戶的不同需求。
二、原水水質(zhì)
普羅名特制藥用水的設(shè)備適用于進(jìn)水水質(zhì)要求為符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85《生 活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的原水 ，可以是市政自來水或滿足要求的其它水源。
三、制藥工藝用水分類和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
普羅名特的制藥水制備系統(tǒng)遵循模塊化設(shè)計理念，以預(yù)處理、氧化消毒、多介質(zhì)過濾、RO反 滲透、UV消毒、EDI連續(xù)去 離子和儲存外輸?shù)裙δ軉卧獮榛A(chǔ)，在設(shè)計、制造、調(diào)試過程中將普羅名特先進(jìn)的技術(shù)、精湛的工 藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制貫徹 到每個功能單元；最終產(chǎn)水裝置根據(jù)其用水標(biāo)準(zhǔn)的不同，經(jīng)由各功能模塊優(yōu)化組合而成，從而保證了 整個系統(tǒng)的高性能與高 質(zhì)量，使產(chǎn)成水完全達(dá)到或超過純化水和注射用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
醫(yī)療過 程用水的主體為純化水和注射用水，其用途和水質(zhì)要求在國家藥典中有嚴(yán)格規(guī)定，參見表1、2、3。
表1：工藝用水分類
水質(zhì)類別 | 用 途 | 水質(zhì)要求 |
飲用水 | 1.制備純化水的水源 | 應(yīng)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749－85） |
純化水 | 1.制備注射用水（純蒸汽）的水源 | 應(yīng)符合中國藥典標(biāo)準(zhǔn) |
注射用水 | 1.無菌產(chǎn)品直接接觸藥品的包裝材料最后一次精洗用水 | 應(yīng)符合中國藥典標(biāo)準(zhǔn) |
表2：純化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：
項 目 | 中國藥典（2000年版） | 歐洲藥典（2000年增補(bǔ)版）① | 美國藥典（第24版）② |
來源 | 本品為蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜方法制得 | 由符合法定標(biāo)準(zhǔn)的飲用水經(jīng)蒸餾、離子交換或其他適宜方法制得 | 由符合美國環(huán)境保護(hù)協(xié)會或歐共體或日本法定要求的飲用水經(jīng)適宜方法制得 |
性狀 | 無色澄明液體，無臭、無味 | 無色澄明液體，無臭、無味 | － |
酸堿度pH | 符合規(guī)定 | － | － |
氨 | 0.3μg/ml | － | － |
氨化物、硫酸鹽與鈣鹽、亞硝酸鹽、二氧化碳、不揮發(fā)物 | 符合規(guī)定 | － | － |
硝酸鹽 | 0.06μg/ml | 0.2μg/ml | － |
重金屬 | 0.5μg/ml | 0.1μg/ml | － |
鋁鹽 | － | 生產(chǎn)滲析液時需控制此項目 | － |
易氧化物 | 符合規(guī)定 | 符合規(guī)定 | － |
總有機(jī)碳 | － | 0.5mg/L | 0.5mg/L |
電導(dǎo)率 | － | 4.3μS/cm(20℃) | 符合規(guī)定 |
細(xì)菌內(nèi)毒素 | － | 0.25E.U./ml | － |
無菌檢查 | － | － | 符合規(guī)定（用于制備無菌制劑時控制） |
微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)③ | － | 100個/ml | 100個/ml |
表3：注射用水標(biāo)準(zhǔn)
項 目 | 中國藥典（2000年版） | 歐洲藥典（2000年增補(bǔ)版）① | 美國藥典（第24版）② |
來源 | 本品為純化水經(jīng)蒸餾所得的水 | 為符合法定標(biāo)準(zhǔn)的飲用水或純化水經(jīng)適當(dāng)方法蒸餾而得 | 由符合美國環(huán)境保護(hù)協(xié)會或歐共體或日本法定要求的飲用水經(jīng)蒸餾或反滲透純化而得 |
性狀 | 無色澄明，無臭、無味 | 無色澄明，無臭、無味 | － |
pH | 5.0-7.0 | － | － |
氨 | 0.2μg/ml | － | － |
氨化物、硫酸鹽與鈣鹽、亞硝酸鹽、二氧化碳、不揮發(fā)物 | 符合規(guī)定 | － | － |
硝酸鹽 | 0.06μg/ml | 0.2μg/ml | － |
重金屬 | 0.5μg/ml | 0.1μg/ml | － |
鋁鹽 | － | 用于生產(chǎn)滲透液時需控制此項目 | － |
易氧化物 | 符合規(guī)定 | 符合規(guī)定 | － |
總有機(jī)碳 | － | 0.5mg/L | 0.5mg/L |
電導(dǎo)率 | － | 1.1μS/cm(20℃) | 符合規(guī)定 |
細(xì)菌內(nèi)毒素 | 0.25E.U./ml | 0.25E.U./ml | 0.25E.U./ml |
無菌檢查 | － | － | 符合規(guī)定（用于制備無菌制劑時控制） |
微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)③ | － | 10個/ml | 10個/ml |
注釋：
① 歐洲藥典中TOC和易氧化物項目，可任選一項監(jiān)控。
② 美國藥典中規(guī)定：企業(yè)自用的注射用水（原 料）監(jiān)測TOC和電導(dǎo)率，商業(yè)用的注射用水應(yīng)符合無菌注射用水的試驗要求 。表中所列為企業(yè)自用注射用水的監(jiān)測項目。
③ 微生物超標(biāo)糾正標(biāo)準(zhǔn)是指微生物污染達(dá)到某一數(shù)值，表明注射用水系統(tǒng)已經(jīng)偏離了正常運(yùn)行的條件，應(yīng)采取糾偏措施 ， 使系統(tǒng)回到正常的運(yùn)行狀態(tài)。
四、工藝描述
純化水、注射用水系統(tǒng)是由模塊化水處理設(shè)備、清洗與產(chǎn)成水存儲設(shè)備、分配泵及管網(wǎng)等組 成的。以下描述為水處理系統(tǒng) 設(shè)備為主，系統(tǒng)流程圖如下：
原水水質(zhì)必須滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)。通過自來水管網(wǎng)自有壓力或經(jīng)二次加壓后待處理水進(jìn)入預(yù)處 理系統(tǒng)，同時投加臭氧進(jìn)行氧 化減低硬度及消毒滅菌，濾后水進(jìn)入帶有保安筒式過濾器的兩級RO系統(tǒng)，滲透水再經(jīng)過臭氧徹 底消毒進(jìn)入純化水儲罐，經(jīng)過 紫外線式殘余臭氧脫除器去除所有剩余臭氧，并進(jìn)一步消毒，由純化水外輸泵送到用水點(diǎn)，完成 純化水生產(chǎn)過程。水箱中的 純化水經(jīng)由外輸水泵不斷循環(huán)，并在循環(huán)過程中投加O3進(jìn)行持續(xù)消毒－去除殘余O3的作用，保證 純化水水質(zhì)恒久不變。
普羅名特注射用水采用先進(jìn)的連續(xù)電去離子深度凈化工藝。部分純 化水送入后段單元，即EDI單元；在EDI單元中離子進(jìn)一 步被脫除，出水在經(jīng)過精密筒式過濾器后進(jìn)入帶有蒸汽拌熱的注射用 水儲罐，再由注射水外輸泵送到板式換熱器冷卻后進(jìn)入 注射用水管網(wǎng)。
純化水和注射用水均有 回流到儲水箱，當(dāng)用水點(diǎn)不用水時實(shí)現(xiàn)自循環(huán)。
整個系統(tǒng)通過PLC集中控制，實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行。
五、設(shè)備描述
以產(chǎn)水量1m3/h為例進(jìn)行設(shè)備闡述。
1.預(yù)處理系統(tǒng)
預(yù)處理系統(tǒng)通常包括石英砂過 濾器，活性炭過濾器，必要時還可以采用軟化器，各設(shè)備能夠自動進(jìn)行臭氧水反沖洗，自動 排放；輔助設(shè)備有自動加藥系統(tǒng)， 臭氧發(fā)生投加系統(tǒng)。
其主要功能：保證在不同的進(jìn)水情況，使得二級RO系統(tǒng)獲得一個穩(wěn)定、合格的 的進(jìn)水水質(zhì)。
預(yù)處理系統(tǒng)的模塊外形尺寸（L*W*Hmm）： 1200mm*800mm*1800mm
2.二級RO 系統(tǒng)
二級RO系統(tǒng)主要包含保安過濾器，高壓泵，反滲透膜堆系統(tǒng)。
2.1 一級和二級RO的保安過濾器
經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)后，待處理水在經(jīng)高壓泵進(jìn)入RO膜之前,要進(jìn) 入保安過濾器進(jìn)一步處理。 一段保安過濾器的過濾精度為5 微米；二段RO為3微米。使得大于5微米的顆粒不至于進(jìn)入后續(xù)單元 ，保證為后續(xù)RO系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定安全的進(jìn)料水，從而起 到對高壓泵和膜的安全保護(hù)。
2.2 一級和二級高壓泵系統(tǒng)
入口采用低壓保護(hù)，出口采用高壓保護(hù)。高壓泵采用高效率的離心水泵。
2.3 RO膜系統(tǒng)
采用美國海德能公司的TFC膜脫除原水中的鹽分，系統(tǒng)脫鹽率>=99.0%。
2.4 一級和二級反滲透純水沖洗系統(tǒng)和化學(xué)清洗系統(tǒng)
一級和二級膜堆 設(shè)置沖洗和化學(xué)清洗系統(tǒng)。先將清洗水箱用純化水加注至預(yù)定水位。在膜系統(tǒng)的工作過程中，高濃度的難 溶鹽和其他被截留的 雜質(zhì)會在膜表面形成一濃度層，在正常工作條件下，由于濃縮鹽水的不斷沖刷，在形成沉淀或結(jié)垢之前 可以流出膜表面排走。 當(dāng)系統(tǒng)故障停機(jī)時或運(yùn)行中，為了防止在膜表面形成沉淀，應(yīng)及時用產(chǎn)品水自動沖洗、排擠膜內(nèi)和不 銹鋼管道中的濃鹽水，使 膜和管道完全浸泡在產(chǎn)品水中，防止因自然滲透造成的膜損壞；沖洗還可以帶走部分污垢，形成對 膜和裝置的有效保養(yǎng)。
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的性能明顯下降，通過沖洗已經(jīng)不能夠恢復(fù)或接近原來的性能時，必須進(jìn)行化學(xué)清洗，按 照合適的化學(xué)藥劑配 方和相應(yīng)的運(yùn)行程序，在計算機(jī)控制下進(jìn)行。
二級RO系統(tǒng)的模塊外形尺寸 （L*W*Hmm）：1600mm*800mm*1800mm
3.純化水儲罐（不在設(shè)備范圍內(nèi)）
設(shè)有液位控制，同時
①采用316L不銹鋼制作，內(nèi)壁電拋光并作鈍化處理；
②貯水罐上安裝0.2μm疏水性的通氣過濾器（呼吸器），并可以臭氧水消毒；
③能經(jīng)受至 少121℃高溫蒸汽的消毒；
④排水閥采用不銹鋼隔膜閥；
儲罐容積取決于實(shí)際用水工況。
4.EDI單元
4.1 輸水泵
純化水輸送泵
① 采用316L不銹鋼（浸泡部分），電拋光鈍化處理；
② 衛(wèi)生夾頭作連接件；
③ 潤滑劑采用純化水；
④ 可完全排除積水。
4.2 紫外線燈
由于紫外線激發(fā)的255nm波長的光強(qiáng)與時間成反比，要求有記錄時間的儀表和 光強(qiáng)度儀表，其浸水部分采用316L不銹鋼， 石英燈罩應(yīng)可拆卸。
4.3 EDI單元
經(jīng)過紫 外線滅菌的水在加壓泵的加壓下進(jìn)入EDI系統(tǒng)，代表當(dāng)今制藥用水最高制備工藝技術(shù)水平的是電去離子技術(shù) （Electrodeionization,EDI）。EDI技術(shù)是借助離子交換樹脂的離子交換作用以及陰陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作 用，在直流電場的作用下，實(shí)現(xiàn)離子定向遷移，從而完成對水的深度除鹽。由于離子交換、離子遷移及離子交換樹脂的電再生 相伴發(fā)生，猶如一個邊交換邊再生的混和離子交換樹脂柱，可以連續(xù)不斷地制取高質(zhì)量的制藥用水，因而該過程又稱連續(xù)去離 子（ContinousElectrodeionization,CEDI）過程。作為一種可以連續(xù)工作的深度除鹽手段，EDI接在RO之后具有很多優(yōu)勢：RO對 2價以上的離子，如Ca2＋、Mg2＋等具有很高的脫鹽率，因而可有效降低原水硬度，有利于EDI膜堆長期穩(wěn)定運(yùn)行；同時有利 于EDI淡室水的解離，產(chǎn)生足夠的H＋和OH－，從而實(shí)現(xiàn)對離子交換樹脂的電化學(xué)再生，使相當(dāng)一部分樹脂處在交換－再生平 衡狀態(tài)，即不必用酸、堿對樹脂進(jìn)行化學(xué)再生，且離子交換樹脂用量僅相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的5％，既降低了合成樹脂的消耗量， 又避免了因樹脂再生使用大量酸堿所造成的高運(yùn)行成本和高污染；EDI可以對純化水中商存的低價離子，以及CO2等呈弱電性 的微量成份進(jìn)行有效去除，結(jié)合相應(yīng)的輔助措施，令出水達(dá)到注射用水的標(biāo)準(zhǔn)。
另外，EDI電流密度的增加 以及淡室中樹脂表面水解離不斷產(chǎn)生的H＋和OH－，可使淡室水的局部pH值發(fā)生變化，形成 不利于細(xì)菌生長的環(huán)境條件；同 時，由于陰離子交換樹脂表面帶正電荷，而細(xì)菌尤其是對制藥用水影響較大的革蘭陰性菌帶 負(fù)電荷，使其極易被吸附到陰離子 交換樹脂表面，處于水解離最活躍的部位，從而使其生長受到抑制甚至被殺滅，進(jìn)而大大 減輕EDI產(chǎn)水受細(xì)菌內(nèi)毒素污染的程 度，這是EDI優(yōu)于傳統(tǒng)工藝的一大特點(diǎn)。
EDI設(shè)備出水再經(jīng)過0.45um的精密過濾器后，進(jìn)入注射用水 的儲罐。同時當(dāng)儲罐的水位到達(dá)高水位時回流到純化水儲罐。
EDI單元模塊外形尺寸（L*W*Hmm） ：1200mm*800mm*1800mm
5.注射水儲罐
設(shè)有液位 控制，同時
① 采用316L不銹鋼制作，內(nèi)壁電拋光并作鈍化處理；
② 貯水罐上安裝0.2μm疏水性的通氣過濾器（呼吸器），并可以臭氧水消毒；
③ 能經(jīng)受至少121℃高溫蒸汽的消毒；
④ 排水閥采用不銹鋼隔 膜閥；
儲罐容積取決于實(shí)際用水工況。
6.管路及 分配系統(tǒng)（不在設(shè)備范圍內(nèi)）
管路分配系統(tǒng)的水在管路中能連續(xù)循環(huán)，并能定期清 潔和消毒。
① 采用316L不銹鋼管材內(nèi)壁電拋光作鈍化處理；
② 管道采用熱溶式氬弧焊焊接，或者采用衛(wèi)生夾頭分段連接；
③ 閥門采用不銹鋼或聚四氟乙烯隔 膜閥，衛(wèi)生夾頭連接；
④ 管道有一定的傾斜度，便于排除存水；
⑤ 管道采取循環(huán)布置，回水流入貯罐；
⑥ 管路用清潔蒸汽消 毒，消毒溫度121℃；
