醫(yī)藥(實(shí)驗(yàn)室)高純水設(shè)備
一、醫(yī)藥行業(yè)超純水設(shè)備概述
水是藥品、醫(yī)療機(jī)械、保健品等生產(chǎn)中的重要原料,水質(zhì)的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量,使用符合藥品質(zhì)量要求的清潔用水、無(wú)菌注射用水,是制藥企業(yè)通過(guò)GMP認(rèn)證,是適合國(guó)際藥品質(zhì)量發(fā)展需求的重要內(nèi)容。根據(jù)客戶的原水水質(zhì)和除鹽系統(tǒng)達(dá)到醫(yī)藥行業(yè)用水的特殊要求,對(duì)整個(gè)超純水設(shè)備進(jìn)行全面的分析和合理的設(shè)計(jì),使超純水處理系統(tǒng)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)得到有效控制,以實(shí)現(xiàn)超純水設(shè)備經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的雙結(jié)合。
二、超純水設(shè)備的*性
與傳統(tǒng)的蒸餾法相比較,以反滲透法為基礎(chǔ)的聯(lián)合了電去離子(EDI)技術(shù)的新工藝具有明顯的*性和性。
1、高效節(jié)能
蒸餾法系歷史悠久的醫(yī)藥用水制備工藝,主要有多級(jí)蒸餾、高壓分級(jí)蒸餾和離心凈化蒸餾幾種工藝。所有蒸餾方法均需要在120℃無(wú)菌狀態(tài)下進(jìn)行,因此,運(yùn)行當(dāng)中能源的消耗相當(dāng)大;同時(shí),因?yàn)闇囟容^高,所有設(shè)備組成部分必須耐受高溫沖擊,超純水設(shè)備的造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用高昂。EDI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(gè)超純水系統(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),競(jìng)爭(zhēng)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(guò)程中極易進(jìn)入產(chǎn)成水中,單純蒸餾方法無(wú)法將其有效去除,必須倚重活性碳吸附等過(guò)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(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理;反滲透膜的微孔透過(guò)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、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(lái)代表制藥用水制備工藝技術(shù)水平的連續(xù)電去離子技術(shù)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(dòng)計(jì)算機(jī)控制,連續(xù)生產(chǎn),安全無(wú)污染。
三、15T/H醫(yī)藥行業(yè)超純水設(shè)備工藝流程
EDI工藝從水中去除不想要的離子,依靠在淡水室的樹(shù)脂吸附離子,然后將它們遷移到濃水室中。
離子交換反應(yīng)在模塊的淡水室中進(jìn)行,在那里陰離子交換樹(shù)脂釋放出氫氧根離子(OH-)而從溶解鹽(如氯化物、Cl-)中交換陰離子。同樣,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂釋放出氫離子(H+)而從溶解鹽中(如鈉、Na+)交換陽(yáng)離子。
從水流中去除離子的吸附步驟,在模塊中的停留是有限的(近似10~15秒)。當(dāng)被吸附時(shí),離子僅僅被外在的直流電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)遷移。
一個(gè)直流(DC)電場(chǎng)通過(guò)放置在組件一端的陽(yáng)極(+)和陰極(-)實(shí)現(xiàn)。電壓驅(qū)動(dòng)這些被吸收的離子沿著樹(shù)脂球的表面移動(dòng),然后穿過(guò)離子選擇性膜進(jìn)入濃水室。直流電場(chǎng)也裂解水分子形成氫氧根離子和氫離子:
H2O=OH-+H+
離子交換膜由垂直線表示,這些垂直線根據(jù)離子穿透性的不同標(biāo)注成不同的幾項(xiàng)。因?yàn)檫@些離子選擇性膜不允許水穿過(guò),所以他們對(duì)水流來(lái)說(shuō)是個(gè)屏障。超純水設(shè)備制水主要的流程如下:
原水→原水加壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→軟水器→精密過(guò)濾器→級(jí)反滲透 →PH調(diào)節(jié)→中間水箱→第二級(jí)反滲透→純化水箱→純水泵→微孔過(guò)濾器→用水點(diǎn)。
四、醫(yī)藥行業(yè)超純水設(shè)備工程客戶案例
美國(guó)臨床病理學(xué)會(huì)CAP試藥級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)/美國(guó)臨床檢查標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)NCCLS用水標(biāo)準(zhǔn)。五、超純水設(shè)備執(zhí)行工程與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
| 電阻率25℃ MΩ*cm | 氧化矽 mg/L. max | 重金屬 mg/L. max | KMnO4消毒 分.min | 鈉 mg/L. max | 氨 mg/L. max | 微生物 | PH值 |
CAP-Ⅰ | ≥10 | 0.01 | 0.01 | 60 | 0.1 | 0.1 | 微少 | 6.0-7.0 |
CAP-Ⅱ | 0.5 | 0.01 | 0.01 | 60 | 0.01 | 0.01 | 微少 | 6.0-7.0 |
CAP-Ⅲ | 0.2 | 0.01 | 0.01 | 60 | 0.1 | 0.1 | 微少 | 6.0-7.0 |
NCCLS | ≥10 | 0.05 | —— | —— | —— | —— | 10 | —— |
本套醫(yī)藥行業(yè)用超純水設(shè)備符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),滿足客戶的需求。
六、影響EDI超純水設(shè)備運(yùn)行的因素
(1)EDI進(jìn)水電導(dǎo)率的影響。在相同的操作電流下,隨著原水電導(dǎo)率的增加EDI對(duì)弱電解質(zhì)的去除率減小,出水的電導(dǎo)率也增加。如果原水電導(dǎo)率低則離子的含量也低,而低濃度離子使得在淡室中樹(shù)脂和膜的表面上形成的電動(dòng)勢(shì)梯度也大,導(dǎo)致水的解離程度增強(qiáng),極限電流增大,產(chǎn)生的H+和OH-的數(shù)量較多,使填充在淡室中的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生效果良好。
(2)工作電壓-電流的影響。工作電流增大,產(chǎn)水水質(zhì)不斷變好。但如果在增至點(diǎn)后再增加電流,由于水電離產(chǎn)生的H+和OH-離子量過(guò)多,除用于再生樹(shù)脂外,大量富余離子充當(dāng)載流離子導(dǎo)電,同時(shí)由于大量載流離子移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生積累和堵塞,甚至發(fā)生反擴(kuò)散,結(jié)果使產(chǎn)水水質(zhì)下降。
(3)濁度、污染指數(shù)(SDI)的影響。EDI組件產(chǎn)水通道內(nèi)填充有離子交換樹(shù)脂,過(guò)高的濁度、污染指數(shù)會(huì)使通道堵塞,造成系統(tǒng)壓差上升,產(chǎn)水量下降。
(4)硬度的影響。如果EDI中進(jìn)水的殘存硬度太高,會(huì)導(dǎo)致濃縮水通道的膜表面結(jié)垢,濃水流量下降,產(chǎn)水電阻率下降;影響產(chǎn)水水質(zhì),嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞組件濃水和極水流道,導(dǎo)致組件因內(nèi)部發(fā)熱而毀壞。
(5)TOC(總有機(jī)碳)的影響。進(jìn)水中如果有機(jī)物含量過(guò)高,會(huì)造成樹(shù)脂和選擇透過(guò)性膜的有機(jī)污染,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行電壓上升,產(chǎn)水水質(zhì)下降。同時(shí)也容易在濃縮水通道形成有機(jī)膠體,堵塞通道。