被测变量或引发变量 C 电导率 F I P 流量 压力/真空 输出功能 控制 指示 传送(变送) 表2.2.4 仪表功能标志的字母代号
L 物位 T 温度
3 水质和适用范围
3.1 水质
3.1.1 医药工艺用水的水质应符合生产工艺要求的质量标准。 3.1.2 医药工艺用水的水质应符合下列要求:
1 饮用水水质应符合现行中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749。 2 纯化水水质应符合现行《中国药典》所收载的纯化水项下规定的各项指标和药品生产要求。
3 注射用水水质应符合现行《中国药典》所收载的注射用水项下规定的各项指标和药品生产要求。
条文说明:在医药生产过程中,水是使用最广泛的物质、原料或起始原料。不同给药途径的药品制造和制造过程不同的工艺阶段决定了对医药工艺用水的不同质量要求。饮用水、纯化水和注射用水都是医药生产过程中使用的工艺用水,分别用于各自适用的场合或生产工序,医药工艺用水的水质应确保符合预期用途的要求。
3.2 适用范围
3.2.1 工艺用水至少应当采用饮用水。
条文说明:依据《药品生产质量管理规范》(GMP)作出此规定。 3.2.2 应根据生产工艺要求或使用目的选用适宜的医药工艺用水。
1 中药材洗涤、浸润和提取宜选用饮用水。 2 纯化水制备应采用饮用水作为原水。
3 中药注射剂、滴眼剂等无菌制剂的提取用水应采用纯化水。 4 非无菌制剂的配料宜选用纯化水。
5 非无菌原料药的精制工艺用水宜选用纯化水。
6 直接接触非无菌产品的设备、容器、包装材料的最后一次清洗宜选用纯化水。 7 纯蒸汽制备应采用纯化水作为原水。 8 注射用水制备应采用纯化水作为原水。 9 注射剂的配制和稀释不应采用纯化水。 10 无菌原料药精制工艺用水宜选用注射用水。
11 直接接触无菌原料药的包装材料的最后清洗用水宜选用注射用水。 12 注射剂、滴眼剂等无菌制剂的配制和稀释宜选用注射用水。 13 直接接触无菌制剂的包材的最后清洗用水宜选用注射用水。
条文说明:医药生产工艺用水应当适合其用途,并符合质量标准及相关要求。在决定医药工艺用水的适用场合时,应考虑药物中间体或药品的预期应用以及生产环节在整个生产过程中所处的阶段。
当生产过程中需要生产高质量的水时,如微生物和内毒素含量很低的水可以使用高纯水。联合国世界卫生组织(WHO)药品生产质量管理规范(GMP)附录3制药用水中指出高纯水的质量要求(包括细菌内毒素)同注射用水,但认为高纯水的处理方法没有蒸馏法可靠。可以通过反渗透、超滤和去离子几种方法的联用来生产高纯水。又如中国医药工程设备工程协会《制药用水及制药用蒸汽指南》中提到:当中药成分的提取对水质的要求介于饮用水与纯化水之间时,可以内控去离子水标准来满足工艺的特殊要求。
4 工艺系统设计
4.1 工艺系统选用原则和要求
4.1.1 水源应保证连续供应所需的水量和稳定的水质。
条文说明: 据了解,一些项目由于在确定水源前,对选择的水源没有进行详细的调研、勘察和评价,以致造成工程延误或停止,一些拟以地下水为水源的工程,由于没有进行详细的地下水资源勘察,取得必要水文资料,而盲目兴建地下水取水构筑物,以致取水量不足,甚至完全失败。因此,本条规定在水源应保证可连续供应所需的水量。
稳定的水质是水源选择的首要条件。水质对水处理工艺的选择非常重要,水源水质如果不稳定,医药工艺用水系统各级水处理设施的参数控制影响较大,制得的水可能达不到预期用水要求。此外水质不稳定也会增加水处理设施的成本。
4.1.2 应根据原水水质、生产工艺对工艺用水的水质要求选择制水工艺流程。 4.1.3 工艺用水系统应满足经济、适用的要求。
4.1.4 工艺用水系统应满足布置紧凑、操作简便、安全可靠要求。 4.1.5 工艺用水系统应满足节水、节能和环保的要求。
4.1.2~4.1.5条文说明: 原水包括自来水、井水、江水、河水、湖水、井水、深井水等,原水中不同程度地带有一定的杂质,如不溶性杂质、可溶性杂质、有机物、细菌、热原等。制药用水制备系统没有一种定型的模式,但均需对原水进行预处理和逐级提纯水质,使之符合生产要求的标准。在选择制药用水工艺流程时,既要受原水性质、用户对制药用水水质的要求制约,又要满足经济、适用、布置、操作维护和安全可靠的要求,同时也应考虑制水效率的高低、能耗的大小和环保的要求,并根据各种纯化工艺的特点,灵活组合。
4.1.6 工艺用水系统的设计能力应根据用水量和生产负荷确定。
4.2 工艺用水制备
4.2.1 饮用水可采用混凝、沉淀、澄清、过滤、过滤、软化、消毒、去离子、沉淀、减少特定的无机/有机物等适宜的物理、化学和物理化学的方法制备。
条文说明:饮用水常规处理工艺的主要去除对象是水源水中的悬浮物、胶体物和病原微生物等。饮用水常规处理工艺所使用的处理技术有混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等。在我国目前95%以上的自来水厂都是采用常规处理工艺,因此常规处理工艺是饮用水处理系统的主要工艺。通常,医药生产过程中饮用水来源于城市自来水,正常情况下供水水质能保证水质符合国家标准,但小型集中式供水和分散式供水以及当发生影响水质的突发性公共事件时,水质部分指标可能会超过正常指标。同时,在国家饮用水标准中,检查项目只有38项,另一些指标,如氨氮、亚硝酸盐、耗氧量、总碱度、钙、镁等,也会对工艺用水的生产产生不利影响,但未列入标准之中。此外饮用水可能来源于井水、河水或水库水等,水源的水质与国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749差异更大,因此必需在饮用水制备过程中采取必要的措施进行处理。
4.2.2 纯化水的制备应以饮用水作为原水,采用合适的单元操作或组合的方法制备,如去离子化、蒸馏、离子交换、反渗透、过滤等。
条文说明:中国药典中给出了纯化水制备的指导原则,没有明确规定具体制备方法,可以使用一切经过验证证明是行之有效的方法,典型的方法是离子交换、电渗析、反渗透、超滤以及这些方法之间不同的组合,也可以采用蒸馏法。但没有一个纯化方法是绝对彻底的,
正是因为纯化方法的局限和原水中污染物的存在,决定了纯化水系统设计需要对每一功能段组成仔细研究。一套适宜的纯化水系统可以有序的除去不溶性杂质、可溶性杂质、有机物、微生物,经去离子得到纯化水。有时生产要求低电导率的纯化水时,还要考虑进一步纯化措施,如脱气,去除二氧化碳。
4.2.3 注射用水应以纯化水为水源,采用蒸馏方法制备。
条文说明:中国药典规定:注射用水应以纯化水为水源,采用蒸馏方法制备。蒸馏是世界各国制备注射用水首先方法,蒸馏方法以相变为基础,制备的注射用水水质稳定,同时蒸馏过程还是一个消毒灭菌过程,在蒸馏水机新鲜注射用水出口处取样总是检不出细菌,因此,蒸馏方法可靠、使用安全,这已成为众所周知的事实。
美国药典从19版开始,已经将反渗透法收藏为法定的注射用水生产方法之一,但由于反渗透装置是在常温下运行,不具备可靠的的抗微生物污染的能力,因此,反渗透法制备注射用水的稳定性不如蒸馏法。在日本法规下,允许采用蒸馏、反渗透、超滤方法生产注射用水。
4.3 设备
4.3.1 预处理设备应根据原水水质配备,出水水质应符合后续处理设备的进水要求。
条文说明:预处理是为了去除原水中的不溶性杂质、可溶性杂质、有机物、微生物,使其主要水质参数达到后续处理设备的进水要求。
1 当原水浊度满足不了后续处理设备的进水标准时,预处理应设机械过滤器。否则,会造成后续处理设备以下危害:
悬浮物会附着在离子交换剂颗粒表面,降低交换容量,堵塞树脂层孔隙,引起压力损失增加。
悬浮物黏附在电渗析膜表面成为离子迁移的障碍,增加膜电阻
悬浮物会堵塞反渗透膜孔,减小膜的有效工作面积,导致产水量和脱盐率下降。 2 为了确保后续处理设备运行良好,后续处理设备的进水对钙、镁离子浓度都规定了严格的要求,因此,当原水中硬度较高时,应增加软化器。这对防止后续处理设备的膜表面结垢,提高后续处理设备的工作寿命和处理效果意义极大。
3 当原水中有机物含量超过后续处理设备的进水标准时,会对后续处理设备造成以下危害,影响设备的运行使用寿命和出水水质。为除去这部分有机物,预处理应设活性炭过滤器,使水达到符合后续处理设备要求的质量水平。
有机物会污染阴离子交换树脂,使交换容量下降,再生剂的用量增加,缩短树脂的寿命。
有机物会在电渗析设备的水流通道和空隙中产生堵塞,造成水流阻力不均匀,使农水室和淡水室中的水压不平衡,严重时会使膜破裂。带极性的有机物被膜吸附后,会改变膜的极性,降低膜的选择透过性,增加膜电阻
有机物会堵塞反渗透膜膜孔,减小膜的有效工作面积,导致产水量和脱盐率下降。有些有机物会污染膜体恶化水质。
4 若原水中的游离氯超过后续处理设备(离子交换柱、电渗析器、、电去离子系统、反渗透装置等)进水标准时,会对这些设备造成以下危害,影响设备的运行使用寿命和出水水质,可采用活性炭过滤或加入亚硫酸钠处理,将过量余氯去除,使水达到符合后续设备要求的质量水平。
游离氯的存在会使阳离子交换树脂活性基氧化分解,长链断裂,引起树脂的不可逆膨胀,
破坏离子交换树脂的结构,使其强度变差,容易破碎。
游离氯会使电渗析器、电法去离子系统和反渗透装置的膜产生氧化,影响膜的物理结构,造成膜不可修复性损坏。
5 当原水中铁、锰含量较高,超过后续处理设备的进水标准时,会对后续处理设备造成以下危害,影响设备的运行使用寿命和出水水质。为降低铁、锰含量,预处理应增设曝气、过滤装置,使水达到符合后续处理设备要求的质量水平。
铁、锰离子比钙镁钠离子更易被树脂吸附、且不容易被低浓度再生剂取代,积累在树脂颗粒内部,使交换容量下降,恶化出水水质。铁、锰离子易形成氢氧化物胶体,堵塞树脂微孔和孔隙,增大压降。
铁、锰离子会在电渗析阳离子交换膜的离子选择性透过性严重受损而中毒。 原水中铁、锰含量较高会在反渗透膜上形成氢氧化物胶体,堵塞膜孔。
6 软化器或离子交换树脂使用一定时间后, 可能会发生树脂破碎,精密过滤器主要作用是截留来自树脂软化或离子交换装置中可能随水流溢出的树脂颗粒, 而这些颗粒会在高压水流的作用下对反渗透或电渗析设备的膜造成机械性损伤。因此, 精密过滤器可保护反渗透或电渗析设备的膜不受机械性损伤, 有效地保证反渗透或电渗析设备的膜的使用寿命和产水水质。当通过混床的水直接进入纯化水罐时,在纯化水罐前,也应设3~5/0.45μm滤器,以防止树脂碎片进入纯化水罐。
软化器或离子交换系统需要周期性地使用酸碱再生,这种化学再生不仅消耗清洗水,同时产生废酸废碱,成为水体和土壤环境的重要污染源。因此,软化器或离子交换系统应减少废酸、废碱的排放量,并应采取处理和处置措施,以达到环保的要求。
7 反渗透技术的关键在于起除盐作用的反渗透膜的性能。所以,为了反渗透装置安全运行,必须根据进水水质、产水量和产水水质要求选择性能合适的膜元件,做到既能保证产水量和产水水质,又能减少投资、降低能耗。
8 将反渗透(RO)作为电去离子(EDI)的前处理工序,用反渗透(RO)除去95%以上盐分,用电去离子(EDI)进行深度脱盐,实现水的高纯度化。原因是:①反渗透(RO)装置适合于含盐量高的水源,电去离子(EDI)装置则正好相反,适合于含盐量低的水源。假如将电去离子(EDI)置于反渗透(RO)前面,则由于进水含盐量太高,电去离子(EDI)的工作电流相对不足和停留时间(相当于离子迁移时间)很短,许多离子还来不及从淡水室迁移出去,就很快离开了该室,因此脱盐很不彻底。另外,进水中的结垢物质大大超过电去离
子(EDI)装置的承受极限,这将导致浓水严重结垢,电去离子(EDI)装置无法工作。②反
渗透(RO)除盐容量很大,能保持较高脱盐率,但在电去离子(EDI)模块中,树脂充填量很少,交换容量非常有限,故一般适合于低含盐量水源。③反渗透(RO)对二价以上的离子,如Ca2+、Mg2+等具有很高的去除率,因而可以降低电去离子(EDI)的进水硬度,有效地防止膜堆浓水室及极水室结垢,有利于电去离子(EDI)模块长期稳定地运行。另外,传统除盐系统中阳、阴床出水的电导率虽然很低,但可能含有除离子之外的其他杂质,通常不建议把电去离子(EDI)放在阳、阴床的后面使用。在一般情况下,反渗透(RO)能除去大部分有机分子,总有机碳可降低至0.5mg/L以下的水平,符合大多数电去离子(EDI)膜堆对给水中总有机碳的限定要求。
4.3.2 蒸馏水机应符合现行中华人民共和国制药机械行业标准。 4.3.3 多效蒸馏水机宜设置原水进料箱和原水高压泵。
条文说明:中国药典规定:注射用水的制备必须以纯化水为水源。由于多效蒸馏水机通