医药工艺用水系统设计.

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1、医药工艺用水系统设计 医药工艺用水系统设计规范编制组 武汉医药设计院 医药工艺用水系统设计 医药工艺用水的范畴（简介） 医药工艺用水的水质（简介） 医药工艺用水的用途（简介） GMP2010版对医药工艺用水的要求（简介 ） 医药工艺用水系统设计（重点介绍） 管路设计（重点介绍） 管道的材质、阀门和附件（简介） 医药工艺用水的范畴 医药工艺用水 医药生产工艺中使用的水 饮用水 纯化水 注射用水 灭菌注射用水不属于医药工艺 医药工艺用水的水质 应符合 中华人民共和国药典的质量标准 医药生产工艺规程相关要求 医药工艺用水至少应当采用饮用水。 医药工艺用水的用途 饮用水 中药材洗涤、浸润和提取 纯化水

2、的原水 医药工艺用水的用途 纯化水 无菌制剂的原料提取 非无菌制剂的配料 直接接触非无菌产品的设备、容器、包 材的最后一次清洗 非无菌原料药的精制工艺用水 注射用水的原水 纯蒸汽的水源 医药工艺用水的用途 注射用水 无菌原料药精制工艺用水 直接接触无菌原料药的包材的最后清洗 用水 无菌制剂的配料 直接接触无菌制剂的包材的最后清洗用 水 纯蒸汽的水源 GMP2010版对医药工艺用水的要求 第九十六条 制药用水应当适合其用途，并符合中华人民 共和国药典的质量标准及相关要求。制药用 水至少应当采用饮用水。 第九十七条 水处理设备及其输送系统的设计、安装、运行 和维护应当确保制药用水达到设定的质量标准

3、 。水处理设备的运行不得超出其设计能力。 第九十八条 纯化水、注射用水储罐和输送管道所用材料应 当无毒、耐腐蚀；储罐的通气口应当安装不脱 落纤维的疏水性除菌滤器；管道的设计和安装 应当避免死角、盲管。 GMP2010版对医药工艺用水的要求 第九十九条 纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能 够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注 射用水可采用70以上保温循环。 第一百条 应当对制药用水及原水的水质进行定期监测， 并有相应的记录。 第一百零一条 应当按照操作规程对纯化水、注射用水管道进 行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水微 生物污染达到警戒限度、纠偏限度时应当按照 操作规程处理。 医药工

4、艺用水系统设计 医药工艺用水系统设计 流程确定 设备设计与选择 工艺用水的分配输送 工艺用水系统的清洗、消毒或灭菌 工艺用水的水质监控 流程确定 应根据原水水质、产品对工艺用水水质的 要求选择医药工艺用水工艺流程 纯化水工艺流程有多种选择 预处理、离子交换法与一级反渗透组合工艺 预处理、二级反渗透法 预处理、二级反渗透与电法去离子系统组合 纯化水制备工艺流程比较 工艺用水 制备流程 电导率 25 （s/cm） 备注 一级反渗透 +离子交换法 0.07250.025符合药典要求5.1，水质最高 二级反渗透法1.550.162符合药典要求5.1，水质第三 二级反渗透 +电法去离子 0.200.55

5、8符合药典要求5.1，水质其次 高 注射用水制备流程 中国药典规定的方法 以纯化水为原水，蒸馏法制备 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 蒸馏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 蒸馏方法可靠、使用安全 注射用水制备流程 美国药典规定的方法 注射用水可以由饮用水经蒸馏或反渗透制得 并不要求必须用纯化水为源水来制备注射用水 美国的饮用水标准与中国的并不相同 对水质的控制绝不局限于以往的项目及指标上，而且 延伸到了系统的设计、建造、验证及运行监控等各个 方面 反渗透法制备注射用水的稳定性不如蒸馏法 反渗透装置是在常温下运行

6、，不具备可靠的的抗微生 物污染的能力 在日本法规规定的方法 蒸馏、反渗透、超滤 设备设计与选择 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 原水中的游离氯超过后续设备进水标准时，会 影响设备的运行使用寿命和出水水质， 离子交换柱 电渗析器 电法去离子系统 反渗透装置 当原水中铁、锰含量较高，超过后续去离子设 备的进水标准时，会影响设备的运行使用寿命 和出水水质 设备设计与选择 设备应考虑清洗消毒措施 多介质过滤器需定期反冲洗 必要时可以对多介质过滤器进行化学或加热消 毒（ISPEWHO） 活性炭过滤器应能定期反冲和消毒 反渗透水处理装置应定期进行化学清洗和 消毒 若反

7、渗透膜具有承受80以上巴氏消毒的性能 ，那么可将巴氏消毒作为首选的消毒方法 设备设计与选择 应根据实际用水量的要求选择反渗透装置 反渗透装置的容量选择过大而导致运行率太低 ，会造成微生物在组件内大量繁殖，因此，产 能过大不利于控制水质 当采用电法去离子（EDI）设备时，宜以反 渗透作为它的前处理工序 RO装置适合于含盐量高的水源，RO除盐容量 很大，能保持较高脱盐率 EDI装置适合于含盐量低的水源，交换容量非 常有限 设备设计与选择 多效蒸馏水机宜设置原水进料箱和原水高压泵 多效蒸馏水机宜通常要求进水压力0.5MPa 电力成本较低的地区，选用热压式蒸馏水机较 为经济 汽压式蒸馏水机蒸汽耗量小，

8、但电量消耗较大 设备设计与选择 工艺用水贮罐 应采用无毒、不释放颗粒的耐腐蚀材料制造 工艺用水贮罐广泛使用低碳优质不锈钢制造 符合卫生消毒要求的材料 低碳不锈钢 聚丙烯 聚偏氟乙烯 聚四氟乙烯等 聚偏氟乙烯（PVDF）被认为可以在80定期消毒 或121下的蒸汽杀菌 WHO药品生产质量管理规范附录3制药用水中规定 制药用水系统如果使用不锈钢材料，级别至少是316L 设备设计与选择 工艺用水贮罐 最低处有排（放）口，可排尽，不积水 排水管口设置在贮罐的最低处 应当考虑到必要时将罐内的水全部排空的要求 罐底排水管的管径应按照输送泵进水要求计算 排水管路少设弯头, 减少泵吸入管路损失 设备设计与选择

9、工艺用水贮罐 应设有液位计量装置 适合工艺用水贮罐的液位计量装置都是电信号 液位控制装置 液位开关 电容式液位计 隔膜压力式液位计 称重式液位计 雷达液位计等 为确保系统安全运行, 罐内还可加设高低液位 报警开关或与输送泵联锁的流量开关。 设备设计与选择 工艺用水贮罐 再循环系统贮罐顶部应设置喷淋装置（喷淋球或 喷淋管） 喷淋装置的选型及安装位置的确定与罐顶设计应 结合考虑 确保贮罐顶及罐顶件所有的内表面随时处于湿润更新 状态，并维持腔体内的温度80 回水的压力与流量应确保喷淋装置能有效的工作 喷淋装置的设计要考虑易于拆装 喷淋装置需定期拆下检查 设备设计与选择 工艺用水贮罐 在贮罐的的通气口

10、应安装不脱落纤维的0.22m的疏水性 通气过滤器 聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯 过滤器筒体为316L不锈钢,内壁抛光，具有卫生级接口 过滤器通量要考虑最大的泵流量或蒸汽消毒后迅速冷凝时 的最大气流速度(无正压保护系统时) 注射用水贮罐通气过滤器的不锈钢外壳宜采用电或蒸汽加 热 使过滤器高于罐内水温10左右。 为了避免通气过滤器的疏水性滤芯表面形成水膜或被二次蒸汽凝 结水堵塞 过滤器的出气口应装有切断阀，并应设置在方便安装、拆 换的位置 通气过滤器需定期拆卸、清洗、灭菌、烘干, 进行完整性测试，再 装于罐上进行SIP 设备设计与选择 工艺用水贮罐 当采用大于等于0.1 MPa蒸汽灭菌时 贮罐应按压力容

11、器设计 贮罐上应设置泄压阀或防爆膜 防爆膜应配有破裂指示剂，以便及时发现破裂，避免系统的完 整性受到损害 泄压阀或防爆膜应达到卫生设计标准 加热贮存的工艺用水贮罐罐体应保温 保温材料氯元素含量不得超过25mg/Kg，以避免氯离 子所致的腐蚀 保温材料不应采用石棉制品 保温层表面应平整、光洁，不得有颗粒性物质脱落， 并应用金属薄板包裹保护 设备设计与选择 工艺用水贮罐 贮罐保持在0.1-0.2BAR 无油空气(与氮气比较)的好处: 低安装成本, 低操作成本, 无窒息危险 改善氧化层 氮气好处: 对抗氧性产品有好处 抑制了好氧性细菌的滋生 有效控制了电导率和PH(无CO2) 设备设计与选择 设备设

12、计与选择 水泵应采用卫生设计 泵上所有与注射用水接触的零部件表面的Ra = 0.8m 易拆卸的结构形式 易清洁的开式叶轮 注射水输送泵的密封宜采用加注射水润滑冲洗 的双端面密封 纯化水输送泵的密封 加纯化水润滑冲洗的双端面密封硬质碳化硅单机械 密封 设备设计与选择 泵应处于供水系统的低点 为了排除离心泵供水时可能引起微粒污染的气 蚀，应充分考虑泵的性能曲线和吸水压头要求 泵外壳底部应能使系统完全排除积水 泵出水口宜设置为45角 使泵内上部空间无容积式气隙,避免纯蒸汽灭菌 后残余蒸汽聚集在泵体的上部，从而影响泵的 运转。尤其是注射用水输送泵应更加重视抗微 生物污染的适宜性 设备设计与选择 输送泵

13、的选型应满足 系统运行过程中可能提供的高峰用水量+回水流量 系统管道阻力较大情况下的系统压力 相对于外部大气正压状态外 输送泵的选型还应考虑 防止微生物污染 系统具有一定汽蚀条件下可以正常运转 注射用水输送泵宜采用变频泵,通过改变泵的转速,使整个循环 回路流速始终处于1.0m/s（ISPE 0.914）以上 建议不采用备用泵设计,以避免微生物污染的风险 如果系统配置了备用泵，应定时让泵交替运行，并以 支路连续循环的方式将少部分水以不小于1.0m/s的速 度始终通过备用泵 工艺用水的分配输送 工艺用水的分配输送应当能够防止微生物的滋生 分配输送方式 纯化水采用常温系统输送 循环输送（推荐） 非循

14、环输送 注射用水 批次操作罐系统 批次操作罐系统要求至少使用二个罐，用户在使用一个贮罐的同时 ，另一个贮罐在注水或进行检验，水在检验合格后才能使用 通常情况下，贮罐中的水在24h后被排空，在重新注水之前需要对 罐进行灭菌合格后由QA放行 此类系统非常少见 动态/连续操作罐系统 对单个贮罐连续注水以满足最大用水负荷，并连续为用户提供稳定 水质的水。 工艺用水的分配输送 注射用水的分配输送系统 批次操作罐系统 工艺用水的分配输送 注射用水的分配输送系统 动态/连续操作罐系统 单管式循环管道系统 工艺用水的分配输送 注射用水的分配输送系统 动态/连续操作罐系统 并联双管式循环管道系统 工艺用水的分配输送 注射用水的分配输送系统 动态/连续操作罐系统 独立双管式循环管道系统 工艺用水的分配输送 注射用水的分配输送系统 具体设置可根据工艺过程的需要进行决定 单管式主要用于用水点少或相对较集中、管线较短的场 合 并列双管式主要用于水点多、用水区域范围较大,单循 环配水环路供水不经济、或不宜采用加大流速的的场合 独立双管式循环管道系统主要用于用