制药用水技术方案
水是药物生产中用量大、使用广的一种基本原料,用于生产过程及药物制剂的制备,制药用水是制药业的生命线。
制药工艺用水分类
水是药品制造过程中重要的原辅材料。药品生产的工艺过程用水(纯化水和注射用水),对药品的生产过程至关重要,至少须满足药典中所规定的水质标准。《中国药典》按其用途范围不同,将制药用水分为饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水。并明确规定,制药工艺用水的原料水必须符合GB5749中规定的饮用水卫生标准。国际上规定,通常使用符合饮用水标准的原料水,经一定的处理程序得到的纯化水或注射用水,用来参与药品生产的工艺过程。
饮用水:通常不直接参与制药工艺过程,但在一些中药厂,常用作药材的漂洗、工具的粗洗、某些包装材料的淋洗以及部分制药设备的冷却用水。纯化水:水中的电解质几乎完全去除,水中不溶解的胶体物质与微生物颗粒、溶解气体、有机物等也已被去除至很低的程度。纯化水为符合饮用水标准的原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水,不含任何附加剂。可作为配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水,但不得用于注射剂的配制。
通常,纯化水中的剩余含盐量应控制在0.1mg/L以下,水温25℃时,其电导率应在0.1μs/cm,25℃以上时,一般接近0.1s/cm。注射用水:水的纯度与纯化水相类似,与纯化水的主要区别是水中不含微生物和热原物质,是纯化水经蒸馏所得。要求随时监控各个制备环节,定期清洗消毒注射用水制备与输送设备。一般80℃以上储存、65℃以上保温循环或4℃以下无菌状态存放,并在制备12小时内使用。
《中国药典》规定:注射用水为纯化水经蒸馏所制得的水;应符合细菌热原试验要求;注射用水必须在防止热原产生的条件下生产、贮藏及分配。美国药典中注射用水的制备方法有两种,即蒸馏法和反渗透法。注射用水可用作配制注射剂、滴眼剂等灭菌制剂的溶剂或稀释剂;注射用容器的清洗。灭菌注射用水,指注射用水按注射剂生产工艺制备所得,是注射用水经灭菌所制得的水,是无菌、无热原的水,可认为是一种制剂。
制药工艺用水的水质标准及其特点
水在自然界普遍存在,天然水中含有大量的品种繁多的杂质。杂质一般分为三类:即悬浮物、胶体、溶解物。溶解物又分为:盐类矿物质、气体、有机酸。由于各地区水的来源不同,水质存在着比较大的差异。为保证生命的健康和安全,各国对作为生活必需品的饮用水,制定了相关的标准。而制药用纯化水和注射用水,直接参与生命工程,有着更多严格的技术指标。饮用水,国家标准明文规定的检测项目有35条,此外还有一些指标如:氨、亚硝酸盐、耗氧量、总碱度、钙、镁等也会对制药工艺用水的制备产生影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆饮用水标准,参考《生活饮用水卫生标准》(GB)质量指标[1]。纯化水标准,各国存在差异,一般要按照在制药生产工艺过程中的作用而区别要求。相对于《中国药典》与《欧盟药典》,《美国药典》对纯化水的物理化学指标仅检测电导率及TOC(Total Organic Carbon总有机碳)。而《中国药典》规定,除检测电导率外,需检测酸碱度、氯化物、硫酸盐、钙盐与镁盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨、二氧化碳、易氧化物、不挥发物、重金属等内容;对TOC检测不是强制要求。随着现代检测仪器仪表技术的发展,许多分离的指标可以集中表现在其中一个或少数几个检测指标上,因此美国药典关于水质指标也有较为明显的改变,而在中国,由于地区发展差异,保留了传统的检测项目。对于纯化水,其中可影响电导率的无机盐与可影响TOC的有机物,其含量为ppb或微克级别,可以实现在线快速监测。制药用水系统应经过验证,并建立日常监控、检测和报告制度,有完善的原始记录备查。储罐及管道应采用适宜的方法定期清洁和灭菌。水质标准的制定和确立,从法规上给制药用水处理过程确立了目标。实现这一目标可以采取各种不同方法如:离子交换法、反渗透法、电渗析法,等等。
随着科学技术的不断进步,有关制药用水的制备技术也发生了革命性的改变。在世界许多发达国家如美国,注射用水(Water for Injection WFI)必须由蒸馏工艺制备这一局限早已被突破,技术更先进、更节能、品质更稳定可靠的高纯水(Highly Purified Water HPW)及其制备工艺早在1975年已经得到正式确认(美国药典第19版:USP19)。现在,美国药典已经在其连续7个版本中明确确认了反渗透(RO)为基础的HPW工艺可以作为制取注射用水的法定工艺,并且,历经数十年的医药实践,HPW注射用水生产技术被证明是先进、可靠的方法之一,以至于在美国的药物专利25条中,反渗透方法是常用的注射用水生产工艺。由于HPW符合甚至超过WFI的各项理化参数指标,自2002年6月起正式被欧洲认可为第三水质级别。今天,以RO为基础的HPW已经为代表医药先进技术的世界主要发达国家所确认,成为医用纯化水的标准制备方法之一
在与国际接轨过程中我国药典亦对医药用水的法定制备方法进行了重新定义。中国药典(2000年版)中所收载的制药用水,较以往有很大进步,因其使用的范围不同而分为纯化水、注射用水及灭菌注射用水,首次将过去的蒸馏水改为纯化水,并且对纯化水具体定义为“纯化水为采用蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜的方法制得供药用的水”,实际上放弃了对生产工艺“必须为蒸馏法”的限定,为相关企业采用国际上广为流行的反渗透HPW方法制备纯化水奠定了法理基础。更为重要的是,新的国家药典将注射用水定义为“纯化水经蒸馏所得的水”,从而使RO技术进入注射用水制备过程成为可能。2000年版国家药典在制约用水技术上朝国际先进领域迈进了一大步。
与传统的蒸馏法相比较,以反渗透法为基础的联合了新电去离子(EDI)技术的新工艺具有明显的优越性和先进性。
1.高效节能。蒸馏法系历史最为悠久的医药用水制备工艺,主要有多级蒸馏、高压分级蒸馏和离心净化蒸馏几种工艺。所有蒸馏方法均在120°C高温状态下进行,所以可以得到完全无菌的水。因此,运行当中能源的消耗相当大;同时,因为温度较高,所有设备组成部分必须耐受高温冲击,设备的造价及维护费用高昂。HPW工艺采用非常成熟的反渗透技术,结合高效臭氧消毒方法,整个系统工作于常温、低压状态,设备投资省,运行维护费用低,可靠节能:膜处理法的运行成本仅为蒸馏方法的12-15%,非常经济,极具竞争力。
2.稳定可靠。随着工业化进程的不断加快,大量而成份复杂的废物排放使世界范围的污染变得日益严重,其中水资源的污染较之以往更加严峻。易挥发有机污染物因其沸点大都低于水的汽化温度,如不加处理,蒸馏过程中极易进入产成水中,单纯蒸馏方法无法将其有效去除,必须倚重活性碳吸附等过滤办法,增加了系统和水质的不稳定性。膜法工艺采用多介质过滤器进行预处理;反渗透膜的微孔透过式工作原理保证了去除水体中所有较大的离子、分子,可以轻松去除分子直径更大的易挥发有机污染物质,从根本上保证有机物指标达到药典规定指标。
3.先进环保。膜法联合工艺替代传统纯蒸馏方法已经成为当今世界医药用水生产技术的主流。近年来代表制药用水制备工艺高技术水平的连续电去离子技术(Continuous Electrodeionization CEDI)的出现,促使医药用水制备工艺摒弃伴生废酸、废碱污染的传统离子交换技术,令系统实现全自动计算机控制,连续生产,安全无污染。CEDI技术的根本是传统离子交换和电渗析技术的巧妙结合:在电场作用下,阴、阳离子交换树脂中的离子产生定向迁移,迁移后的离子空穴由水中的阴、阳离子填充,从而在阴阳离子移向离子渗透膜的同时实现了树脂的抛光再生;穿越选择性渗透膜后的离子将被截留在称为“浓水室”的通道内并随“浓水”一起被排放。CEDI系统的树脂使用量仅为传统混床的5%,经济高效。同时,由于大部分溶解于水中的气体如二氧化碳等都呈弱电性,CEDI可以对其进行有效去除;特别是对医药用水影响较大的革兰阴性菌带有负电荷,将被吸附于阳离子交换树脂表面,从而处于水解作用最活跃区域,被彻底杀灭。
做为一个专业水处理设备研发与制造的跨国集团,在水处理领域,特别是各种工艺用水设备制造领域享有盛誉,一直致力于医药工艺用水设备与技术的应用研究与创新,在该领域居于领先地位。
制药用水的设备适用于进水水质要求为符合中华人民共和国国家标准GB《生活饮用水卫生标准》的原水,可以是市政自来水或满足要求的其它水源。
制药工艺用水分类和水质标准
制药水制备系统遵循模块化设计理念,以预处理、氧化消毒、多介质过滤、RO反渗透、UV消毒、EDI连续去离子和储存外输等功能单元为基础,在设计、制造、调试过程中将普罗名特先进的技术、精湛的工艺和严格的质量控制贯彻到每个功能单元;最终产水装置根据其用水标准的不同,经由各功能模块优化组合而成,从而保证了整个系统的高性能与高质量,使产成水完全达到或超过纯化水和注射用水的水质标准。
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