【正文】 成氣相，達(dá)到與雜質(zhì)分開的目的。 。 （ TOC）。 。 （ 1） 多效式蒸餾水機(jī) ① 工作原 理 多效式蒸餾水機(jī)通過相位的改變來隔離化學(xué)及微生物物質(zhì)從而使水得到進(jìn)一步的凈化。在該工藝中，水被蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽。蒸汽脫離水，留下溶解顆、非揮發(fā)性物質(zhì)及高分子量雜質(zhì)。蒸餾系統(tǒng)可提供內(nèi)毒素濃度最小3log10（ %）的減少量。多效式蒸餾水機(jī)氣水螺旋分離裝置如圖 247所示。 由 圖 247 可見，純化水經(jīng)預(yù)熱后自下而上經(jīng)中心的管道，泵入柱頂部的分配池，供水在柱的頂部的分配池中受壓，噴成水膜狀并進(jìn)入蒸發(fā)管，來自前一柱的純蒸汽作為熱源將其加熱，水膜狀的純化水在蒸發(fā)管的內(nèi)表面發(fā)生閃蒸（高速蒸發(fā)），產(chǎn)生大量蒸汽，自上而下通過漏斗狀下部管（中心管外側(cè)的套管）進(jìn)入分離柱。蒸汽所夾帶的微粒、細(xì)菌內(nèi)毒素等雜質(zhì)的小水珠下沉，高溫的純蒸汽則上升，成為通往下一柱的熱源。與此同時(shí)，開頭進(jìn)入蒸發(fā)柱的純蒸汽，由于熱量的損失，而變成冷凝水 —— 熱的 WFI，他們可 能夾帶一些純蒸汽，向右移進(jìn)入熱交換器的殼程，以預(yù) 熱通過管程的純化水。 ② 多 效式蒸餾水機(jī)流程說明 圖 248 多效式蒸餾水機(jī)共有 5 個(gè)蒸餾柱，一號(hào)柱采用雙端板管式蒸發(fā)器（ Double Tube Sheet），以確保工業(yè)蒸汽與純蒸汽及供水系統(tǒng)之間無滲漏。每根柱有 180 根Φ 14mm 的蒸發(fā)管，總 長達(dá) 450m。柱的結(jié)構(gòu)基本相同。第一個(gè)柱運(yùn)行時(shí)在高壓下噴入的水形成水膜，蒸發(fā)速度快（閃蒸），用離心力分離熱原、液滴及雜質(zhì)。高壓下進(jìn)水通過小孔噴入蒸發(fā)管的水形成水膜，促進(jìn)了進(jìn)水的升溫及蒸發(fā)，獲得高的純蒸汽氣流速度。高速氣流進(jìn)入一狹窄的內(nèi)螺旋形通道，開始旋轉(zhuǎn)上升，雜質(zhì)及液滴獲得了 一個(gè)大于 500g 的離心力，因此被甩向氣流的外側(cè)并被積聚在外缸體的內(nèi)表面上，最后下落至柱的底部。純蒸汽則升至柱的頂部。柱由兩個(gè)立式缸體組成：內(nèi)缸通工業(yè)蒸汽，用于加熱，工業(yè)蒸汽的冷凝水由底部排放；外缸體用于收集蒸發(fā)產(chǎn)生的純蒸汽及沒蒸發(fā)的水。進(jìn)水貯罐在柱的頂部，進(jìn)水在蒸發(fā)管的內(nèi)表面蒸 發(fā)。蒸發(fā)管由進(jìn)水貯罐向下其下部通向外缸體。進(jìn)水在汽化過程中使純蒸汽快速上升，通過頂部的純蒸汽出口進(jìn)入二號(hào)蒸餾柱。純化水經(jīng) 5 只熱交換器升溫至 150℃，進(jìn)入一號(hào)柱。進(jìn)水壓力位。進(jìn)入一號(hào)柱的水自上而下在蒸發(fā)管不斷升溫、蒸發(fā)，沒蒸 發(fā)的水及離心分離物進(jìn)入柱底，通入二號(hào)蒸餾柱，繼續(xù)蒸餾。各柱間溫度一次降低 10℃，一號(hào)柱以工業(yè)蒸汽為熱源，其他柱均以前一柱的純蒸汽為熱源。一號(hào)柱工業(yè)蒸汽的冷凝水為廢水，其他柱因以純蒸汽及熱源，得去熱原水。一、二號(hào)柱結(jié)構(gòu)相同，中心管不通水。從三號(hào)柱起的冷凝水達(dá) WFI標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)冷凝器進(jìn)入 WFI 貯罐，部分蒸餾水經(jīng)中心管（熱交換）進(jìn)入冷凝器。五號(hào)柱下部設(shè)母液排放；廢氣排放口設(shè)在冷凝器上部。 5 只立式熱交換器均無蒸餾功能。進(jìn)水電導(dǎo)高于設(shè)定值時(shí)，蒸餾水機(jī)停止運(yùn)行；產(chǎn)水電導(dǎo)超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)排放。在多效式蒸餾系統(tǒng)中，每次效應(yīng)產(chǎn)生的純 蒸汽用于加熱水，并在隨后的效應(yīng)中生成更多蒸汽。由于該段的蒸發(fā)及冷凝過程，僅僅在第一效應(yīng)需要外源的加熱。僅由終端效應(yīng)產(chǎn)生的純蒸汽使用外部冷卻介質(zhì)冷凝。 （ 2） 蒸汽壓縮式蒸餾水機(jī) ① 工作原理 蒸汽壓縮式 蒸餾水機(jī)使用一種不同技術(shù)可產(chǎn)生相似質(zhì)量的水。能源通過機(jī)械壓縮器傳送給生成的蒸汽，并隨著壓力增加與溫度的升高，使其產(chǎn)生壓縮蒸汽。高能蒸汽排回至蒸發(fā)器 /冷凝器容器，在持續(xù)性循環(huán)中生成更多的蒸汽。 蒸汽壓縮為一個(gè)蒸餾方法（水災(zāi)內(nèi)部或外部蒸發(fā)，一排管水平或垂直放置）。水平設(shè)計(jì)通常為強(qiáng)迫循環(huán)式（配置再循環(huán)泵與噴管），而垂直 設(shè)計(jì)為自然循環(huán)式。 主要系統(tǒng)部件為蒸發(fā)器、壓縮器、換熱器、除氣器、泵、電機(jī)、閥門、儀器與控制器。蒸汽壓縮工藝與機(jī)械制冷循環(huán)的工作原理相似。 在蒸汽壓縮蒸餾機(jī)中，進(jìn)水在管道的一側(cè)蒸發(fā)。生成的蒸汽經(jīng)過脫離、隔離器，進(jìn)入壓縮機(jī)。由壓縮機(jī)給出的能源產(chǎn)生增壓與增溫的壓縮蒸汽。較高能蒸汽排回至蒸發(fā)器 /冷凝器容器。因此，蒸汽冷凝，釋放出潛在熱量（通過管道進(jìn)入水中）。更多的水被煮開，生成更多蒸汽，從而重復(fù)著這個(gè)過程。輸出的蒸餾物與排出的蒸汽預(yù)熱輸入的進(jìn)水，從而節(jié)省能源。由于潛在熱是再循環(huán)的，沒必要像單效或多效系統(tǒng)中一樣需要 一個(gè)獨(dú)立的冷凝器。 蒸餾水機(jī)要求能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行滅菌，以防止蒸餾水機(jī)的蒸餾水出水與冷卻水可能產(chǎn)生的交叉污染。 ② 蒸汽 壓縮式蒸餾水機(jī)流程說明 如圖 249 所示，軟水或去離子水分別經(jīng)逆流的板式換熱器 E101（蒸餾水）及 E102（廢水排放）加熱至約 80℃。此后，預(yù)熱的水在進(jìn)入氣體冷凝器 E103 的外殼層，溫度進(jìn)一步升高。 E103 同時(shí)作為氣 水分離器，管內(nèi)蒸汽冷卻成水，返回靜壓柱，不凝性氣體則排放。預(yù)熱水通過 C100機(jī)械水位調(diào)節(jié)器（蒸餾水機(jī)的液位控制器）進(jìn)入蒸餾柱的蒸發(fā)段 D100（ 1/2），由電加熱或工業(yè)蒸汽加熱，達(dá)到 蒸發(fā)溫度。純蒸汽上升，含細(xì)菌內(nèi)毒素及雜質(zhì)的水珠沉降，實(shí)現(xiàn)分離。 D100 中有一圓形罩，有助于汽水分離。純蒸汽由容積式壓縮機(jī)（圓形突出物） C100 機(jī)吸入，在主冷凝器內(nèi)壓縮，使溫度為 125℃ ~130℃。壓縮蒸汽（在冷凝器外殼層）與沸水（在冷凝器的管道中）之間高的溫差，使蒸汽完全冷凝并使廢水蒸發(fā)，蒸發(fā)熱得到了充分利用（或可將它看做一個(gè)盤管）。冷凝的蒸汽即 WFI 和不凝性氣體的混合物，進(jìn)入 S100 靜壓柱 /罐， S100 的作用如一個(gè) WFI 的收集器。不凝性氣體經(jīng)換熱器排出。靜壓柱 /罐中的 WFI 由泵 P100 增壓，經(jīng) E101 通過 PV1008 送往使用點(diǎn)。相反，電導(dǎo)不合格的水，則經(jīng)閥PV1009 排放。隨著純蒸汽的產(chǎn)生， D100 中電導(dǎo)上升，濃水須同時(shí)排放。汽水分離靠重力作用 ——含細(xì)菌內(nèi)毒素及其他雜質(zhì)的小水珠依靠重力自然沉降，而不是依靠離心力實(shí)現(xiàn)分離。 （三） 純蒸汽的制備 國際上通常用“ clean steam”（潔凈蒸汽）和“ pure steam”（純蒸汽）兩個(gè)不同英文短語來表示純蒸汽，在美國，則有純化水蒸汽（ USP Purified Water steam）的提法。純蒸汽經(jīng)冷凝后的水，其水質(zhì)需要符合注射用水的標(biāo)準(zhǔn)，采用純蒸汽發(fā)生器制備 純蒸汽。 純蒸汽發(fā)生器的基本原理是重力分離。純蒸汽的壓力在克服管道系統(tǒng)阻力的基礎(chǔ)上要求能夠滿足滅菌設(shè)備或?qū)ο到y(tǒng)管道進(jìn)行濕熱滅菌的壓力與溫度要求。常見的純蒸汽發(fā)生器如圖 250 所示。 如圖 250 所示，泵將 PW 打進(jìn)蒸餾柱 /分離柱及熱交換器內(nèi)側(cè)管路，水位由液位控制器控制。工業(yè)蒸汽或過熱水加熱至蒸發(fā)溫度。此時(shí)，在蒸餾柱及熱交換器之間形成強(qiáng)烈循環(huán)。在蒸餾柱中產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入分離柱時(shí)，因柱的影響蒸汽速度下降，水珠的沉降，降低了污染，但純蒸汽仍保持在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。以氣動(dòng)手段控制純蒸汽的壓力 ，范圍為 0~。 五、 制藥用水系統(tǒng)的微生物負(fù)荷控制和消毒 純化水、注射用水的水處理設(shè)備、儲(chǔ)存和分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有效控制微生物繁殖，同時(shí)應(yīng)配備對系統(tǒng)進(jìn)行消毒或滅菌的設(shè)施設(shè)備，在系統(tǒng)確認(rèn)及驗(yàn)證過程中應(yīng)對上述設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證。與低溫系統(tǒng)相比，在高溫（ 70℃ ~80℃）狀態(tài)下運(yùn)行和維護(hù)的系統(tǒng)，不易受微生物的污染。如果由于所用水處理工藝或者用水溫度的要求，需要較低的溫度，則應(yīng)采取特別措施防止微生物的侵入和繁殖。 （一） 系統(tǒng)的微生物污染控制 制藥用水系統(tǒng)微生物污染措施匯總?cè)缦拢? 相符合。 ，且其材料應(yīng)適合熱力消毒要求。 ，能夠降低形成生物膜的可能。在系統(tǒng)確認(rèn)過程中，該流速應(yīng)被檢查確認(rèn)，并且通過監(jiān)測確保性能正常。如果不發(fā)生水流停止倒流或壓力消失等情況，分配系統(tǒng)的管道應(yīng)盡量短。避免出現(xiàn)過長盲管或在管路中出現(xiàn)死角；管道應(yīng)有傾斜度以便排空；常溫分配系統(tǒng)的管道應(yīng)與鄰近的熱管分開。 ；如果使用臭氧或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)品進(jìn)行定期消毒，必須證明該化學(xué)品在用水前已被清除。 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的確認(rèn)和驗(yàn)征合格后才能正式生產(chǎn)運(yùn)行。 （包括原水）。 （二） 水系統(tǒng)消毒方式 制藥用水系統(tǒng)中，微生物的控制是通過對水處理設(shè)備和分配系統(tǒng)管道的消毒滅菌來達(dá)到的，目的是將水的微生物數(shù)量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。通常純化水設(shè)備和管道消毒方法有巴氏消毒、紫外線消毒、臭氧消毒、過熱水消毒等，注射用水的分配系統(tǒng)主要是純蒸汽消毒。 巴氏消毒器所采用的設(shè)備較簡單，通常使用熱交換器，以蒸汽或電加熱作為熱源，消毒的介質(zhì)則是系統(tǒng)中的純化水本身；也可以直接將貯罐中的純化水加熱（通過夾套 ）作為消毒器。水溫應(yīng)控制在 80℃以上，開啟水泵循環(huán)沖刷水處理設(shè)備和管道。 臭氧是氧的同素異構(gòu)體，具有特殊刺激性氣味，微溶于水，其分子由3 個(gè)氧原子組成，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)自行分解為氧（ O2）和單個(gè)氧原子（ O）。單個(gè)氧原子具有很強(qiáng)的生物活性，氧原子能直接破壞細(xì)菌、病毒的細(xì)胞器和核糖核酸，分解 DNA、 RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖等大分子聚合物。產(chǎn)生臭氧的方法是用干燥空氣或干燥氧氣作原料，通過放電制得。另一個(gè)生產(chǎn)的臭氧的方法是電解法，將水電解變成氧元素，然后使其中的自由氧變成臭氧。通過臭 氧與水混合制備一定濃度的臭氧水，并在系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)循環(huán)一定時(shí)間，達(dá)到系統(tǒng)消毒效果，臭氧濃度與循環(huán)時(shí)間就臭氧殘留考察需要在系統(tǒng)驗(yàn)證過程中進(jìn)行確定。 波長為 254nm 的紫外線透過水層時(shí)能殺死水中的細(xì)菌。紫外線滅菌的特點(diǎn)如下： （ 1） 紫外殺菌速度快、效率高、效果好，一般經(jīng) 3KW 的紫外線照射10s 后，對水中大腸桿菌的去除率為 98%左右。 （ 2） 紫外線照射不會(huì)改變水的物理、化學(xué)性質(zhì)，對水不會(huì)帶入附加物所引起的污染。 （ 3） 能適用于各種水的流量下使用、操作簡單，使用方便，只需定期地清洗石英玻璃套管即可。 （ 4） 體積小，輕便，耗電低 ，壽命長。 紫外線殺菌裝置由外筒、殺菌燈、石英套管及電氣設(shè)施等組成。外筒由鋁、鎂合金或不銹鋼等材制成。其圓筒內(nèi)壁要求有很高的光潔度，要求其對紫外線的反射率為 85%左右。殺菌燈為高強(qiáng)度低壓汞燈，可放射出波長為 的紫外線，這種波長紫外線的輻射能量占燈管總輻射能量的80%以上。為保證殺菌效果，要求其紫外線量大于 3000μ W s/cm2,燈管壽命一般不少于 7000h。紫外線的燈管是石英套管。這是由于石英的污染系數(shù)小，耐高溫，且石英套管對 的透過率高達(dá) 90%以上。 紫外線殺菌裝置的電氣設(shè)施包括 電源顯示、電壓指示、燈管顯示、事故報(bào)警、石英計(jì)時(shí)器及開關(guān)等。 對紫外線殺菌器的質(zhì)量要求有兩點(diǎn)，即一定要保證 %的殺菌率；當(dāng)純化水通過該裝置后，電阻率降低值不得超過 cm（ 25℃）；用紫外線殺滅水中的細(xì)菌時(shí)，水層的厚度同滅菌效果有很大關(guān)系。例如，采用 30W 的低壓汞燈對 1cm 厚的水層，滅菌效率達(dá) 90%；對 2cm 的水層，滅菌效率是 73%；對 3cm 的水層，滅菌效率為 56%；對 4cm 的水層，滅菌效率只有 40%。以上是對于水流速度不超過 250L/h 而言，這種流速下的紫外線有效滅菌水層厚度不應(yīng)超過 。如果水中含有泥沙污物，則有效水層厚度還應(yīng)下降，水流速度亦應(yīng)減小，否則達(dá)不到滅菌效果。 組成細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子的功能取決于它的特殊結(jié)構(gòu)，在一定高溫條件下受熱時(shí)，蛋白質(zhì)分子內(nèi)氫鍵發(fā)生斷裂影響了分子空間構(gòu)型的重排，從而導(dǎo)致微生物的死亡。使用純蒸汽滅菌的優(yōu)點(diǎn)是，滅菌效果可靠且無污染。但使用純蒸汽滅菌應(yīng)注意各使用點(diǎn) U 形管彎下面純蒸汽產(chǎn)生的冷凝水的處理及滅菌溫度的保證。采用純蒸汽滅菌過程中為了保證每個(gè)使用點(diǎn)都能夠進(jìn)行蒸汽滅菌，在所以的使用點(diǎn)安裝有純蒸汽冷凝水疏水器，使得在滅菌過程中產(chǎn)生的冷凝水能夠及時(shí)排出 ，同時(shí)應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)最冷點(diǎn)的溫度，當(dāng)冷點(diǎn)溫度達(dá)到滅菌溫度要求時(shí)，開始計(jì)時(shí)。循環(huán)系統(tǒng)純蒸汽滅菌量消耗很大，需要一臺(tái)專用的純蒸汽發(fā)生器對其提供熱源。 過熱水滅菌是利用注射用水本身就有的回水換熱器對循環(huán)系統(tǒng)中的注射用水進(jìn)行加熱，由于管道中流的是高壓的水，所以它充滿整個(gè)管道，可以避免采用純蒸汽滅菌方式 U 形管處存在冷凝水的弊端。采用過熱水滅菌時(shí)，當(dāng)進(jìn)入回水換熱器的注射用水溫度達(dá)到滅菌溫度 121℃時(shí)，開始計(jì)時(shí)滅菌。 六、 制藥用水系統(tǒng)的日常管理 制藥用水系統(tǒng)的管理，主要有用戶提出適當(dāng)?shù)囊螅?jīng)過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、安裝系統(tǒng)確 認(rèn)確定系統(tǒng)的實(shí)際能力。依據(jù)這個(gè)能力制定合適的管理標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)）和規(guī)程，并圍繞和維護(hù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理活動(dòng)。 （一） 純化水、注射用水系統(tǒng)驗(yàn)證藥典 純化水、注射用水是直接影響質(zhì)量的關(guān)鍵系統(tǒng)，則應(yīng)對其進(jìn)行確認(rèn)。經(jīng)過確認(rèn)證明水系統(tǒng)在已有的或未來的操作情況下，工藝用水的質(zhì)量與預(yù)期設(shè)計(jì)相一致。因此，必須用文件證明當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)的操作方法和規(guī)程管理工藝用水系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)出一定數(shù)量和質(zhì)量的水。純化水和注射用水（包括清潔蒸汽）是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，應(yīng)單獨(dú)運(yùn)行。但是純化水和注射用水制備系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)備往往是共用的，所以這些預(yù)處理 設(shè)備的安裝確認(rèn)、運(yùn)行確認(rèn)可以一起完成。按照驗(yàn)證慣例，確認(rèn)過程按慣例包括設(shè)計(jì)評審或設(shè)計(jì)確認(rèn)（ DQ）、安裝確認(rèn)（ IQ）、運(yùn)行確認(rèn)（ OP）以及性能確認(rèn)（ PQ）。 （ DQ）要點(diǎn) 工藝用水系統(tǒng)需要對以下內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)確認(rèn)： （ 1） 設(shè)計(jì)文件確認(rèn)，包括水系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明、系統(tǒng)流程圖、管道平面布置圖、設(shè)備清單、儀表清單等； （ 2） 主要組件的確認(rèn)（生產(chǎn)能力、材料、拋光等）； （ 3） 關(guān)鍵儀表的確認(rèn)（