5章制水设备

药物制剂设备第五章制水设备人民卫生出版社有限公司第一节纯化水设备一、概述（一）制药用水分类、质量要求、应用范围问题：配制清开灵口服液和配制清开灵注射剂所用的水是同一种制药用水吗？为什么？人民卫生出版社有限公司制药用水分类饮用水：纯化水：注射用水：灭菌注射用水：可直接用于临床天然水经净化处理所得的水。饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的水，不含任何附加剂。纯化水经蒸馏所得的水。注射用水按照注射剂生产工艺制备所得的水人民卫生出版社有限公司自学、总结并找出关键词问题：请找出纯化水和注射用水质量要求的异同点。制药用水质量要求（表5-1）人民卫生出版社有限公司制药用水类别应用范围饮用水①制备纯化水的水源②药材净制时的漂洗③制药用具的粗洗④除另有规定外，也可作为饮片的提取溶剂纯化水①制备注射用水的水源②配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水③中药注射剂、滴眼剂等灭菌制剂所用饮片的提取溶剂④口服、外用制剂配制用溶剂或稀释剂⑤非灭菌制剂用器具的精洗注射用水配制注射剂、滴眼剂等的溶剂或稀释剂及容器的精洗灭菌注射用水注射用灭菌粉末的溶剂或注射剂的稀释剂制药用水应用范围（表5－2）人民卫生出版社有限公司问题：1.配制抗病毒口服液需要用注射用水吗？为什么？2.某药厂要制备清开灵注射剂，应选用何种工艺用水提取处方中板蓝根、栀子和金银花的有效成分？为什么？3.护士为病人注射青霉素，她应该选用何种工艺用水溶解青霉素粉针？为什么？课堂活动人民卫生出版社有限公司自学、总结并找出关键词问题：1.为何要对原水进行预处理？2.可用什么方法对原水进行预处理？3.常用的絮凝剂有哪些？各有何特点？4.如何投加絮凝剂？使用ST絮凝剂应注意什么？5.机械过滤器有哪些？各采用何种过滤介质？6.保安过滤器有何特点？（二）原水预处理人民卫生出版社有限公司（二）原水预处理目的：除去水中的悬浮物、微生物、胶体、有机物、游离氯、臭味和色素等杂质。方法絮凝沉降机械过滤ST高效絮凝沉降聚合氯化铝絮凝沉降多介质过滤器活性炭吸附器软化器保安过滤器人民卫生出版社有限公司ST絮凝剂的特点、使用注意特点凝聚力强水质好不受低水温的影响有絮凝和消毒双重性能沉降速度快用量少使用注意不宜高速搅拌应稀释并多次加入人民卫生出版社有限公司聚合氯化铝絮凝剂的特点、使用注意特点絮块大用量较大有除臭、灭菌、脱色等作用絮凝体形成快沉降速度快使用注意pH在6~8之间为宜最佳温度20~30℃人民卫生出版社有限公司名称过滤介质多介质过滤器石英砂、无烟煤、滤膜、纤维织物活性炭吸附器活性炭软化器钠型阳离子交换树脂保安过滤器滤布、滤网、滤片、烧结滤管、线绕滤芯、熔喷滤芯、微孔滤芯及多功能滤芯、滤袋机械过滤器人民卫生出版社有限公司多介质过滤器图5-1多介质过滤器示意图1.空气管,2.监督管,3.采样阀本体—是一个由钢板制成的圆柱形密闭容器，属受压容器，为防止压力集中，容器两端采用椭圆形封头。结构—上部装有进水装置及排空气管，下部装有配水系统，在容器外配有必要的管道和阀门。工作过程—用泵将原水输入过滤器，过滤后，借助剩余压力将过滤水送到其后的制水设备。人民卫生出版社有限公司活性炭吸附器图5-2活性炭吸附器示意图工作过程—原水连续地流过固定的活性炭床层，被吸附处理过的水则不断地排出。使用注意当出水水质不符合要求时，应停止进水，将活性炭再生。为防止活性炭床层堵塞，需先将原水经过多介质过滤器进行预处理，并定期对活性炭床层进行反冲洗。人民卫生出版社有限公司软化器工作示意图软化器工作原理—原水通过软化器时，水中的钙、镁离子（形成水垢的主要成分）被树脂中钠离子置换出来，从而达到软化水的目的，可防止原水在后续水管道和设备中结垢。注意软化器使用一定时间后，需进行再生处理，再生剂为4%~5%氯化钠溶液。再生结束后，需用纯化水冲洗树脂中残存的再生剂。对硬度较高的原水预处理，应加软化工序。人民卫生出版社有限公司特点1.过滤精度高2.过滤阻力小，流量大，截污能力强，使用寿命长4.耐酸、碱、腐蚀等化学溶剂，强度大，耐高温，滤芯不易变形5.价格低廉，运行费用低，易于清洗6.滤芯、滤袋可更换3.滤芯、滤袋材料洁净度高，对过滤介质无污染保安过滤器—精密过滤器作用—安在多介质过滤器、活性炭吸附器、软化器后面，是原水进入反渗透膜最后一道过滤装置，可以截留直径大于5μm的一切物质，包括由前处理系统流失的滤料，如石英砂、活性炭粉末等，以满足反渗透的进水要求，可有效保护反渗透膜不受或少受污染。种类滤芯式过滤器袋式过滤器人民卫生出版社有限公司机械过滤器机械过滤器实物图人民卫生出版社有限公司二、纯化水设备（一）离子交换制水设备（二）电渗析制水设备（四）EDI制水系统（三）反渗透制水设备人民卫生出版社有限公司（一）离子交换制水设备离子交换制水设备利用离子交换树脂对原料水进行纯化处理的制水设备。离子交换树脂是一种人工合成的不溶于水的有机高分子电解质凝胶，具有网状骨架分子结构，骨架上结合着相当数量的活性离子交换基团。均制成球形，且要求树脂的圆球率愈高愈好，这样的树脂通水性好。离子交换树脂人民卫生出版社有限公司离子交换树脂人民卫生出版社有限公司离子交换树脂种类阳离子交换树脂阴离子交换树脂氢型钠型氢氧型氯型稳定型、售品、使用前需用酸转成氢型才能使用稳定型、售品、使用前需用碱转成氢氧型才能使用人民卫生出版社有限公司阳离子交换柱：RH+Na+→RNa+H+阴离子交换柱：ROH+Cl-→RCl+HO-总式：RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O离子交换制水原理人民卫生出版社有限公司优点制得的纯化水纯度高缺点树脂需经常再生离子交换制水设备特点设备结构简单节约燃料与冷却水成本低对细菌和热原有去除作用要消耗酸碱及处理废弃的酸碱要定期更换破碎树脂人民卫生出版社有限公司离子交换柱①进水口：在正常工作和正洗树脂时，用于进水；②上排污口：进水、松动和混合树脂时，用于排气，逆流再生和反洗时，用于排污；③上布水板：在反洗时，防止树脂溢出，保证布水均匀；④树脂装入口：用于进料，补充和更换新树脂；⑤树脂排出口：用于排放树脂；⑥下布水板：在正常工作时，防止树脂漏出，保证出水均匀；⑦下排污口：松动和混合树脂时，作压缩空气的入口，正洗时，用于排污；⑧下出水口：经过交换完毕的水由此口出，进入下一道程序，逆流再生时，作再生剂的进口。人民卫生出版社有限公司有机玻璃离子交换器不锈钢离子交换器钢衬胶离子交换器人民卫生出版社有限公司图5-4成套离子交换设备示意图人民卫生出版社有限公司成套离子交换设备制水流程饮用水过滤阳树脂柱除二氧化碳器阴树脂柱混合柱纯化水人民卫生出版社有限公司1.开全部排气阀2.开阳柱进水阀并调节流量，阳柱排气阀出水3.开阳柱出水阀，开阴柱进水阀4.关阳柱排气阀，阴柱排气阀出水5.开阴柱出水阀，开混合柱进水阀6.关阴柱排气阀，混合柱排气阀出水7.开混合柱下排阀8.检测水质合格后9.开混合柱出水阀及送水管道上其它出水阀，送出合格的水10.关混合柱下排阀，进入正常运行成套离子交换设备制水操作流程人民卫生出版社有限公司自学、总结并找出关键词问题：1.为什么市售树脂需要转型？如何转型？2.离子交换树脂为何需再生？何时再生？如何再生？树脂的预处理、转型及再生人民卫生出版社有限公司离子交换制水设备使用注意必须保证柱内水面高出树脂树脂层内不得留有气泡控制离子交换终点（需再生）当原料水含盐量超过500mg/L，须先用电渗析制水设备脱盐应保证再生剂质量，再生废液不宜重复使用防止划伤有机玻璃离子交换柱防止树脂毒化人民卫生出版社有限公司四位同学讨论问题：1.用离子交换制水设备制水过程发现出水量减少，该如何处理？2.用离子交换制水设备制水过程发现出水硬度超标或不稳定，该如何处理？离子交换制水设备常见故障、产生原因及处理方法人民卫生出版社有限公司问题：1.成套离子交换制水设备中为何要设置除二氧化碳器？2.请说出成套离子交换制水设备的组成。课堂活动人民卫生出版社有限公司（二）电渗析制水设备电渗析制水设备依靠外加电场的作用，使原料水中所含的离子发生定向迁移，并通过具有选择透过性的离子渗透膜，使原料水得到净化而制备纯化水的设备。阳离子交换膜（阳膜）—只允许水中的阳离子通过而不允许阴离子通过。阴离子交换膜（阴膜）—只允许水中的阴离子通过而不允许阳离子通过。离子渗透膜人民卫生出版社有限公司电渗析制水设备工作原理图5-5电渗析原理示意图人民卫生出版社有限公司优点工艺简单电渗析制水设备主要优点除盐率高制水成本低操作方便对环境污染小广泛应用于水的除盐人民卫生出版社有限公司电渗析制水设备结构主体部分辅助部分水槽水泵直流电源进水预处理装置膜堆极区压紧装置—关键工作部分、由若干个膜对组成—包括电极、极框和导水板。电极用以连接电源，极框放置在电极和膜之间，以防膜帖到电极上去，起支撑作用。—压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。由隔板和阳膜、阴膜组成人民卫生出版社有限公司图5-6电渗析膜对组成示意图1.压紧板，2.垫板，3.电极，4.垫圈，5.极水隔板，6.阳膜，7.淡水隔板，8.阴膜，9.浓水隔板人民卫生出版社有限公司自学、总结并找出关键词问题：1.何为“一级”、“一段”？增加段数及膜对数有何意义？2.请说出电渗析制水设备组装方式有哪几种？电渗析制水设备组装方式人民卫生出版社有限公司电渗析制水设备组装方式“一级”:一对电极之间的膜堆组装方式“一段”：水流同向的每一个膜组装—用“级”和“段”来表示。一级一段一级多段多级一段多级多段人民卫生出版社有限公司人民卫生出版社有限公司电渗析制水设备使用注意原料水须先除去不带电荷的杂质新膜使用前需用水及其他试液进行处理开机，先通水后通电，关机，先断电后停水需定时倒换电极膜需根据具体情况进行化学清洗暂停使用时，应每周通水两次要保持一定的室内温度人民卫生出版社有限公司两位同学讨论问题：1.用电渗析制水设备制水过程发现水压高、出水量少或不出水，该如何处理？2.用电渗析制水设备制水过程发现除盐效果差，该如何处理？电渗析制水设备常见故障、产生原因及处理方法人民卫生出版社有限公司问题：1.离子渗透膜有哪几种？各只允许什么离子通过？2.与阴极室相邻的是什么离子渗透膜？3.离子渗透膜结垢该如何处理？4.请说出电渗析制水设备的组装方式？课堂活动人民卫生出版社有限公司（三）反渗透制水设备膜分离利用膜的选择性渗透作用分离气体或液体混合物的一种方法。1.分离效率高；2.能耗较低；膜分离优势3.膜组件结构紧凑；4.操作方便；适用于热敏性物质的分离、分级、浓缩；适用于从病毒、细菌到微粒广泛范围的有机物和无机物的分离及许多理化性质相近的混合物（如共沸物或近沸物）的分离5.分离范围广。人民卫生出版社有限公司膜的材料有机高分子材料无机材料醋酸纤维素类聚砜类聚酰胺类金属金属氧化物多孔玻璃聚丙烯腈最早最多用，常用于反渗透膜、超滤膜和微滤膜的制备。具良好分离、透过性，耐高压、高温、溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜首选材料。—制备超滤、微滤膜常用材料具透氢或透氧功能，用于超纯氢制备和氧化反应很易加工成中空纤维，具较高选择性。人民卫生出版社有限公司膜的分类人民卫生出版社有限公司膜分离设备与制水设备膜分离设备用于超滤、微孔过滤、反渗透、电渗析、气体渗透分离、渗透蒸发、膜蒸馏等膜分离操作的设备。通过反渗透膜将水分子从原料水中分离出来而制备纯化水的设备。反渗透设备制备纯化水除盐率高，并具较高的除微生物、热原能力，故有些国家用于制备注射用水。反渗透制水设备人民卫生出版社有限公司反渗透制水原理反渗透是渗透的逆过程，是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将原料水中的盐离子、微生物、热原、有机物等杂质分离，从而达到净化水质的目的。图5-7渗透与反渗透原理示意图反渗透两基本条件只允许水分子通过的半透膜，即反渗透膜大于溶液渗透压的压力人民卫生出版社有限公司反渗透膜组件——是反渗透制水设备的核心部件图5-8反渗透膜组件示意图图5-9螺旋卷式膜组