制药工艺用水设计、验证、运行和维护ppt课件.ppt
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1、1、概述、概述2、工艺用水(纯化水、注射用水)的设计要求、工艺用水(纯化水、注射用水)的设计要求3、纯化水、注射用水系统的验证、纯化水、注射用水系统的验证4、纯化水、注射用水系统的日常维护、纯化水、注射用水系统的日常维护5、纯化水、注射用水系统的日常检查、纯化水、注射用水系统的日常检查目录目录011、概、概 述述 1.1、制药工艺用水的定义、制药工艺用水的定义 1.2、纯化水与注射用水中外药典要求对比、纯化水与注射用水中外药典要求对比 1.3、制药用水应用范围、制药用水应用范围 1.4、 GMP对工艺用水系统的要求对工艺用水系统的要求21.1、制药工艺用水的定义、制药工艺用水的定义 饮用水:饮
2、用水:为天然水经净化处理所得的水,其质量必须符合现为天然水经净化处理所得的水,其质量必须符合现行中华人民共和国国家标准行中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准。 纯化水:为饮用水纯化水:为饮用水经经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用水适宜的方法制得的制药用水。不含任何添加剂,其质量应符。不含任何添加剂,其质量应符合纯化水项下的规定。合纯化水项下的规定。 注射用水:注射用水:为为纯化水纯化水经经蒸馏蒸馏所得的水所得的水。应符合细菌内毒素试。应符合细菌内毒素试验要求。注射用水必须在防止细菌内毒素产生的设计条件下验要求。注射
3、用水必须在防止细菌内毒素产生的设计条件下生产、贮藏及分装。其质量应符合注射用水项下的规定。生产、贮藏及分装。其质量应符合注射用水项下的规定。 灭菌注射用水灭菌注射用水:本品为:本品为注射用水注射用水照照注射剂生产工艺制备注射剂生产工艺制备所得所得。不含任何添加剂。不含任何添加剂。31.2、注射用水与纯化水中外药典要求对比、注射用水与纯化水中外药典要求对比检验项目检验项目CP2010CP2010EP6.7EP6.7USP32USP32性状性状无色的澄清液体;无臭无色的澄清液体;无臭, ,无味无味无色的澄清液体无色的澄清液体无色、无臭的澄清液体无色、无臭的澄清液体酸碱度酸碱度应符合规定应符合规定-
4、氯化物、硫酸盐氯化物、硫酸盐与钙盐与钙盐-硝酸盐硝酸盐0.000 006%0.000 006%0.2ppm0.2ppm-亚硝酸盐亚硝酸盐0.000 002%0.000 002%-氨氨0.000 03%0.000 03%-二氧化碳二氧化碳-易氧化物易氧化物总有机碳(总有机碳(0.5mg/l0.5mg/l)或易)或易氧化物氧化物总有机碳(总有机碳(0.5mg/l0.5mg/l)或或易氧化物易氧化物 总有机碳(总有机碳(0.5mg/l0.5mg/l)不挥发物不挥发物1mg/100ml1mg/100ml-重金属重金属0.00001%0.00001%0.1ppm0.1ppm(药典(药典规定规定:如果电导
5、率:如果电导率符符合注射合注射用水的要求,用水的要求,此此项可以不做)项可以不做)-电导率电导率应符合规定应符合规定应符合规定应符合规定应符合规定应符合规定微生物限度微生物限度细菌、霉菌和酵母菌总数:细菌、霉菌和酵母菌总数:100 100 个个/ /mlml-好氧菌总数:好氧菌总数:100100个个/ /mlml菌落总数菌落总数 100cfu/ml 100cfu/ml。 CP2010CP2010CP2010CP2010EP6.7EP6.7USP32USP32酸碱度酸碱度-pHpH5-75-7硝酸盐硝酸盐0.000 006%0.000 006%0.2ppm0.2ppm. .亚硝酸盐亚硝酸盐0.0
6、00 002%0.000 002%氨氨0.000 03%0.000 03%电导率电导率符合规定,不同温度有不符合规定,不同温度有不同的规定值,例如同的规定值,例如1.1S/cm20;1.1S/cm20;1.3S/cm251.3S/cm252.5S/cm70;2.5S/cm70;2.9S/cm952.9S/cm95符合规定,不同温度有不符合规定,不同温度有不同的规定值,例如同的规定值,例如1.1S/cm20;1.1S/cm20;1.3S/cm251.3S/cm252.5S/cm70;2.5S/cm70;2.9S/cm952.9S/cm95符合规定,不同温度有不符合规定,不同温度有不同的规定值,例
7、如同的规定值,例如1.1S/cm20;1.1S/cm20;1.3S/cm251.3S/cm252.5S/cm70;2.5S/cm70;2.9S/cm952.9S/cm95总有机碳总有机碳0.50mg/L0.50mg/L0.50mg/L0.50mg/L0.50mg/L0.50mg/L易氧化物易氧化物-不挥发物不挥发物1mg/100ml-重金属重金属0.00001%0.1 0.1 ppm.ppm.-细菌内毒素细菌内毒素 0.25EU/ml0.25EU/ml0.25IU/ml0.25IU/ml CO + H+ + Cl- C* + 2Cl2 + 2H2O - 4HCl + CO2 氯和亚硫酸氢钠的反
8、应氯和亚硫酸氢钠的反应: Na2S2O5 + H2O 2Na+ + 2HSO3- Na+ + HSO3-+2H+Cl-+OCl- Na+SO4-2+3H + 2Cl24 过滤过程类似多介质过滤器,滤速可高于多介质过滤过程类似多介质过滤器,滤速可高于多介质 活性炭来源:椰壳碳,果壳炭活性炭来源:椰壳碳,果壳炭 活性炭可以考虑进行周期性热水活性炭可以考虑进行周期性热水/蒸汽消毒,或者定期更换蒸汽消毒,或者定期更换,以抑制微生,以抑制微生物的繁殖或者积累物的繁殖或者积累 活性炭所能去除物质活性炭所能去除物质: 颜色和气味(吸附)颜色和气味(吸附) 三氯甲烷三氯甲烷(THM)(吸附)(吸附) 大分子量
9、有机物(吸附)大分子量有机物(吸附) 余氯(氧化还原反应)余氯(氧化还原反应)2526 加注点应位于以下设备前面加注点应位于以下设备前面: 保安过滤芯保安过滤芯, 静态混合器静态混合器, 高高压泵压泵. 加注量加注量: 4-6倍进水氯浓度倍进水氯浓度. 10-16倍进水氯胺浓度倍进水氯胺浓度. 同时可抑制来自活性炭过滤器的微生物同时可抑制来自活性炭过滤器的微生物. 通过通过ORP仪表或氯仪表来检测水中氯含量仪表或氯仪表来检测水中氯含量.27282.2.1.132930EDI是技术上革新的脱盐工艺,它使用:是技术上革新的脱盐工艺,它使用: 离子交换树脂离子交换树脂 离子交换膜离子交换膜 电电 可
10、以可以85度热水消毒度热水消毒离子从产水(淡水)室转移到排水(浓水)室离子从产水(淡水)室转移到排水(浓水)室取代了传统的离子交换混床取代了传统的离子交换混床主要优点主要优点 不需要酸碱再生,无大量废水排放,安全环保,节省占地不需要酸碱再生,无大量废水排放,安全环保,节省占地面积面积3132UF/超滤超滤双级反渗透双级反渗透UV紫外线灯紫外线灯脱气膜脱气膜高回收率技术高回收率技术33化学品消毒(氯,双氧水)化学品消毒(氯,双氧水)热水消毒热水消毒RO/EDI,软水器(如果有必要),软水器(如果有必要)热水热水/蒸汽消毒蒸汽消毒活性炭活性炭34关键点需要设置取样,取样排放考虑空气隔断关键点需要设
11、置取样,取样排放考虑空气隔断设计上尽量避免死水产生,考虑低点能够排放设计上尽量避免死水产生,考虑低点能够排放采取控制微生物的手段,比如加氯,保持循环无死水采取控制微生物的手段,比如加氯,保持循环无死水定期消毒(化学消毒,热水消毒)定期消毒(化学消毒,热水消毒)RO之后采用卫生级管道管件以及卫生级仪表之后采用卫生级管道管件以及卫生级仪表EDI产水需要考虑循环产水需要考虑循环纯水系统如果长期内循环,需要考虑水温冷却装置纯水系统如果长期内循环,需要考虑水温冷却装置书面的制作、清洁和维护的程序书面的制作、清洁和维护的程序维护和清洗等的记录维护和清洗等的记录3536内螺旋多效蒸馏内螺旋多效蒸馏水机水机1
12、、概述:、概述:多多效蒸馏设备通常由两个或更多蒸发换热器、分离装置效蒸馏设备通常由两个或更多蒸发换热器、分离装置、预热、预热器器、两个冷凝器、阀门、仪表和控制部分等组成。一般、两个冷凝器、阀门、仪表和控制部分等组成。一般的系统的系统有有38 效效,每效包括一个蒸发器每效包括一个蒸发器,一个分离装置和一个一个分离装置和一个预热器。预热器。在一个多效蒸馏设备中,经过每效蒸发器产生的纯化了的蒸汽在一个多效蒸馏设备中,经过每效蒸发器产生的纯化了的蒸汽都是用于加热原料水,并在后面的各效中产生更多的纯蒸汽,都是用于加热原料水,并在后面的各效中产生更多的纯蒸汽,纯蒸汽在加热蒸发原料水后经过相变冷凝成为注射用
13、水。由于纯蒸汽在加热蒸发原料水后经过相变冷凝成为注射用水。由于在这个分段蒸发和冷凝过程当中,只有第一效蒸发器需要外部在这个分段蒸发和冷凝过程当中,只有第一效蒸发器需要外部热源加热,经最后一效产生的纯蒸汽和各效产生的注射用水的热源加热,经最后一效产生的纯蒸汽和各效产生的注射用水的冷凝是用外部冷却介质冷却的,所以在能源节约方面效果非常冷凝是用外部冷却介质冷却的,所以在能源节约方面效果非常明显,效数越多节能效果越好。明显,效数越多节能效果越好。2、工作原理图:、工作原理图:动画动画多效蒸馏水机原理多效蒸馏水机原理.exe37多效蒸馏水机原理图38一般需要一般需要 38 bar 的工业的工业蒸汽蒸汽冷
14、却水的温度一般为冷却水的温度一般为416,为了防止冷凝器结垢堵塞为了防止冷凝器结垢堵塞,通常情通常情况下至少要使用软水况下至少要使用软水作为作为冷却水冷却水;冷却水经过换热后水温会升至冷却水经过换热后水温会升至6570;工业蒸汽和冷却水的消耗量因注射用水的产量和效数的工业蒸汽和冷却水的消耗量因注射用水的产量和效数的不同不同而而有有很大的变化很大的变化; 用于控制系统压缩空气的压力一般为用于控制系统压缩空气的压力一般为 5.58 bar; 注射水注射水的产水温度通常在的产水温度通常在9599,产水温度可以在控制程序里产水温度可以在控制程序里设置设置,通过冷却水来调节通过冷却水来调节;不同不同生产
15、能力的设备对电源功率要求不一样。生产能力的设备对电源功率要求不一样。39原理:多效蒸馏设备采用列管式热交换原理:多效蒸馏设备采用列管式热交换“闪蒸闪蒸”使原料水生使原料水生成蒸汽成蒸汽,同时将纯蒸汽冷凝成注射用水。其核心部分为分离同时将纯蒸汽冷凝成注射用水。其核心部分为分离结构结构,如下图所示如下图所示:40原料水经过蒸发器上部的进水口进入并均匀喷淋沿着列管管壁形成降液膜与原料水经过蒸发器上部的进水口进入并均匀喷淋沿着列管管壁形成降液膜与经过经过壳程的壳程的蒸汽进行热交换蒸汽进行热交换,产生的汽水混合物下沉进入分离器产生的汽水混合物下沉进入分离器,在连续的压在连续的压力作用下使混合物中的力作用
16、下使混合物中的蒸汽蒸汽上升上升,上升的蒸汽与夹带的小液滴进入分离器后上升的蒸汽与夹带的小液滴进入分离器后,小液滴从蒸汽中分离出来聚集沉降到底部小液滴从蒸汽中分离出来聚集沉降到底部,产生产生的纯蒸汽由纯蒸汽出口进入下的纯蒸汽由纯蒸汽出口进入下一效作为加热源。混合物中未蒸发的原料水与被分离一效作为加热源。混合物中未蒸发的原料水与被分离下来的下来的小液滴在两个蒸小液滴在两个蒸发器间的压差作用下进入下一效蒸发器继续蒸发。依此类推发器间的压差作用下进入下一效蒸发器继续蒸发。依此类推,后面的后面的蒸发器蒸发器原原理与之相同理与之相同,第一效以后的蒸发器用的是前一效蒸发器产生的纯蒸汽作为加热第一效以后的蒸发
17、器用的是前一效蒸发器产生的纯蒸汽作为加热源。纯源。纯蒸汽蒸汽在二效开始冷凝并被收集输送到冷凝器的壳程中。末效产生的纯在二效开始冷凝并被收集输送到冷凝器的壳程中。末效产生的纯蒸汽进入冷凝器壳程与蒸汽进入冷凝器壳程与进进入注射用水混合。入注射用水混合。 原理:原理:蒸馏水蒸馏水机中预热器的加热源是蒸汽或蒸汽凝结水机中预热器的加热源是蒸汽或蒸汽凝结水,来自蒸发器的来自蒸发器的蒸汽或蒸汽凝结水蒸汽或蒸汽凝结水进入预热器进入预热器的壳程与经过管程的原料水进行换的壳程与经过管程的原料水进行换热。预热器对原料水是逐级预热的热。预热器对原料水是逐级预热的,经过冷凝器经过冷凝器的原料的原料水温度在水温度在80以
18、上以上,这个温度的原料水必须经过预热器逐级加热直到终端达这个温度的原料水必须经过预热器逐级加热直到终端达到沸点到沸点后入后入蒸发器蒸发蒸发器蒸发41 原理:原理:冷凝器内部是列管多导程结构冷凝器内部是列管多导程结构,原料水经过管程后进入预热器原料水经过管程后进入预热器,末效产生的纯蒸汽和前面产生的注射用水进入壳程与经过管程末效产生的纯蒸汽和前面产生的注射用水进入壳程与经过管程的原料水换热的原料水换热,产生的注射用水流过上冷凝器由底部注射用水出产生的注射用水流过上冷凝器由底部注射用水出口进入到下冷凝器口进入到下冷凝器,再从注射用水总出口流入储罐进行储存。再从注射用水总出口流入储罐进行储存。通常在
19、冷凝器的上部安装一个通常在冷凝器的上部安装一个0.22m 的呼吸器的呼吸器,呼吸器是防止呼吸器是防止停机后设备内产生真空并且可以防止微生物及杂质进入冷凝器停机后设备内产生真空并且可以防止微生物及杂质进入冷凝器中污染设备中污染设备;它也可以进行不凝气体和挥发性杂质的排放。它也可以进行不凝气体和挥发性杂质的排放。42凡是与原料水、纯蒸汽、注射用水接触的材料应采用凡是与原料水、纯蒸汽、注射用水接触的材料应采用316L 或或其他与之性能相符的材料其他与之性能相符的材料;密封材质采有无毒无脱落的制药级别的材质密封材质采有无毒无脱落的制药级别的材质,如硅胶或如硅胶或EPDM(三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶);如
20、应用在如应用在耐高温的场合耐高温的场合,可采用可采用PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)或或PTFE 与与EPDM 的的合成材质。合成材质。43凡是与原料水、纯蒸汽、注射用水接触的表面应采用电抛光并凡是与原料水、纯蒸汽、注射用水接触的表面应采用电抛光并进行酸洗钝化处理进行酸洗钝化处理,其优点是其优点是:光洁度可以做到小于光洁度可以做到小于 0.25m,表面形成氧化膜表面形成氧化膜,提高抗腐蚀能力提高抗腐蚀能力;提高系统运行过程中的洁净能力提高系统运行过程中的洁净能力;减少微生物引起的表面截留减少微生物引起的表面截留;避免移动金属杂质滞留。避免移动金属杂质滞留。44451、呼吸器作用:、呼吸器作用:
21、向贮罐注水水时,空气向外排出,向贮罐注水水时,空气向外排出, 贮贮罐出水,外部空气经呼吸器进入贮罐,使其不至于成真罐出水,外部空气经呼吸器进入贮罐,使其不至于成真空状态。空状态。2、疏水性材质、疏水性材质: 聚四氟乙烯聚四氟乙烯 3、过滤器底部结水的质量风险:、过滤器底部结水的质量风险: 微生物的生长、微生物的生长、 罐体吸扁、罐体吸扁、 冷凝水倒流冷凝水倒流4、采取的防止措施、采取的防止措施 a 滤器顶部不易直通上端,易改用弯头滤器顶部不易直通上端,易改用弯头 b 滤器底部加排液阀滤器底部加排液阀 c 在过滤器的外壳,加一柔性加热隔热套,在过滤器的外壳,加一柔性加热隔热套, 可以防止冷凝水的
22、产生。可以防止冷凝水的产生。 40 d b与与c结合使用结合使用排液阀冷凝积水防冷凝积水弯头46 1、多效蒸馏水机、多效蒸馏水机 会由于供水阀及蒸馏水机液面控制不当造成未汽化的水混入蒸馏水会由于供水阀及蒸馏水机液面控制不当造成未汽化的水混入蒸馏水机或者停运一段时间后冷凝器中注射用水的滞留。机或者停运一段时间后冷凝器中注射用水的滞留。2、热交换器、热交换器 会由于热交换器的泄漏而引起水的污染会由于热交换器的泄漏而引起水的污染3、储灌上的呼吸器是否完好、密封和无泄漏直接影响水质。、储灌上的呼吸器是否完好、密封和无泄漏直接影响水质。4、关注纯化水的水质稳定性情况。、关注纯化水的水质稳定性情况。5、应
23、重点关注注射用水系统设计与使用过程中有无盲管或积水的问题、应重点关注注射用水系统设计与使用过程中有无盲管或积水的问题。6、管道、储灌是否在最低点有排放装置,或可排尽管道或储灌中的余、管道、储灌是否在最低点有排放装置,或可排尽管道或储灌中的余水。水。7、要确认系统最冷点的灭菌效果以及清洗的合理性。、要确认系统最冷点的灭菌效果以及清洗的合理性。472.3.1 纯化水纯化水/注射用水贮存及分配系统设计的重要原则注射用水贮存及分配系统设计的重要原则尽量使用新鲜制备的水尽量使用新鲜制备的水:贮罐与用水量相匹配贮罐与用水量相匹配流水不腐:保持循环流水不腐:保持循环储管和运输管道无死角和盲管:储管和运输管道
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