工艺用水讲稿讲完整版

1、2基本原则基本原则l制水设备应当满足水质要求并通过验证，其制备、储存、输送应能防止微生物的污染和滋生，并不应对产品质量和性能造成影响。制水设备应定期清洗、消毒、维护。应当配备水质监控的仪器与设备，并定期记录监控结果。l建立基本规程和记录工艺用水l应制定工艺用水的规程，验证并规定工艺用水的质量标准、检验周期和保存期限。应当配备相应的储水条件和水质监测设备，定期记录并保存监测结果。3基本原则基本原则l制水过程是一个“特殊过程”l过程的确认应通过客观证据证明这个制水过程能够在相当长的时间持续地制备出符合要求的水l清洗与消毒4依据依据l美国药典l欧洲药典lPIC/S GMPl21 CFR 210,21

2、1lWHO GMPwater技术报告Series92939th Report Annex 3lFDA Guide to inspections of high purity water systemslEMEAlFDA Audits 483s相关警告信5工艺用水的划分工艺用水的划分l饮用水（Potable-Water)工艺用水的“原水”l可以是自来水或深井水l符合国家标准GB5749-2006生活饮用水卫生标准l“原水”不能直接用于医疗器械的精洗.生活饮用水水质常规指标及限值.docl纯化水（Purified Water)l为“原水”经蒸馏、离子交换、反渗透等或其他适宜的方法制得的符合中国药典

3、规定的水6工艺用水的划分工艺用水的划分l注射用水(Water for Injection)l为纯化水经蒸馏所得的水，应符合细菌内毒素的试验要求。注射用水必须在有效防止内毒素产生的条件下制取、储存及分装。l灭菌注射用水(Sterile Water for Injection)l为注射用水按照注射剂生产工艺制备而得，主要用于注射用灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。7工艺用水的划分工艺用水的划分l工艺用水的应用精洗、配制和溶解针剂等l关于去离子水和蒸馏水根据水的制备方法来划分。中国药典不采用此种分类方法，而是采用名称与水的制造过程脱钩，用化学和微生物的角度根据质量指标对水进行分类l注意：l由于各种制备

4、方法存在不同污染的可能性，因此对各生产装置要特别注意是否有微生物污染，对各个部位及流出的水应经常监测，尤其是这些部位停用几小时后再使用时。8水中的污染物水中的污染物l可溶性无机物l可溶性有机物l胶质l颗粒l微生物l热源l气体等l根据污染物的不同采取不同的纯化手段9蒸馏法蒸馏法 离子交换法离子交换法反渗透法反渗透法 或 其他适宜的方法蒸蒸馏馏注射剂生产工艺灭菌注射用水灭菌注射用水中国药典中国药典（有效版本）（有效版本）原水原水原水原水10纯化水的用途 零部件的清洗零部件的清洗 工作台面的清洗工作台面的清洗 器具清洗器具清洗 生产工艺中的冷却水生产工艺中的冷却水 洁净室、工作服的清洗洁净室、工作服

5、的清洗 配制液配制液 冻干机内腔的清洗（产品为冻干品时）冻干机内腔的清洗（产品为冻干品时） 其他其他 11纯化水制备流程纯化水制备流程 纯化水制备流程，其可由五个部分组成五个部分组成： 1、预处理（也称前处理装置）预处理（也称前处理装置） 2、初级除盐装置初级除盐装置 3、深度除盐装置深度除盐装置 4、后处理装置后处理装置 5、纯化水输送分配系统纯化水输送分配系统 12工艺用水系统微生物污染的主要原因工艺用水系统微生物污染的主要原因l进料水（革兰氏阳性菌）l使用了没有过滤器保护的排气口l使用了质量可信度不高的空气过滤器l被污染的出口处发生了水的倒流l排气口堵塞等l水的分配系统有内源性污染l革兰

6、氏阳性菌细胞壁外膜分泌的脂多糖，成为内毒素的发源地。主要采用阻止微生物进入和抑制繁殖的方法对系统进行清洗消毒。13去除热原去除热原l去除热原是工艺用水系统设计建造的重要目标之一。自水的预处理开始，直到注射用水的使用点，水处理的许多工艺环节都考虑了去除热原的要求，如活性炭过滤、有机物去除器、反渗透、超过滤及蒸馏。l纯化水也有控制细菌内毒素的要求（纯化水也有控制细菌内毒素的要求（USP32和中国和中国2010），欧洲药典），欧洲药典2000增补版中，已作出了增补版中，已作出了“细菌细菌内毒素低于内毒素低于0.25EU/mL”的规定，这意味着对制药用的规定，这意味着对制药用水细菌内毒素的控制将会更加

7、严格。水细菌内毒素的控制将会更加严格。l注射用水，中国药典和欧美药典对细菌内毒素的控制标准完全一致。14对化学和微生物限度的控制对化学和微生物限度的控制l工艺用水的制备、储存与分配l工艺用水系统的化学指标控制l工艺用水系统的微生物控制l工艺用水系统的制水流程l工艺用水系统的材料与安装l工艺用水系统的验证15水系统需要关注的水系统需要关注的l水的质量l压力系统正压l温度l流速l采样点l自控16水系统总体设计水系统总体设计l企业所在地的饮用水在不同季节的理化和微生物指标进行调查研究，以明确胶质、硬度、二氧化碳和含氯量水平等l还应考虑：l制水系统要求.docl总体设计.doc17纯化水系统配置原则纯

8、化水系统配置原则l制备设施防止微生物的滋生和污染l储水罐、输水泵、管道及阀门材质、种类l储水罐的通气口l储水管道及其配置原则l任何不流动的支管死水l储水管道的管内流动速度应大于2m/sl保温循环水温.JPG（不是必须，注射用水必须）18纯化水系统配置原则纯化水系统配置原则l使用点和取样点的设置l静止存水24h不能用完必须放空lWFI回路的用户点不设过滤器Deadleg.wmv，原因一是容易微生物集聚；二是影响流速同样有微生物孳生风险l换热器两边压差检测l现场检测仪器设备19纯化水制备纯化水制备20注射用水系统配置原则注射用水系统配置原则l除了符合纯化水的一般要求外，还应采用循环水系统l储水罐、

9、输水泵、管路及阀门材质、种类应符合要求l储水罐的通气口安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器l一般采用多效蒸馏的方法l具备产生纯蒸汽的设备l注射用水的储存应80度保温、75度以上保温循环或4度以下存放l总进水口及总回水口应设有温度计，并应设有取样口l储罐和管路要规定清洗、灭菌周期21小型制水设备小型制水设备22水处理系统的规模水处理系统的规模l取决于“原水”水质、生产用水量及工艺对水质的要求l“原水”水质和工艺对水质的要求决定了制水流程的繁简，而用水量只决定了设备的大小l系统设计应简单、可靠、拆装简便；应尽量采用标准化、通用化和系统化的零部件23工艺管路的安装工艺管路的安装l工艺管路的安装宜采用由顶棚

10、穿越进入用水点（不宜由地面穿出），以避免工艺用水在管道中的滞留；l循环回路不宜安装过低，进水管路安装也不宜过低，可能造成双向污染的风险；l支管路的零死水段l隔膜阀的原理及选用l管路内表面质量的重要性表面抛光24工艺管路的安装工艺管路的安装l管路设计无多余支管、管件、阀门和盲管。l管路设计尽量遵从给水管路宜竖向布置，在靠近用水设备附近横向引入的原则l尽量不在设备上方布置横向管路，防止水在横管上静止滞留l从竖管上引入支管长度要短，一般不超过支管直径的6倍l管路弯曲半径尽量大，若小容易积水l管路中的阀门采用不易积水的旋塞、球阀、隔膜阀、卫生蝶阀和卫生截止阀等l管路连接最大程度避免丝扣连接，采用不易积

11、水的对接法兰或活套法兰25管路的坡度管路的坡度l管路分配设计中应考虑适当的坡度，有利于管路内能排净水l一般排水管的坡度为1或1cm/ml若有积水，必须设置积水排泄点和阀门，排水点应尽量少l美国药典对纯化水和注射用水系统的管路处于“湍流状态”下流动，而不是“滞流”l“湍流”的状态越明显，各点速度趋向平均的程度越高。当处于十分稳定的湍流状态时，其平均速度为管中心最大速度的809026重要的辅助设施重要的辅助设施l洁净蒸汽对工艺用水系统周期灭菌l压缩空气对系统实施过压或冷却，也可用于阴阳离子混床中再生后的树脂的重新混和l氮气使纯化水储罐保持正压l检测仪器现场测试电导率和氯离子、硫酸根离子等l压力表用

12、于检测系统阻力27纯化水制水流程纯化水制水流程l原水原水加压泵多介质过滤器活性炭过滤器软水器精密过滤器第一级反渗透PH调节中间水箱第二级反渗透纯化水箱纯水泵紫外线灭菌器微孔过滤器用水点28注射用水制水流程注射用水制水流程l纯化水多效蒸馏注射用水储罐紫外线灭菌器微孔过滤器（超滤）用水点29典型制水设备典型制水设备l原水储罐l设置高、低水位电磁感应液位计，动态检测水箱液位。水箱材料多采用非金属，如聚乙烯等l原水泵l可采用离心泵。设置高过热保护器、压力控制器，最好设有自动报警系统l药箱、计量泵l假如原水水质浊度较高，通常运用精密计量泵进行自动加药，或根据原水水质加入适量的絮凝剂，使原水中的藻类、胶体

13、、颗粒及部分有机物凝聚为较大的颗粒，以便经后面的砂滤去除30典型制水设备典型制水设备l机械过滤器l所用的滤料多采用大颗粒石英砂，把原水中的絮状杂质去除，通过机械过滤器处理后，出水的浊度降低。机械过滤器罐体可采用玻璃内衬PE胆的非金属罐体，或不锈钢内衬橡胶罐体l活性炭过滤器l因反渗透进水除了要求淤积密度指数SDI5外，还要求余氯0.1mg/L，为此配置了活性炭过滤器。活性炭过滤器主要有二个功能：l吸附水中的有机物。吸附率为60左右；l吸附水中的残余氯离子（粒径12nm，机械过滤器无法去除）31典型制水设备典型制水设备l软水器l利用钠型离子树脂中可交换的Na将水中的 Ca2和Mg2置换出来，使原水

14、变成软化水，可以有效防止反渗透膜表面结垢，提高反渗透膜的工作寿命和处理效果 精密过滤通常由熔喷成型的孔径为5m的聚丙烯（PP）膜组成，作用是防止上一道过滤工序可能的泄漏，是反渗透膜前的最后一道处理工艺32反渗透反渗透33反渗透工作原理反渗透工作原理l反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。l其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其它物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来，这种特制的半透膜称为反渗透膜l由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中地溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，去除率高达979834典型制水设备典型制水设备l反渗透主机l主要部分为反渗透膜组件l反渗透的出水偏

15、酸性l残余的反渗透基准水温为25左右，水的利用率75左右l控制系统可采用微电脑PLC控制，实现反渗透膜组件的顺洗、制水、水箱水位控制、药洗、高压泵的高低压保护、过热保护等工艺过程的全自动控制，并带有电导率的随机显示35典型制水设备典型制水设备l纯化水箱l材质可采用S304不锈钢l纯水泵l中间增压泵，设置过热保护器、压力控制器、水量监控器、并能自动报警l酸碱再生箱与水力喷射泵l为确保混床中阴阳离子树脂的再生需要而配置，采用耐腐蚀的非金属材料36离子交换37离子交换的原理离子交换的原理l使用带电电荷相互吸引的原理，去除水中的电解质离子。其特点是利用离子交换树脂在水中和钙镁及钠离子接触交换，从而得到

16、纯化水l基本结构：l设备部件：容器柱体、封头、安装架、阀门、管路交换树脂等l设备材质：有机玻璃；不锈钢；玻璃钢；碳钢等l设备形式：阳离子床、阴离子床；混合床等，可以串连和组合38典型制水设备典型制水设备l阴阳离子混床l通常配制2台。1台使用，1台进行再生处理；l微孔过滤器l由孔径为0.22m的聚四氟乙烯滤棒组合成，作用是去除经上述处理后在纯化水中残留的微小颗粒和离子交换中泄漏的破碎树脂等l二级纯化水箱l纯化水成品水箱。为316L不锈钢材料。为了使容器内积水完全排空和便于在线清洗，应采用圆顶圆底立式结构39典型制水设备典型制水设备l二级纯化水泵l采用卫生级泵。泵的形式应为无容积式气隙，泵底最低处

17、应安装排水阀用以将水排尽。最好设置自动报警系统，同时使用功率应足够，足以使系统内水的流速大于2m/sl紫外线灭菌器l为了防止管道上的滞留水及容器内壁滋生细菌而影响水质而安装40消毒和灭菌消毒和灭菌l巴氏灭菌l低温l时间较长l使用回路l臭氧l国内处于起步阶段，国外1905年起用于水处理l杀菌能力不受PH值变化和氨的影响l灭菌、消毒作用瞬时发生l半衰期为3060分钟l适用于水质和水量稳定的系统41消毒和灭菌消毒和灭菌l紫外线消毒l波长在200300nm，因为细菌中的DNA的紫外吸收峰值在254257之间l灭菌效果与紫外线照射量不成线性关系l由外壳、低压汞灯、石英套管及电气设施组成l照射时间时灭菌效

18、果的决定因素l安装位置离使用点越近越好l流量影响较大l注意事项42紫外线不同照射量时的灭菌率紫外线不同照射量时的灭菌率菌种菌种紫外线照射量紫外线照射量/(ws/cm2)紫外线波长紫外线波长/nm灭菌率灭菌率/%大肠杆菌31015505003500254254270270110991002080金黄色葡萄球菌440367026526511090100绿脓杆菌294440026526511090100酵母菌25701470026526511090100巨大杆菌39029002542542080霍乱菌45026511043纯化水和注射用水的区别纯化水和注射用水的区别l纯化水与注射用水二者的区别还在于

19、制水工艺，纯化水的制备工艺可以有各种选择，但各国药典对注射用水的制备工艺均有限定条件，如美国药典明确规定注射用水的制备工艺只能是蒸馏及反渗透，中国药典则规定注射用水的生产工艺必须是蒸馏。44纯化水水质控制纯化水水质控制l欧洲药典中总有机碳（TOC）和易氧化物项目，可认选一项监控l美国药典中规定：l企业自用的纯化水监测TOC和电导率，商业用的纯化水应符合无菌纯水的试验要求；l纯化水不得用于制备肠外制剂l纯化水生产和储存期间，应有适当措施对总好氧菌数有效地监控，应建立适当地警戒限度和纠偏限度。l微生物限度是指微生物污染达到某一数值，表明纯化水系统已经偏离了正常运行的条件，应采取纠正措施，使系统回到正常的运行状态45水质检测水质检测l中国药典2010版l酸碱度、氯化物、硫酸盐、钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨、二氧化碳、易氧化物、不挥发物、重金属，微生物限度、细菌内毒素等lTOC测试。美国药典用此项目替代了易氧化物的定性检测。lTOC是宏