試析制藥工程中反滲透技術(shù)的應(yīng)用

劉峰源

摘 要：隨著醫(yī)藥業(yè)的發(fā)展，制藥用水的水質(zhì)要求也在逐步提高，傳統(tǒng)的制水工藝，如離子交換法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足制藥的要求，為了適應(yīng)制藥業(yè)的發(fā)展需要，反滲透膜技術(shù)這一先進(jìn)、有效的水質(zhì)凈化技術(shù)廣泛應(yīng)用在制藥行業(yè)的水處理系統(tǒng)中。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對制藥工程中反滲透技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：反滲透；制藥工程；應(yīng)用

反滲透技術(shù)是與二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)的一項(xiàng)隔膜分離新技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力作用下與溶液中的溶劑、溶質(zhì)進(jìn)行交融和實(shí)現(xiàn)分離的過程。

1 反滲透技術(shù)

水作為一種特殊的物質(zhì)存在于制藥工業(yè)當(dāng)中，在藥品生產(chǎn)過程中，為了藥品制作的需要，我們將水生產(chǎn)出離子水、純化水、注射用水等等。在在用工藝用水技術(shù)生產(chǎn)制藥用水的過程中，水質(zhì)的質(zhì)量與藥品的質(zhì)量密切相關(guān)，所以采用科學(xué)合理的技術(shù)生產(chǎn)制藥用水極為重要。

1.1 反滲透技術(shù)概念

反滲透技術(shù)是當(dāng)前國際上最為先進(jìn)也是最為節(jié)能的膜分離技術(shù)，其工作原理也就是在大于溶液滲透壓的作用力下，根據(jù)其他物質(zhì)不能透過的膜將物質(zhì)與水分分離出來，在采用該方法操作過程中，由于不需要加熱，具有操作簡便、環(huán)境污染小、能源消耗少、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在制藥工程中。滲透水自發(fā)的經(jīng)過半透膜從溶液稀的一邊流向濃的一邊，間隔的半透膜只允許水通過，不允許其他溶解后的顆粒物質(zhì)通過，因?yàn)樗倪@種自發(fā)流動(dòng)，使得濃溶液也逐漸被稀釋。在流動(dòng)的過程中當(dāng)間隔的兩種溶液產(chǎn)生的壓力差與水繼續(xù)流動(dòng)力相平衡時(shí)，就形成了一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)并不是說完全靜止不動(dòng)的，它是指水也在任意向兩邊流動(dòng)，但數(shù)量上是相等的，所以用肉眼觀察的就是一個(gè)相對靜止的狀態(tài)。在不受外力的情況下，這種平衡不會(huì)被打破，只有當(dāng)壓力大于滲透壓時(shí)，兩邊的水才會(huì)又一次的流動(dòng)直到新的平衡產(chǎn)生。

1.2 反滲透技術(shù)的工作原理

反滲透技術(shù)主要是根據(jù)滲透壓的作用對有機(jī)物和水進(jìn)行分離的，只要施加或降低壓力就可以有效地把水分離出來，操作過程中的能耗自然而然就會(huì)比其他技術(shù)少很多。通過比較精密的膜制液體將實(shí)施對象進(jìn)行分隔的技術(shù)，其工作原理在于利用精密膜液壓力差值帶來的動(dòng)力，通過滲透膜使溶液中的溶劑能夠分解出來。其中產(chǎn)生的壓力差值又可稱為滲透壓，一般受溶液自身特性及其濃度、溫度很大程度上能夠影響滲透壓的高低情況。而提到的反滲透膜是一種精密且比較復(fù)雜的裝置，很容易出現(xiàn)堵塞或污染的情況，而且即便是微小的損傷也影響該裝置的整體效能。所以要求使用反滲透膜時(shí)，必須保證進(jìn)水的水質(zhì)，通過分析水質(zhì)特點(diǎn)、水質(zhì)性質(zhì)對原水進(jìn)行處理，使反滲透膜裝置應(yīng)用過程中能夠以水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)為前提，實(shí)現(xiàn)高效能。

1.3 反滲透技術(shù)影響因素

（1）溫度。反滲透膜對電導(dǎo)引起的水溫變化非常敏感，水溫升高直接導(dǎo)致水產(chǎn)量增加，滲透膜的水分子粘度下降是導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的主要原因。（2）壓力。壓力的升高使凈壓力升高，進(jìn)化水壓力自身不會(huì)對鹽度造成影響，產(chǎn)水量加大而鹽透度過量，就會(huì)影響產(chǎn)水量稀釋透過膜的鹽透含量。使鹽透率進(jìn)一步降低，從而影響脫鹽率。（3）鹽的濃度。水中鹽分的含量用滲透壓來表示，溶液中鹽分含量高則相應(yīng)的滲透壓就高，當(dāng)進(jìn)水壓不變的情況下凈壓的減小就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水量降低。（4）滲透膜污染。滲透膜是整個(gè)滲透系統(tǒng)中非常重要的組成部分，因此膜的好壞直接影響到整個(gè)滲透過程的質(zhì)量。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中不能避免滲透膜遭到污染和損壞，其污染的主要形式有膜表面上的污垢堆積、金屬氧化物污染、污物堵塞、膠體污染、以及微生物的污染，這些污染將會(huì)導(dǎo)致透水量下降，進(jìn)一步引起壓降和鹽率提高。

1.4 反滲透技術(shù)的特點(diǎn)

反滲透膜的特點(diǎn)就是能夠?qū)⑵渌镔|(zhì)排除在膜的外面，而只允許水通過。在膜的兩側(cè)形成靜壓，并保持膜分離的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)混合物的分離。反滲透分體技術(shù)的重要組成部分之一就是反滲透膜，其具有的節(jié)能環(huán)保、方便處理以及方便運(yùn)用的特點(diǎn)是其它分離技術(shù)難以超越的，因此在制藥工程的運(yùn)用中得到大力推廣。

2 制藥工程中反滲透技術(shù)的應(yīng)用

水以其異常出色的性質(zhì)，成為制藥工藝用途內(nèi)的離子水、純化水、注射用水和生物技術(shù)用水等工藝過程中重要的液態(tài)原材料，制藥工程用水水質(zhì)的優(yōu)劣程度能直接地影響藥品生產(chǎn)的質(zhì)量。

2.1 純化水水質(zhì)

純化水的水質(zhì)指標(biāo)有兩套評價(jià)系統(tǒng)，第一套評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是《中華人民共和國藥典》2000版二部規(guī)定的純化水的各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)：酸堿度、氯化物、硫酸鹽與鈣鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、二氧化碳、易氧化物、不揮發(fā)物和重金屬等共11項(xiàng)；第二套評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是以電導(dǎo)率為指標(biāo)，在《藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南》2003版中規(guī)定的參考合格標(biāo)準(zhǔn)為電導(dǎo)率<11μS/cm。

2.2 純化水處理工藝流程

純化水處理系統(tǒng)中采用多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、加阻垢劑裝置及保安過濾器作為反滲透的預(yù)處理系統(tǒng)，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機(jī)硅膠體、有機(jī)物、異味、余氯等雜質(zhì)，使經(jīng)過預(yù)處理后的水質(zhì)符合反滲透的進(jìn)水要求；然后進(jìn)入程控二級反滲透裝置，去除水中的溶解性鹽類物質(zhì)，在反滲透后端再用紫外線殺菌器和精密過濾器進(jìn)行殺菌和過濾，符合《中國藥典》2000版純化水各項(xiàng)指標(biāo)要求和《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

3 反滲透技術(shù)的發(fā)展前景

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，反滲透技術(shù)也廣泛應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，反滲透技術(shù)成為國內(nèi)應(yīng)用最廣、發(fā)展速度最快的一種分離技術(shù)。從上個(gè)世紀(jì)九十年代開始到現(xiàn)在反滲透技術(shù)的應(yīng)用以每年20%以上的增速發(fā)展，已經(jīng)遍布全國的醫(yī)療衛(wèi)生、電子生產(chǎn)、酒類生產(chǎn)、冶金等多個(gè)行業(yè)。反滲透是水處理中高新技術(shù)，90年代中期在我國的醫(yī)藥行業(yè)開始得到了廣泛的應(yīng)用，它的使用極大地延長了傳統(tǒng)的離子交換設(shè)備的再生周期，減少了酸堿排放量，有力地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，反滲透技術(shù)也得到了一定的提高和發(fā)展，反滲透這種無污染、低成本的優(yōu)勢將給企業(yè)帶來更多的效益。因此未來越多的企業(yè)開始研究反滲透技術(shù)，滲透膜是反滲透技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵，反滲透系統(tǒng)的工作質(zhì)量直接決定了滲透膜的滲透功能，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加大滲透膜的研發(fā)，研發(fā)出抗氧化能力、抗污染和抗腐蝕能力強(qiáng)的新型滲透膜。

結(jié)束語

純化水是當(dāng)前藥劑制造過程中較為常用的一種工藝材料，并且根據(jù)藥品性能的不同，對于純化水的要求也是有著很大差異的，傳統(tǒng)的離子交換法顯然已經(jīng)不能很好的滿足現(xiàn)代制藥行業(yè)對制藥用水質(zhì)量的要求，因此發(fā)展先進(jìn)的制藥用水制取技術(shù)與工藝就顯得非常重要。

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