反渗透膜技术在制药行业的应用
反渗透技术在制药用水系统中的应用
反渗透技术在制药用水系统中的应用-机械制造论文反渗透技术在制药用水系统中的应用关金龙（西华大学，四川成都 610039）摘要：介绍了反渗透分离系统的原理以及影响反渗透系统运行的因素，并就反渗透技术在制药工程中的应用进行了阐述，以使制药企业的纯化水系统水质符合相关要求。
关键词：反渗透；制药用水；纯化水系统；应用0 引言水是药品生产制备中常用的辅料之一，作为制药工艺用水的离子水、纯化水、注射用水和生物技术用水等工艺过程中重要的液态原材料，制药工程用水水质的优劣程度能直接影响药品生产的质量。
反渗透技术是20世纪60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力作用下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。
随着医药业的发展，制药用水的水质要求也在逐步提高，传统的制水工艺，如离子交换法等已远远不能满足制药用水的要求。
在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种膜分离技术。
为了适应制药业的发展需要，反渗透技术作为先进、有效的水质净化技术被广泛应用在制药行业的水处理系统中[1]。
1 反渗透分离系统1.1 反渗透分离系统的原理渗透水会自发地经过半透膜从溶液稀的一边流向溶液浓的一边，间隔的半透膜只允许水通过，不允许其他溶解后的颗粒物质通过，由于水的这种自发流动，使得浓溶液也逐渐被稀释。
反渗透是渗透的逆过程，李莉楠[2]认为实现反渗透需要具备两个条件：（1）外界施压大于溶液渗透压；（2）有半透膜存在。
在流动的过程中，当间隔的两种溶液产生的压力差与水的继续流动力相平衡时，就形成了一个相对稳定的状态，这个状态并不是完全静止不动的，它是指水虽然在任意向两边流动，但数量上是相等的，所以用肉眼观察到的是一个相对静止的状态。
在不受外力的情况下，这种平衡不会被打破，只有当压力大于渗透压时，两边的水才会又一次流动直到新的平衡产生。
1.2 影响反渗透系统运行的因素1.2.1 温度反渗透膜的产水量对水温的变化十分敏感。
反渗透在制药纯水工艺中的应用
反渗透在制药纯水工艺中的应用摘要：反渗透技术是一种新兴的液体分离技术，具有分离效率高，操作简单，环境友好等优点。
文章介绍了反渗透的原理和常见流程，论述了反渗透在制药纯水工艺中的应用。
关键词：反渗透；RO；应用自从20 世纪50 年代末至60 年代初期，反渗透技术产品开始商品化并投放市场。
由于反渗透分离无相变，除盐效率高，在制药工艺用水中使用还具有较高的除热原能力，反渗透设备可模块化，自动化程度高，能耗低，环境友好，因此成为制药用水工艺中首选的水处理单元。
一、反渗透常用的工艺流程反渗透是利用RO 膜的选择性，以膜两侧静压差为动力，克服溶剂的渗透压，允许溶剂通过而截留离子物质，对液体混合物进行分离的膜过程。
RO 膜表面微孔孔径一般小于 1nm，对绝大部分无机盐、溶解性有机物、溶解性固体、生物和胶体都有很高的去除率。
常见的流程有：原水→原水箱→原水泵→机械过滤器→活性炭过滤器→软化器→保安过滤器→双级RO 装置→EID 装置→产品水箱→分配管网1、单组件系统在单组件系统中，常常需要浓水回流以满足设计导则对元件回收率的要求，为了达到系统回收率高于50%，离开组件的浓水部分排放而其余部分则回流到高压泵入口，这样就增加了组件内的流速，高比例的浓水回流能帮助降低元件回收率，降低膜受污染的风险，但另一方面，它也存在以下缺点：需较大的高压泵；浓水回流比例越高，产品水质越低；2、多段式排列系统当要求系统回收率更高时采用一段以上的排列系统，就不会超过单支元件回收率极限，通常两段式排列系统就可实现75%的系统回收率，回收率的确定是按照每一段采用6 支膜元件的组件推算出来的。
一般而言，要求的回收率越高，必须串联在一起的膜元件就要越多；一个典型的排列比例为2：1，排列比例定义为两个相邻段内压力容器数量之比；往往由于常规产水水质不符合需要，不允许采用离子交换作为后处理，脱除细菌、微生物、热源和有机物特别重要，或系统需要极高的稳定性，需要设计多级RO 系统。
试析制药工程中反渗透技术的应用
试析制药工程中反渗透技术的应用反渗透技术是一种利用半透膜实现物质分离的技术，在制药工程中具有广泛的应用。
反渗透技术在制药过程中的应用可以用来提纯药物。
在药物生产中，常常需要纯化产品，去除其中的杂质和溶剂。
反渗透技术通过使用具有特定孔径的半透膜，可以有效地将溶剂和杂质从药物中分离出来，从而实现药物的提纯。
这种方法可以比传统的溶液浓缩和蒸馏方法更加高效和经济，在医药工业中得到广泛应用。
反渗透技术还可以用于去除水中的微生物、重金属和其他污染物，从而提高药物的质量和安全性。
反渗透技术在制药工程中还可以用于制备高浓度药物溶液。
很多药物在制备过程中需要以高浓度的形式存在，以提高溶液的稳定性、降低储存和运输成本。
传统的浓缩方法会对药物产生一定的热源，导致药物在浓缩过程中失活或降解。
反渗透技术可以直接通过半透膜将药物的溶剂去除，实现药物浓缩而不产生热源，从而可以保持药物的活性和稳定性。
反渗透技术还可以用于制备纳米级药物传递系统。
纳米级药物传递系统，如纳米载体和纳米颗粒，可以提高药物的溶解度、稳定性和靶向性，从而提高药物的治疗效果和降低毒副作用。
反渗透技术在制备纳米级药物传递系统中可以用来控制药物的粒径和分散度，通过调控反渗透过程中的压力、温度和溶剂浓度，可以实现对纳米粒子的精确控制。
这种方法可以替代传统的物理和化学方法，实现对纳米粒子的可控制备，为制药工程提供了新的思路和方法。
反渗透技术是制药工程中一种十分重要的物质分离技术，具有广泛的应用前景。
通过利用反渗透技术，可以实现对药物的提纯、浓缩和纳米级传递系统的制备，为药物生产和研发提供了简化流程、降低成本和提高质量的方法。
反渗透技术也存在一些问题，如半透膜的污染、寿命和成本等，未来的研究还需解决这些问题，进一步完善和推广反渗透技术的应用。
反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用
反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用第一篇：反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用去除热源是制药用水系统设计建造的重要目标之一。
自来水的预处理开始，直到注射用水的使用点，贵阳医院水处理的许多工艺环节都考虑了去除热源的要求，如活性炭过滤、有机物去除器、反渗透、超过滤及蒸馏。
1、反渗透反渗透膜的孔径最小，按其阻滞污染物(包括热源)的分子量大小计，一般在100~200之间。
由于热源的分子量在5×104以上，其直径大小一般在1~50μm之间，因此能被有效去除。
2、超滤超滤除热源型超纯水机技术它利用筛分、静电吸附、架桥，利用微孔滤膜拦截直径比较大的那一部分热原物质。
应当指出，这种去除是很不完全的，直径比较小的热源物质会通过0.22μm的微孔滤膜，微小的热源可以透过0.025μm的滤膜，最小的热原体可以穿透所有的微孔滤膜，污染水体。
由于热原分子量越大，致热作用就越强，因此利用微孔滤膜进行除菌过滤时，客观上可能会起到某些截留热原的积极作用，但它不能作为去除热源的可靠方法而单独使用。
其实超过滤、微滤和反渗透均属于膜分离技术，它们之间各有分工，但并不存在明显的界限。
超滤膜孔径大的一端与微孔滤膜相重叠，小孔一端与反渗相重叠。
超滤的过滤介质具有类似筛网的结构，而过滤仅限于滤膜的表面。
3、吸附法除热源由于热源不具有挥发性。
因此去除热源最有效的方法是蒸馏法。
在多效蒸馏水机中，将纯化水蒸馏，无挥发性的热源仍留在纯化水中成为浓缩水，以旋风分离法进行离心分离，收集已去除热源的蒸馏水，将有热源的浓缩水排放。
用这种分离方法一般可使热源的污染水平降低2.5~3个对数单位。
各种型号的老式蒸馏水机去除热源的能力要差一些，但蒸馏作为一种去除热源的有效方法是可以肯定的。
第二篇：定期对制药厂水处理系统消毒处理技术定期对制药厂水处理系统消毒处理技术医药不同与一般行业，它对用水更加严格，处理的水电阻值一般高于十五兆以上，为了保证医院用水安全，首先从设备材料来看，制药纯化水设备整个系统也都由全不锈钢材质组合而成，而且在用水点之前都必须装备杀菌装置。
反渗透设备在制药行业的应用
反渗透设备在制药行业的应用反渗透在制取纯水过程中，是以压力作为动力，使纯水透过反渗透膜，后将其收集而制得，因而在整个制水过程中，不发生相变，且无酸碱废液处理。
所以，反渗透膜以其节能、环保等特点，成为目前制取医药纯化水的主要方法。
医药纯化水的水质要求及相应反渗透膜法水处理工艺：医药纯化水对电导率、离子含量等有一定要求，主要水质指标：电导率≤2μs/cm、重金属≤0.3μg/LTOC≤500μg/L。
为达到纯化水的水质要求，目前主要采用的反渗透膜法水处理工艺为(：反渗透+混床)、二级反渗透和(反渗透+电除盐)。
在(反渗透+电除盐)工艺中，由于电除盐装置对进水水质(如硬度、TOC等指标)要求极为严格，一般一级反渗透产水经常不能达到电除盐装置的进水要求，因而在大多数情况下，需采用二级反渗透产水作为电除盐装置的进水。
同时，由于电除盐设备单元价格较高，这样就使其纯化水制取设备投资成本大幅升高。
虽然其出水电导率低、纯化水制备过程无酸碱处理，但由于其单位制水成本极高，故导致其应用受到投资成本的限制。
在(反渗透+混床)工艺中，虽然反渗透设备除去了进水中的极大部分离子，但混床的离子交换树脂失效后，仍需酸碱处理，以复苏树脂的离子交换性能，因而在制取纯化水的过程中，仍有废酸碱再生液排放，污染环境。
在环保要求日趋严格的条件下，虽然其设备投资成本较低，产水电导率也较低，但其应用仍受到环保要求的限制。
而二级反渗透制水工艺，虽然其产水电导率相对较高，但在一般情况下，其产水电导率能达到纯化水的要求，因而它以工艺设备投资成本适中，操作维护简单。
二级反渗透工艺由于具有高脱盐率、自动化程度高、环保等优点，对大部分水源来说，其产水水质能达到医药纯化水的要求，因而二级反渗透技术在制取医药纯化水中的应用必然越来越广。
试析制药工程中反渗透技术的应用
试析制药工程中反渗透技术的应用反渗透技术是制药工程中常用的一种膜分离技术，用于水质净化、产物回收、溶液浓缩等工艺。
反渗透技术基于膜分离原理，在加压下，通过直径约1纳米的孔洞大小，将水分子和溶质分子分离，实现纯净水的产生。
下面将从水质净化、产物回收和溶液浓缩三个方面分析反渗透技术在制药工程中的应用。
反渗透技术可以用于制药工程中的水质净化。
在制药过程中，水是重要的溶剂和原料，对水质要求较高。
而自来水中可能存在微量的有害物质，如重金属、有机物等，这些物质会对制药过程和药物质量产生影响。
通过反渗透技术，可以有效去除自来水中的有害物质，得到高纯度的水，保证药物的安全性和有效性。
反渗透技术也可以用于制药工程中的产物回收。
在一些制药过程中，溶液中可能含有有用的产物，比如蛋白质、抗生素等。
利用反渗透技术，可以将这些有用的产物从溶液中分离出来，实现产物的回收和再利用。
相比传统的分离方法，反渗透技术具有操作简便、能耗低、回收率高等优点，适用于大规模生产。
反渗透技术还可以用于制药工程中的溶液浓缩。
在一些制药过程中，需要对溶液进行浓缩，以提高产物的浓度和纯度。
传统的溶液浓缩方法往往需要高温蒸发，能耗大、设备复杂。
而反渗透技术通过膜的选择性透过性，可以将溶液中的溶剂分离出去，实现溶液的浓缩。
这不仅能够降低能耗，提高生产效率，还能减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
反渗透技术在制药工程中的应用非常广泛，不仅适用于水质净化、产物回收，还可以用于溶液浓缩等工艺。
随着科技的不断进步，反渗透技术在制药工程中的应用还有很大的发展空间，将为制药工程的发展和提高质量效益起到重要的推动作用。
反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用
反渗透膜在制药厂水处理系统处理作用随着医疗技术的不断发展和日益完善，药品的制备过程中对水的质量要求也越来越高。
作为制药厂的重要一环，水处理系统的建设和运营对于药品质量及产能具有重要影响。
而反渗透膜在制药厂水处理系统中的应用，则具有独特的处理作用，下面将从反渗透膜的原理、在制药厂水处理系统中的应用以及优缺点三个方面详细解析。
一、反渗透膜的原理反渗透技术是一种利用半透膜阻隔物质的传递的分离技术，可有效去除水中的有机物、硬度离子、微生物、重金属离子等杂质，使水质达到制药水平。
反渗透膜的选择是根据目标物质的大小、形状、电性的不同，设计出不同的膜孔，从而实现对不同杂质的去除。
反渗透技术的物理基础是液体在通透膜中的渗透和逆渗透作用。
反渗透膜是一种半透膜，能将纯水从含有电解质、有机物质、胶体等杂质的水中分离出来，达到去离子、去垢、去细菌及有机物的目的。
反渗透膜需要一个压力，即反渗透压，来驱动水溶液通过膜孔，从而实现对杂质的分离。
二、反渗透膜在制药厂水处理系统中的应用反渗透膜在制药厂水处理系统中的应用非常广泛，主要应用于以下方面：1.去除水中的离子、有机物和微生物，从而达到制药级别的纯水。
2.除去药品生产过程中所产生的有毒有害物质。
3.去除水中的胶体杂质和气体，保证了水的透明度，从而提高了制药厂水的水质。
4.降低水中的矿物质含量，减少对药品产量的不利影响。
5.减少药品生产过程中的废水排放，减轻环境污染。
三、反渗透膜的优缺点反渗透膜作为一种先进的水处理技术，自然也有其优缺点。
优点：1.高过滤效率，能够除去水中的离子、有机物、微生物等污染物。
2.对有机物质的去除效果好，水中有机物质的去除率可达到95%以上，对硬度离子的去除率也在90%以上。
3.操作简单方便。
相比传统的水处理过程，反渗透系统集成度高，操作简便，减少工作量。
4.不需要大量的化学药品来进行处理，提高了生产效率，减少了环境污染。
缺点：1.反渗透系统需要一个高压泵来驱动水溶液通过膜孔，耗能比较大。
反渗透膜技术在制药中的说明介绍
反渗透膜技术在制药中的说明介绍当今，生物技术的飞速发展，对与之相配套的生物产品分离纯化的方法以及生化过程控制技术提出了更高的要求。
由于反渗透膜分离过程具有防止杂菌污染和热敏性物质失活等特点，在生化领域的应用越来越受到关注，在生物化工的下游和上游过程中的作用日益增大。
在下游过程中，反渗透膜分离主要用于整细胞的回收、发酵液的澄清，酶和蛋白质的浓缩和纯化。
在上游过程中，反渗透膜与传统的发酵结合在一起，组成的酶膜反应器可以提高发酵的产率等。
绝大多数生化物质来源于微生物发酵液或动植物细胞的培养液。
在生产过程中，提取物的分离纯化直接关系到产品的性能和经济性。
传统的分离纯化方法有转鼓真空过滤、离心、吸附树脂、交换树脂、萃取以及蒸发等，这些分离浓缩的方法一般存在目标产物浓缩低、能耗大、试剂消耗量大、加温过程又极易使目标产物变形失活等。
因此，在这一领域普遍采用膜分离技术进行纯化、浓缩。
反渗透膜分离技术在生化产品生产中应用有以下特点：1、分离浓缩时不加热，同时在闭合回路中运转，减少了空气中氧的影响，而热和氧对生化产品的活性影响很大。
2、反渗透膜分离过程只是简单的加压输送，反复进行，工艺简单。
3、在分离水分时，由于无相变，所以能耗低，操作便利。
其费用大约为蒸发浓缩所需费用的1/2-1/5。
另外，设备装置结构简单。
4、对稀溶液中微量成分的回收，低浓度溶液的浓缩等，目前，其他方法很难实现，而膜技术可以较容易解决。
5、由于目标产物仅通过约几微米厚的膜，因此，目标产物在通过膜迁移中不会发生性质的改变。
6、膜分离可使“浓缩—脱盐”同时完成。
反渗透膜技术的应用情况1、医药用水的制备(无菌水、无热原水)，水处理是膜技术比较成熟的领域。
2、发酵液澄清和整细胞的收集，膜技术在这方面应用最广泛、最成功。
应用膜技术对有机酸(如柠檬、乳酸、衣康酸等)、抗生素(如青霉素、红霉素等)、维生素(如维生素B1、维生素B12 等)、氨基酸等发酵液的处理,去除其中菌丝体、大分子蛋白、酵母细菌壁碎片、细胞纤维等,大大降低了下游处理工艺如树脂交换\活性炭吸附等的处理成本,同时也可以使废水处理负荷降低,另外也可以从发酵液中回收大部分的蛋白外卖作为动物饲料.如:①山东某抗生素厂利用膜技术使链霉素浓缩由50,000Ч/ml提高到330,000Ч/ml,并且质量(透光度)、收率和脱色率都有提高,活性炭耗量降低,特别是节冷、节汽效果显著,为企业带来了巨大的经济效益.②石家庄某药厂利用膜技术对头孢菌素C澄清,与原工艺相比,回收率提高2%,操作费用下降75%.④广东某生物制药厂利用膜技术对肌苷发酵液进行处理,处理量16t/h,使用膜面积100m2,交换树脂用量减少75%,肌苷得率由原来的78%提高到89%,同时,操作费用也大大降低,另外膜技术处理得到的发酵液中所含蛋白质可达到25%,经干燥脱水,可得到级好的动物饲料出售,使企业的经济效益和社会效益都得到极大的提高,据说该厂由此带来的效益1000多万元/年.3、酶、蛋白质等大分子物质的浓缩和精致采用膜技术处理粗酶液,低分子物质如盐类可以和水一起透过膜除去,而酶得到浓缩和精制。
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反渗透膜技术在制药行业的应用
随着医药行业的发展,制药用水的水质要求也在逐步提高,传统的制水工艺如离子交换法已远远不能满足其要求,为了适应这一发展的需要,先进、有效的水质净化技术——反渗透膜制药行业水处理系统中。
1反渗透膜分离原理及性能自然界有这样一种自然现象,当将一张半透膜将稀薄溶液(如纯水)与纯厚溶液(如盐水)隔开,稀薄溶液会向浓厚溶液渗透并保持相应的渗透压(见图1),
此现象称为渗透现象,如在浓厚溶液处施压大于该渗透压的压力,则浓厚溶液会向稀薄溶液一侧渗透(见图2),
此现象称为逆(反)渗透现象,该技半透膜术是目前国际上公认的高新技术,它借助外加压力的作用使溶液的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质,它是一种分离,浓缩和提纯的有效手段。
反渗透膜表面微孔尺寸一般在10A左右,它能有效去除微粒、胶体、细菌、热原及有机物和绝大部分离子。
目前反渗透膜材质主要为醋纤膜,芳香族聚酰胺系低压复合膜及先进的超低压复合膜,它们的主要性能见表1。
醋纤膜是最早应用的反渗透膜,但是由于容易被细菌吞蚀,pH使用范围窄,脱盐率低,目前该材质膜已逐渐被淘汰,取而代之是高脱盐率、低压、稳定性好的复合膜广泛被使用。
2制药用纯水的制取工艺
2.1全离子交换(IE)法离子交换系统制取纯水是我国传统的制水工
艺,其工艺流程如下:
2.2电渗析(ED)+离子交换(IE)法电渗析是利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性而达到物质分离的处理方法,其工艺流程如下:
2.3反渗透(RO)+离子交换(IE)法反渗透是利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的特性,从含有各种无机物、有机物和微生物的水体中提取纯水的处理方法,其工艺流程如下:
3反渗透膜法水处理工艺与传统工艺的比较
3.1 三种处理工艺优缺点比较见表2
3.2 三种处理工艺生产It纯水所需费用见表3
说明:以上费用包括:
(1)酸碱费(其中酸采用工业纯盐酸,碱采用化学纯片碱);
(2) 反渗透膜、电渗析膜、阳、阴树脂更换费及滤芯、药剂消耗费;
(3)水、电动力费,其中水已按利用率折算(反渗透法按70%,电渗折法按45%,全离交法按80%);
(4)人工费未计入内。
4结语综上所述,反渗透是水处理中高新技术,90年代中期在我国的医药行业开始得到了广泛的应用,它的使用极大地延长了传统的离子交换设备的再生周期,减少了酸碱排放量,有力地保护了生态环境。
随着《药品生产质量管理规范》(GMP)技术标准的深入贯彻与实施。
全国许多药厂相继进行了技术改造,陆续引进国外的先进技术和装备,使得反渗透膜技术在制药行业得到更广泛的应用。
目前，海德能反渗透膜已在多家制药公司加以应用并取得了良好的处理效果。
海德能公司将再接再厉，不断研制开发更高技术含量的新膜元件，以满足制药等行业日益提高的技术要求。