Вода и водоподготовка в промышленных условиях и в аптеке
Оглавление
Введение…………………………………………………………
Глава 1. Вода питьевая……………………………………………………….
- Получение питьевой воды………………………………………………....7
1.1.1 Предварительная очистка…………………
1.1.2 Фильтрация……………………………………………………
1.1.3 Седиментация/флокуляция…………………
1.1.4 Газовый обмен……………………………………………
Глава 2. Вода для фармацевтического использования………………………9
2.1 Общие требования к
системе водоподготовки……………………
2.2 Требования GMP к получению, хранению и распределению воды для фармацевтических целей ………………………………………………………9
2.3 Вода очищенная…………………………………………
2.4 Вода высокоочищенная………………………………………
2.5 Вода для инъекций нестерильная………………………………………...
2.6 Вода стерильная для инъекций……………………………………………12
Глава 3. Методы получения
воды для фармацевтического
3.1 Способы получения воды очищенной…………………………………….13
3.1.1 Метод дистилляции ……………………………………………………...13
3.1.2 Принципы многофазной дистилляции………………………………… 17
3.1.3 Метод ионного обмена…………………………………………………. .20
3.1.4 Мембранный метод………………………………………………………25
3.1.4.1 Обратный осмос……………………………………………………….. 27
3.1.4.2 Нанофильтрация ……………………………………………………….30
3.1.4.3 Ультрафильтрация……………………………………
3.1.4.4 Микрофильтрация………………………………………
3.1.5 Электродеионизация………………………………
3.1.6 Электродиализ……………………………………………
3.1.7 Ультрафиолетовое облучение…………
3.1.8 Озонирование………………………………………………
3.2 Вода для инъекций………………………………………………………
3.2.1 Методы получения воды для инъекций ……………………................37
3.2.1.1 Одностадийное испарение…………………………………………...37
3.2.1.2 Многоступенчатое испарение………………………………………..38
3.3 Схема очистки воды………………………………
Глава 4. Системы хранения
и распределения воды для фармацевтического
использования……………………………………………
4.1 Хранение воды очищенной…………………
4.2 Материалы, контактирующие
с водой для фармацевтического
использования……………………………………………
4.3 Обеззараживание системы и контроль микробиологического загрязнения
4.3.1 Озон……………………………………………………………………
4.3.2 Ультрафиолетовое облучение…………
4.4 Требования к емкостям для хранения…………………………………...44
4.5 Контроль загрязнения…………………………
4.6 Требования к трубопроводам для распределения воды………………45
4.7 Методика предотвращения биозагрязнений……………………………45
Глава 5. Водоподготовка на заводе по изготовлению инфузионных растворов ГУП «Сахамедпром» РС(Я)…………………………………………………..47
5.1 Стадии очистки воды……………………………………………………..48
5.1.1 Грубая очистка от механических включений ……………………….48
5.1.2 Обезжелезивание………………………………………
5.1.3 Умягчение воды……………………………………………………… …..51
5.1.4 Обратноосмотическая фильтрация…………………………………….53
5.1.5 Получение воды для инъекций………………………………………….54
Список использованной литературы…………………………………………57
Введение
Накопленный практический опыт производителей лекарственных препаратов (особенно растворов для парентерального применения большого объема (инфузионных растворов)) в России и за рубежом показывает, что причиной отзыва продукции и источником ее загрязнения является в большинстве случаев используемая вода неудовлетворительного качества. В связи с вышесказанным, подготовка и получение воды относятся к наиболее ответственным и сложным, так называемым критическим стадиям технологического процесса на любом фармацевтическом предприятии. Поэтому, для оценки и анализа существующей или проектируемой системы водоподготовки, безусловно, необходимо знать современные требования к качеству воды и понимать, в каком месте для каких целей и какой тип воды необходимо использовать.
Глава 1. Вода питьевая
Вода питьевая должна удовлетворять требованиям ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества». Стандарт устанавливает соответствующие технические и гигиенические требования и нормы. Вода питьевая служит исходной водой для изготовления воды очищенной и воды для инъекций. Вода питьевая является немодифицированной, за исключением обработанной воды из естественных источников. Естественная вода, артезианская вода или вода из колодца – это производное от воды подземного образования или воды с поверхности. Такая вода требует только минимальной обработки, например фильтрации, озонирования или эквивалентного процесса дезинфекции. Как правило, питьевая вода является водой из городской системы или общественного водоснабжения или может быть комбинацией из более чем одного естественного источника.
Основными загрязнителями питьевой воды являются тяжелые металлы, продукты коррозии, солевой состав (сульфаты, хлориды, соли), галоформные соединения, образующиеся при обеззараживании воды хлором, вирусы, возбудители паразитарных заболеваний. Для отдельных регионов имеется возможность загрязнения питьевой воды фенолами и диоксинами.
Вода питьевая может быть использована в производстве и химическом синтезе как растворитель и на ранних этапах санитарии и очистки оборудования.
Питьевую воду получают путем обработки исходной воды, поступающей из природных источников. Официальные предписания относительно методов обработки исходной воды для получения питьевой воды отсутствуют. Организации, ответственные за коммунальное водоснабжение или предприятия-потребители питьевой воды обычно используют такие процессы, как:
- фильтрация
- умягчение
- антимикробная обработка дезинфицирующими средствами
- удаление примеси железа
- восстановление некоторых
специфических загрязняющих
Качество питьевой воды необходимо постоянно контролировать.
Для контроля качества питьевой воды используют методы определения:
- микробиологических и паразитологических показателей
- обобщенных показателей
(водородный показатель, сухой остаток,
жесткость, окисляемость
- неорганических веществ (алюминий, барий, железо, марганец, медь, мышьяк и т.д.)
- органических веществ
(дихлорфеноксиуксусная
- вредных химических веществ,
поступающих и образующихся в
процессе обработки воды (хлор
остаточный связанный,
- органолептических свойств питьевой воды (запах, привкус, цветность, мутность)
- радиационной безопасности питьевой воды (общая α- и β-радиоактивность)
Оборудование и системы, используемые для получения питьевой воды, должны позволять осуществление слива. Емкости для хранения должны быть снабжены клапанами, удобными для внешнего осмотра, слива и санитарно-технической обработки. Трубопровод, предназначенный для распределения воды должен допускать слив или промывание, а также санитарно-техническую обработку.
1.1 Методы получения питьевой воды
1.1.1 Предварительная очистка
Для грубого удаления твердых и взвешенных частиц применяют стадии первичной очистки, такие, как решетка, отстаивание и фильтрация. При решетке с отверстиями 0,3-10 см взвешенные частицы остаются. При отстаивании происходит отделение твердых веществ размером более 0,2 мм. Фильтрация с отверстиями от 0,3 мм до10 гм позволяет удалить более мелкие загрязнения. Для отделения еще более мелких, суспендированных веществ, содержащихся в воде, применяют фильтрацию, флокуляцию, седиментацию и флотацию, в зависимости от свойств отделяемых веществ.
1.1.2 Фильтрация
При малых концентрациях вещества применяют фильтрацию через зернистую массу, такую, как кварцевый гравий, базальт, активированный уголь, юрский известняк и в особых случаях искусственные вещества. Фильтры могут иметь большие размеры пор, чем отделяемые содержащиеся в воде вещества. В таком случае отделение происходит вследствие адсорбции. При высоких концентрациях и высокой плотности рекомендуется применение седиментации, так как время работы фильтров при высоком содержании твердых веществ ограничено.
1.1.3 Седиментация/флокуляция
Седиментация используется для осаждения суспендированных частиц с более высокой плотностью, чем вода. Ее эффективность зависит от величины, формы, плотности, веса и концентрации отделяемых частиц и от времени пребывания частиц в приборе. Ламинарный поток является наиболее благоприятным для осаждения. Чтобы уже осажденная грязь снова не закружилась, следует держать скорость потока как можно меньшую (≤ 1 см/сек). Вязкость воды также влияет на скорость осаждения.
Этот метод осаждают только большие частицы.
1.1.4 Газовый обмен
Для удаления газа и аэрации воды применяют газовый обмен. При этом главной целью является обессоливание путем удаления свободного агрессивного углекислого газа. При этом играет ролоь понятие «известняк – углекислота – газ – равновесие». Это значит, что при определенном рН значении имеется рН значение насыщения воды карбонатом кальция. При избытке углекислого газа вода становится насыщенной кальцитом и вызывает коррозию. Удаление углекислоты посредством газового обмена протекает через удаление растворенной двуокиси углерода, так как углекислый газ и угольная кислота в воде находятся в равновесии. Поскольку атмосферный воздух обычно имеет высокую концентрацию кислорода и очень низкую концентрацию углекислого газа, прибавление воздуха к воде приводит к одновременному внесению кислорода и удалению двуокиси углерода. Большая поверхность обмена между газовой и водной фазами является решающей для эффективного газового обмена.
.
Глава 2. Вода для
фармацевтического
2.1 Общие требования к системе водоподготовки
Системы изготовления, хранения и распределения воды для фармацевтического производства должны проектироваться, монтироваться, проходить приемо-сдаточные испытания, валидироваться и реконструироваться таким образом, чтобы обеспечить надежное получение воды надлежащего качества. При их эксплуатации не допускается превышение проектной мощности. Условия выработки, хранения и распределения воды должны препятствовать ее недопустимому микробиологическому и химическому загрязнению, а также попаданию в нее механических включений.
На использование систем водоподготовки требуется разрешение отдела контроля качества. Необходим регулярный мониторинг свойств исходной воды, используемой для получения воды фармацевтического качества.
Функционирование систем очистки, хранения и распределения воды подлежит периодическому контролю.
2.2 Требования GMP к получению, хранению и распределению воды для фармацевтических целей.
Сравнительный анализ уровня требований отечественной и зарубежных фармакопей подтверждают необходимость ужесточения требований к производству, к качеству, хранению и распределению воды для фармацевтических целей. Решение этой проблемы возможно, если условия получения воды необходимого качества будут максимально приближены к требованиям Правил GMP.
Применение современной технологии получения воды связано не только с требованиями к продукту (воде очищенной и воде для инъекций), но и с требованиями к экологии производства, среди которых производитель обязан:
- давать минимум сточных вод
- исключать засоление сточных вод
- осуществлять нейтрализацию сточных вод
При хранении и распределении воды по Правилам GMP должны соблюдаться следующие требования:
- вода должна быть горячей
- очистка трубопровода должна осуществляться паром
- вода должна храниться при постоянном перемешивании
- конструкция трубопровода
должна обеспечивать
Чтобы получить оптимальную для фармацевтических целей воду, необходимо создать условия, ингибирующие рост микроорганизмов. Это достигается в первую очередь тем, что из воды удаляют те макро- и микроэлементы, которые присутствуют в качестве питательных веществ.
2.3 Вода очищенная
Вода очищенная используется в производстве нестерильных лекарственных средств. На фармацевтическом производстве она является исходной при получении воды для инъекций, а также для вспомогательных целей и в лабораторной практике. Вода очищенная, соответствующая тесту на эндотоксины, может быть использована в производстве различных растворов.
Вода очищенная должна соответствовать требованиям ФС 42 2619-97. Методами получения воды очищенной согласно ФС 42 2619-97 могут быть обратный осмос, деионизация, дистилляция. Однако следует отметить, что дистилляция редко используется для получения воды очищенной, так как существует более экономичные методы (обратный осмос, ионный обмен).
Для оценки качества воды очищенной проводятся испытания на содержание восстанавливающих веществ, диоксида углерода, хлоридов, сульфатов, аммиака, кальция, нитритов и нитратов, тяжелых металлов; определяется сухой остаток и рН воды, микробиологическая чистота.
Согласно ФС 42-2619-97 воду очищенную
используют свежеприготовленную (т.е.
приготовленную и использованную в
течение рабочей смены – через
6-8 часов) или хранят в закрытых емкостях,
изготовленных из материалов, не изменяющих
свойств воды и защищающих ее от
микробиологического
2.4 Вода стерильная очищенная
Это очищенная вода, которая упакована и стерилизована для подготовки непарентеральных лекарственных форм. Эта категория воды включена в Американскую фармакопею.
2.5 Вода высокоочищенная
Это обработанная вода, которая
имеет те же стандарты качества,
что и вода для инъекций, но промышленные
методы считаются менее надежными,
чем дистилляция и таким
2.6 Вода для инъекций нестерильная
Это не конечная форма, но промежуточный
продукт. Эта вода отличается самым
высоким качеством для
Вода для инъекций нестерильная получается дистилляцией из питьевой или очищенной воды.
2.7 Вода стерильная для инъекций
Это высшая категория качества воды, используемой в фармацевтическом производстве. Вода для инъекций не является готовой лекарственной формой – это продукт в форме in bulk.
Глава 3. Методы получения
воды для фармацевтического
3.1 Способы получения воды очищенной
В настоящее время основными методами получения воды очищенной являются дистилляция, ионный обмен и обратный осмос.
3.1.1 Метод дистилляции
Метод дистилляции позволяет получать воду с высокой степенью очистки, с помощью этого метода имеется возможность получения горячей воды очищенной и пара для обработки сборников и трубопроводов. Недостатком этого метода является довольно высокая себестоимость получения воды очищенной.
Сущность метода дистилляции
заключается в том, что вода подвергается
перегонке в специальных
На качество получаемой воды очищенной влияет исходный состав питьевой воды, конструктивные особенности дистиллятора, условия сбора и хранения воды. Для получения воды очищенной в городах обычно используют водопроводную воду, качество которой соответствует ГОСТ Р 51232-98. Если вода, используемая для получения воды очищенной, не соответствует требованиям к питьевой воде, то перед использованием этой воды необходимо провести водоподготовку. Как правило, в предварительной очистке нуждается вода, используемая в сельской местности, поскольку она может содержать органические вещества, повышенное количество аммиака, обладать повышенной жесткостью. Применение такой воды может привести к значительному ухудшению качества получаемой воды очищенной, а также быстрому износу дистилляционного оборудования.
Существуют различные способы водоподготовки. Механические примеси обычно отделяют путем отстаивания с последующим сливанием воды с осадка или способом фильтрования. Для фильтрования используют фильтры, выполненные в виде емкости цилиндрической формы. Фильтры заполняют антрацитом или кварцевым песком, фильтры могут быть однослойными (только слой антрацита) или двухслойными (антрацит и кварцевый песок).
При использовании питьевой воды, содержащей большое количество органических веществ, перед дистилляцией добавляют 1% раствор калия перманганата из расчета 25 мл на 10 литров воды, перемешивают и оставляют на 6-8 часов. Выделяющийся активный кислород окисляет органические вещества: 2KMnO4 + H2O = 2KOH + 2MnO + 5O
Затем воду сливают и фильтруют. При наличии аммиака, который легко переходит в дистиллят, добавляют квасцы алюмокалиевые из расчета 5.0 г на 10 литров воды:
2KAl(SO4) + 6NH4OH = 3(NH4)2SO4 + K2SO4 + 2Al(OH)3
При этом происходит побочная реакция – избыток квасцов реагирует с хлоридами, которые часто присутствуют в воде, с выделением газообразного водорода хлорида, легко переходящего в дистиллят:
2KAl(SO4)2 + 6NH4OH + 6Cl- = (NH4)2SO4 + K2SO4 + 2AlCl3
AlCl3 + 3H2O = NaCl + 3HCl
Для связывания водорода хлорида к 10 литрам воды после обработки ее квасцами добавляют 3.5 г натрия фосфата двузамещенного:
Na2HPO4 + HCl = NaCl + NaH2PO4
Нежелательным является присутствие в воде солей кальция и магния, сообщающих ей временную и постоянную жесткость, в результате чего при дистилляции воды на стенках испарителя образуется накипь. При этом также могут выйти из строя нагревательные элементы дистиллятора.
Временную жесткость обусловливает
наличие кальция и магния гидрокарбонатов.
От них можно освободиться при
кипячении воды. При этом гидрокарбонаты
переходят в карбонаты и
Ca(HCO3)2 = CaCO3(oc) + H2O + CO2
Однако при этом вода насыщается углерода диоксидом, который медленно удаляется при кипячении и снижает рН воды очищенной. Поэтому для устранения временной жесткости целесообразно применять кальция гидроксид:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3(oc) + 2H2O
Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием кальция и магния хлоридов, сульфатов и других солей. Ее устраняют при обработке воды натрия гидрокарбонатом:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3(oc) + 2NaCl
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3(oc) + Na2SO4
Удобен известково-содовый способ умягчения воды, т.е. добавление к воде одновременно кальция и натрия гидрокарбоната. Под действием первого удаляется временная жесткость, а под действием второго – постоянная. Кальция гидроксид связывает также находящийся в воде диоксид углерода:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3(oc) + H2O
Обработку воды перед дистилляцией необходимо проводить в отдельных емкостях во избежание загрязнения авкадистиллятора.
Применяется также электромагнитная обработка воды с использованием противонакипного магнитного устройства. Необходимость применения данного вида водоподготовки вызвана тем, что водопроводная вода, подготовленная с помощью химических реагентов, все же содержит достаточное количество солей, которые при дистилляции оседают на стенках испарителя и электронагревательных элементах, в результате чего значительно снижается производительность аквадистиллятора. Сущность этого метода заключается в том, что в результате воздействия на воду магнитного поля изменяются условия кристаллизации солей при дистилляции. Вместо плотных осадков на стенках аквадистиллятора образуются рыхлые, а в толще воды образуется взвешенный рыхлый шлам, который ежедневно удаляется при сбросе воды.
Для водоподготовки используются также такие методы, как ионный обмен, обратный осмос и электрохимический диализ. Эти методы целесообразно применять в аптеках, расположенных в сельских местностях с жесткой природной водой. При прохождении воды через установки ионного обмена, обратного осмоса или электрохимического диализа происходит ее деминерализация (обессоливание), в результате образуется вода обессоленная. Вода обессоленная может также применяться для технологических нужд аптеки: мойки посуды и аптечного ивентаря, в автоклавах.
Процесс дистилляции воды осуществляется в специальных аппаратах – аквадистилляторах. Аквадистилляторы отличаются друг от друга по способу нагрева, производительности и конструктивным особенностям. По способу нагрева дистилляторы разделяют на аппараты с электрическим, газовым и огневым нагревом. Наибольшее распространение в условиях аптеки получили аквадистилляторы с электрическим нагревом.
Аквадистилляторы по конструкции бывают периодического действия и циркуляционные. В аквадистилляторах периодического действия воду дистиллированную получают отдельными порциями. Для наполнения испарителя исходной водой процесс дистилляции прерывают. Циркуляционные аквадистилляторы автоматически наполняются во время перегонки нагретой водопроводной водой из конденсатора. В аптеках обычно используют аквадистилляторы непрерывного действия.
Аквадистилляторы непрерывного действия могут быть:
1.одноступенчатые (наиболее широко применяемые в аптеках – ДЭ-1, ДЭ-4-3, ДЭ-25)
2.двухступенчатые (АВЭС-25, АВЭС-60)
3.термокомпрессорные
4.вакуумные.
Последние два вида аквадистилляторов редко применяют в российских аптеках, они имеются на оснащении зарубежных аптек.
3.1.2 Принципы многофазной дистилляции
Если существует потребность в стерилизованной, свободной от пирогенов воде, то воду необходимо дистиллировать, т.е. дать ей испариться и затем конденсировать ее. В этом заключается классический дистилляционный процесс, и этим способом можно получить воду высокого качества. Но такая вода стоит очень дорого из-за высокой температуры испарения воды. Чтобы понизить потребление энергии и охлаждающей воды, выработаны различные многофазные методы дистилляции. Эти методы основаны на принципе, по которому пар, выработанный в одной фазе, конденсируется в следующей, и латентное тепло при этом предается воде, испаряющейся в этой, последующей фазе при более низком давлении.
Чистота дистиллированной воды
зависит от чистоты пара. Чтобы
избежать привлечения капелек
Другой давно известный метод дистилляции основан на применении термокомпрессора, который расходует очень небольшое количество энергии. Разница температуры пара и воды создается компрессором, который сжимает пар, придавая ему более высокое давление и подогревая его в течение этого процесса.
Компрессоры имеют свои недостатки: загрязнение воды от валов, продолжительность обслуживания и шум. Из-за шума эти устройства приходится устанавливать очень далеко от места использования дистиллята.
При обычной многофазной
дистилляционной системе вода дистиллируется
при помощи ряда последовательных фаз
со ступенчатым снижением

- Вода и здоровье
- Вода и здоровье человека
- Вода, методы очистки воды
- Водка
- Водний режим рослин
- Водні подорожі, основні вимоги та підходи до їх формування
- Водні рекреаційні ресурси України
- Вовлечение персонала
- Вовлечение трудных подростков во внеклассные мероприятия
- Вовлеченное отцовство и патернальная депривация: сравнительный анализ влияния на социализацию ребенка
- Вовлеченность сотрудников в компании
- Во второй половине XIX века медицина в своем развитии в значительной степени приблизилась к естествознанию
- Вода для фармацевтических целей, очищенная и инъекционная. Методы получения и хранения
- Вода. ЕЕ комплексное использование и способы получения