試析制藥工程中反滲透技術的應用

劉峰源

摘 要：隨著醫藥業的發展，制藥用水的水質要求也在逐步提高，傳統的制水工藝，如離子交換法已遠遠不能滿足制藥的要求，為了適應制藥業的發展需要，反滲透膜技術這一先進、有效的水質凈化技術廣泛應用在制藥行業的水處理系統中。筆者根據多年的工作經驗，主要針對制藥工程中反滲透技術的應用進行分析和討論。

關鍵詞：反滲透；制藥工程；應用

反滲透技術是與二十世紀六十年代出現的一項隔膜分離新技術，是依靠反滲透膜在壓力作用下與溶液中的溶劑、溶質進行交融和實現分離的過程。

1 反滲透技術

水作為一種特殊的物質存在于制藥工業當中，在藥品生產過程中，為了藥品制作的需要，我們將水生產出離子水、純化水、注射用水等等。在在用工藝用水技術生產制藥用水的過程中，水質的質量與藥品的質量密切相關，所以采用科學合理的技術生產制藥用水極為重要。

1.1 反滲透技術概念

反滲透技術是當前國際上最為先進也是最為節能的膜分離技術，其工作原理也就是在大于溶液滲透壓的作用力下，根據其他物質不能透過的膜將物質與水分分離出來，在采用該方法操作過程中，由于不需要加熱，具有操作簡便、環境污染小、能源消耗少、適應能力強等優點被廣泛運用在制藥工程中。滲透水自發的經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通過，因為水的這種自發流動，使得濃溶液也逐漸被稀釋。在流動的過程中當間隔的兩種溶液產生的壓力差與水繼續流動力相平衡時，就形成了一個相對穩定的狀態，這個狀態并不是說完全靜止不動的，它是指水也在任意向兩邊流動，但數量上是相等的，所以用肉眼觀察的就是一個相對靜止的狀態。在不受外力的情況下，這種平衡不會被打破，只有當壓力大于滲透壓時，兩邊的水才會又一次的流動直到新的平衡產生。

1.2 反滲透技術的工作原理

反滲透技術主要是根據滲透壓的作用對有機物和水進行分離的，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比其他技術少很多。通過比較精密的膜制液體將實施對象進行分隔的技術，其工作原理在于利用精密膜液壓力差值帶來的動力，通過滲透膜使溶液中的溶劑能夠分解出來。其中產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雜的裝置，很容易出現堵塞或污染的情況，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，必須保證進水的水質，通過分析水質特點、水質性質對原水進行處理，使反滲透膜裝置應用過程中能夠以水質符合標準為前提，實現高效能。

1.3 反滲透技術影響因素

（1）溫度。反滲透膜對電導引起的水溫變化非常敏感，水溫升高直接導致水產量增加，滲透膜的水分子粘度下降是導致這個現象的主要原因。（2）壓力。壓力的升高使凈壓力升高，進化水壓力自身不會對鹽度造成影響，產水量加大而鹽透度過量，就會影響產水量稀釋透過膜的鹽透含量。使鹽透率進一步降低，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的滲透壓就高，當進水壓不變的情況下凈壓的減小就會導致產水量降低。（4）滲透膜污染。滲透膜是整個滲透系統中非常重要的組成部分，因此膜的好壞直接影響到整個滲透過程的質量。但是在實際的生產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，這些污染將會導致透水量下降，進一步引起壓降和鹽率提高。

1.4 反滲透技術的特點

反滲透膜的特點就是能夠將其它物質排除在膜的外面，而只允許水通過。在膜的兩側形成靜壓，并保持膜分離的平衡狀態，實現混合物的分離。反滲透分體技術的重要組成部分之一就是反滲透膜，其具有的節能環保、方便處理以及方便運用的特點是其它分離技術難以超越的，因此在制藥工程的運用中得到大力推廣。

2 制藥工程中反滲透技術的應用

水以其異常出色的性質，成為制藥工藝用途內的離子水、純化水、注射用水和生物技術用水等工藝過程中重要的液態原材料，制藥工程用水水質的優劣程度能直接地影響藥品生產的質量。

2.1 純化水水質

純化水的水質指標有兩套評價系統，第一套評價標準是《中華人民共和國藥典》2000版二部規定的純化水的各項化學指標：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、不揮發物和重金屬等共11項；第二套評價標準是以電導率為指標，在《藥品生產驗證指南》2003版中規定的參考合格標準為電導率<11μS/cm。

2.2 純化水處理工藝流程

純化水處理系統中采用多介質過濾器、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處理系統，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機硅膠體、有機物、異味、余氯等雜質，使經過預處理后的水質符合反滲透的進水要求；然后進入程控二級反滲透裝置，去除水中的溶解性鹽類物質，在反滲透后端再用紫外線殺菌器和精密過濾器進行殺菌和過濾，符合《中國藥典》2000版純化水各項指標要求和《潔凈廠房設計規范》的要求。

3 反滲透技術的發展前景

隨著社會的快速發展，反滲透技術也廣泛應用在社會各個領域，反滲透技術成為國內應用最廣、發展速度最快的一種分離技術。從上個世紀九十年代開始到現在反滲透技術的應用以每年20%以上的增速發展，已經遍布全國的醫療衛生、電子生產、酒類生產、冶金等多個行業。反滲透是水處理中高新技術，90年代中期在我國的醫藥行業開始得到了廣泛的應用，它的使用極大地延長了傳統的離子交換設備的再生周期，減少了酸堿排放量，有力地保護了生態環境。隨著科學技術的進步，反滲透技術也得到了一定的提高和發展，反滲透這種無污染、低成本的優勢將給企業帶來更多的效益。因此未來越多的企業開始研究反滲透技術，滲透膜是反滲透技術實施的關鍵，反滲透系統的工作質量直接決定了滲透膜的滲透功能，因此相關技術人員應該加大滲透膜的研發，研發出抗氧化能力、抗污染和抗腐蝕能力強的新型滲透膜。

結束語

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

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