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——反渗透膜技术广泛应用在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。
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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。
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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:
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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:
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2.2 电渗析(ED)+离子交换(IE)法
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:
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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
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3.2 三种处理工艺生产It纯水所需费用见表3
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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。
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