制水设备.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 制水设备,目 录,第一节 纯化水生产设备,第二节 蒸馏水器,全国高等学校高职高专药品类专业卫生部“十一五”规划教材,生物制药设备,学习目标,【,学习目的,】,学习注射用水生产设备及操作技术，为进入制水车间打下技能基础。,【,知识要求,】,1.,了解注射用水和无菌水的概念；,2.,熟悉注射用水生产设备的结构、原理；,3.,掌握二级反渗透、三效蒸馏水器的结构和工作原理。,【,能力要求,】,1.,学会絮凝、电渗析、反渗透、三效蒸馏器等设备的操作技术；,2.,熟练应用二级反渗透装置和三效蒸馏器的操作技术制备注射用水。,制药用原水：,生活用自来水。,制药工艺用水：,容器洗涤、药液配制等用水。,制药工艺用水,饮用水,纯化水,注射用水,原水,饮用水,净化水 注射用水,第一节 纯化水生产设备,一、原水预处理设备,生活用自来水含有一定量的悬浮物、微生物、胶体、溶解气体、有机化合物、无机化合物、金属离子及其他杂质。,絮 凝,机械过滤,（一）絮凝沉降法,1.,絮凝原理,通过化学反应，使原水中重金属离子生成的重金属化合物沉淀，经过滤除去沉淀物的过程。,化学絮凝法,在原水中加入大量阳离子或高分子聚合物，在中和了悬浮物或胶体物质表面所带的负电荷后，使得颗粒或胶体相互聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块，并从悬浮体系中沉降下来的过程。,物理絮凝法,2.,常用絮凝剂,（,1,）无机絮凝剂：,（,2,）高分子絮凝剂,能够使水体中的带电颗粒产生静电引力，并相互架桥、凝聚，絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物。,高分子絮凝剂是含有大量活性基团的高分子有机化合物。,聚合氯化铝,有机合成絮凝剂：淤泥少，沉降速度快，水质好，成本低。,有机合成絮凝剂,天然高分子化合物,絮凝剂,天然高分子絮凝剂：有多糖类、甲壳素类及微生物絮凝剂等。,机械过滤系统由多介质过滤器、活性碳过滤器、除铁过滤器等设备组成。,1.,机械过滤器的结构,机械过滤器也称为压力式过滤器，由壳体、分布器、承重板、出水管、反冲洗进水管、反冲洗出水管、过滤介质等部件构成。,壳体内用承重板分隔为上下两层，上层填料为无烟煤或锰砂，下层填料为精制石英砂。,机械过滤器及结构,常用过滤介质,果椰活性碳,锰砂,无烟煤,石英砂,2.,常见的机械过滤器,水处理机械过滤器结构大同小异，主要有三种类型,石英砂过滤器,除铁锰过滤器,活性碳过滤器,截留悬浮,微粒、胶,体、泥沙,和铁锈,去除铁、,锰及多种,有害金属,吸附有机,化合物、,氯离子和,重金属离子,除铁除锰过滤器 活性碳过滤器,3.,精密过滤器,精密过滤器是一圆筒形过滤器，主要部件有金属壳体、滤芯。其中，金属壳体的外观结构可分为卡箍式、法兰式、吊环式等多种形式。,过滤器 过滤 滤芯 过滤器,精密过滤器的滤芯,精密过滤器结构,折叠滤芯及结构,在安装电渗析仪时，第一张和最后一张均为阳离子交换膜，其余按照阴膜隔板阳膜隔板的顺序安装即可。,二级反渗透制得的水，电导率 ，一般为 。,多效蒸馏水器的单元蒸发器由塔体、加热器、水分布器、蒸发室和汽液分离器等部件组成。,对于5m以上的液滴，丝网除沫器的分离效率在98以上。,垂直串接式多效蒸馏水器,在安装电渗析仪时，第一张和最后一张均为阳离子交换膜，其余按照阴膜隔板阳膜隔板的顺序安装即可。,气压式蒸馏水器工作原理是，将纯化水加热至沸腾气化，产生的二次蒸汽被蒸汽压缩机压缩而温度和压力都同时升高，被压缩的蒸汽经冷凝即得到成品蒸馏水。,从二级反渗透装置出来的水经紫外线杀菌器杀菌，是防止纯水中有活的微生物存在，有的工艺流程还在紫外线杀菌器后设计了臭氧灭菌器，旨在对纯化水进行二次灭菌，以保证纯化水的洁净度。,第一节 纯化水生产设备,水平串接式多效蒸馏水器,蒸馏塔和冷凝器构成单效蒸馏器，多个单效蒸馏器组合成多效蒸馏水器。,机械过滤系统由多介质过滤器、活性碳过滤器、除铁过滤器等设备组成。,除铁除锰过滤器 活性碳过滤器,注意控制蒸发锅中的压力，以免有液滴进入冷凝器污染蒸馏水。,气压式蒸馏水器运转正常后即可实现自动控制，产水量大，能满足各种类型制药生产需要。,对于5m以上的液滴，丝网除沫器的分离效率在98以上。,先开启水汽分离器，再开启蒸汽阀门，待放出纯蒸汽后关闭水汽分离器的下部阀门。,蒸发方式有降膜蒸发与沸腾蒸发，蒸发器可分为列管式、蛇管式和板式三种。,精密过滤器的滤芯有陶瓷滤芯、聚丙烯（,PP,）纤维熔喷滤芯、线绕滤芯、折叠式微孔滤芯、钛合金过滤棒等。,在制水生产时，精密过滤器用于拦截从活性碳过滤器脱落下来的碳颗粒。,PP,喷熔滤芯,陶瓷滤芯,滤芯内管,滤芯结构,二、纯化水生产设备,制纯化水的设备有蒸馏器、电渗析仪、二级反渗透和离子交换柱等。,（一）电渗析仪,电渗析器由整流器、直流电极、离子膜、隔板、贮槽等部件组成。离子交换膜具有选择性透过的功能，阳离子膜只能透过阳离子，阴离子膜只能透过阴离子。,在直流电场中，原水中的阴、阳离子分别穿过阴、阳离子交换膜进入两侧的仓室，从而降低了原水的盐浓度成为淡水，两侧仓室的盐浓度增加而成浓盐水。,电渗析仪工作过程,在安装电渗析仪时，第一张和最后一张均为阳离子交换膜，其余按照阴膜,隔板,阳膜,隔板的顺序安装即可。,（二）二级反渗透设备,在高于溶液渗透压的作用下，反渗透膜只能通过水分子而不能透过金属离子，从而达到脱盐的目的。,1.,反渗透膜组件,（,1,）螺旋卷式,工作过程,（,2,）,中空纤维管式,中空纤维管式反渗透膜装置,反渗透膜组件有板框式、管式、螺旋卷式等类型，其中用得最多的是中空纤维管式反渗透装置。,反渗透膜结构,按膜材料化学组成，可分为纤维素膜和非纤维素膜，膜材料物理结构，可分为非对称膜和复合膜。,其孔结构随深度而变化的膜，称为各向异性膜，又称非对称膜,醋酸纤维素膜分为表皮层和支撑层。总厚度 ，表皮层的厚度 ，微孔直径大约为 ，支撑层的小孔孔径很大，约有几千埃。,2.,二级反渗透制水工艺,二级反渗透制水工艺流程是，原水通过增压泵输送到双层石英砂过滤器、天然锰砂过滤器、活性碳过滤器、钠离子型软化器预处理后，再送入一级反渗透主机、二级反渗透主机进行反渗透处理，所得反渗透水经紫外线杀菌，精密过滤器过滤后送入贮存罐贮存。,一级反渗透所制得的水电导率在 之间。,二级反渗透制得的水，电导率,，,一般为 。,从二级反渗透装置出来的水经紫外线杀菌器杀菌，是防止纯水中有活的微生物存在，有的工艺流程还在紫外线杀菌器后设计了臭氧灭菌器，旨在对纯化水进行二次灭菌，以保证纯化水的洁净度。,气压式蒸馏水器运转正常后即可实现自动控制，产水量大，能满足各种类型制药生产需要。,制纯化水的设备有蒸馏器、电渗析仪、二级反渗透和离子交换柱等。,通过化学反应，使原水中重金属离子生成的重金属化合物沉淀，经过滤除去沉淀物的过程。,机械过滤器也称为压力式过滤器，由壳体、分布器、承重板、出水管、反冲洗进水管、反冲洗出水管、过滤介质等部件构成。,上段是进水预热室，下段是蒸发室。,（三）离子交换制纯化水工艺流程,机械过滤可以降低水中的阴阳离子浓度，但金属阳离子和非金属阴离子含量仍超标，工业上常采用离子交换法进一步脱盐，将这部分离子去除，其工艺流程如图,7-6,所示，所得纯水离子浓度很低，电导率可达 以上，称为去离子水。,第二节 蒸馏水器,注射用水的一项非常重要的指标是每毫升中含内毒素量不得超过,0.5EU,。热原是细菌内毒素，由蛋白质与磷脂多糖组成的高分子复合物。热源体积微小，具有耐热性，水溶性、不挥发性、不显电性等特征。,除去纯化水的微生物和热原，需要采用特殊设计的蒸馏器进行蒸馏。,一、单级塔式蒸馏水器,单级塔式蒸馏水器由蒸发锅、蛇管换热器、隔沫装置、废气排出器和冷凝器等部件组成。,塔式蒸馏水器结构,操作规程,先开启水汽分离器，再开启蒸汽阀门，待放出纯蒸汽后关闭水汽分离器的下部阀门。注意控制蒸发锅中的压力，以免有液滴进入冷凝器污染蒸馏水。,日常维护,在蒸馏水的生产过程中，要做到定时取样检查水质，确保水质量，要定期将水汽分离器、补水器、废气排出器的管路和蒸发锅里的残留污水和杂质清洗排除干净，否则会增加能耗，且有发生事故的危险。,二、多效蒸馏水器,多效蒸馏水机由蒸馏塔、冷凝器、高压水泵、控制中心等组成。蒸馏塔和冷凝器构成单效蒸馏器，多个单效蒸馏器组合成多效蒸馏水器。,（一）单元蒸发器结构,多效蒸馏水器的单元蒸发器由塔体、加热器、水分布器、蒸发室和汽液分离器等部件组成。,1.,加热器,有发夹式和蛇管式两种结构，起加热进料水的作用。,2.,蒸发室,蒸发室由加热器、密封壳体组成。蒸发方式有降膜蒸发与沸腾蒸发，蒸发器可分为列管式、蛇管式和板式三种。列管式蒸发器属于降膜式蒸发器，蛇管式蒸发器为沸腾式蒸发器。,3.,汽液分离器,单元蒸发器的汽液分离器用来分离蒸汽中的液滴，以除去液滴中的内毒素和热原等杂质。,旋风离心分离器,、,丝网除沫器,、,导流板撞击式分离器等,。,同时采用重力分离、螺旋分离和导流板撞击分离的技术。,（,1,）重力分离：,蒸发器列管中高速流出的汽流经闪蒸室后，其速度将降低到一定的值，汽流经转向向上流动，因重力作用，部分液滴从汽流中沉降下来。,（,2,）离心分离：,当汽流经过分离器时将完成一系列的旋转运动，由于旋转产生的离心力是重力的,2500,倍左右，可将汽流中的液滴分离出去，达到理想的分离效果。,三分离技术,（,3,）导流板撞击分离：,当带有液滴的汽流通过通道时，液滴会和挡板发生碰撞并残留在上面，最后以液膜的形式经排液管排走。,（,4,）,丝网除沫：,利用惯性碰撞、气体吸附、截留作用以及静电吸附来实现起液分离。对于,5m,以上的液滴，丝网除沫器的分离效率在,98,以上。,4.,塔体,单元蒸发器的塔体呈圆筒形，分为上下两段。上段是进水预热室，下段是蒸发室。塔体内壁与蒸发室外壁之间的螺旋板构成了由下向上的螺旋通道。,将加热器、汽液分离器、蒸发室筒体、蒸馏塔体用胀管工艺组装在端板上，连接上蒸馏水冷却器，即构成多效蒸馏水器的单元蒸发器。,（二）垂直串接式多效蒸馏水器,垂直串接多效蒸馏水器又称为塔式多效蒸馏水器，加热器为沉浸式蛇管，采用沸腾蒸发方式，其主要部件有分布器、汽液分离器等。,纯化水在第一效蒸馏器中蒸发后的浓缩液流向第二效，被喷淋到加热蛇管上升温至,120,并大量汽化，汽化后的浓缩液进入第三效加热室，升温后大量汽化，汽化后的浓缩液为浓盐水弃去。,1.,成品水的获得,生蒸汽进入第一效的蛇管加热器中，对纯化水加热后冷凝成液体水排出。汽化生成的二次蒸汽进入第二效蒸馏器的加热蛇管，在释放潜热后进入冷凝器冷凝为成品水，第二效产生的二次蒸汽，进入第三效蒸馏器的加热蛇管中进行热交换，在释放潜热后进入冷凝器冷凝为成品水。,2.,料液的流动,（三）水平串接式多效蒸馏水器,工艺流程,生蒸汽在第一效加热后经冷却器冷却后排出。,纯化水从蒸馏塔顶进入加热室，升温至,150,后经水分布器沿蒸发器列管内壁成膜状向下流动，受热沸腾大量汽化，生成的二次蒸汽自列管下部排出进入狭窄的螺旋通道，从下向上高速旋转流动，上升至螺旋通道顶端，从纯蒸汽出口排出，并作为加热蒸汽引入到下一效蒸馏器中。从第三效开始，由于纯蒸汽各项指标已达到要求，上一效所得纯蒸汽在下一效蒸馏器中释放热量后冷凝成液体，被引入冷凝器中进一步冷却后输入贮水罐贮存备用。,在强大的离心力作用下，蒸汽中夹带的液滴、液沫甩向塔体内壁，形成液膜并沿内壁环流通道向下流动，汇集于器底，与未蒸发的纯化水合并后进入下一效蒸馏器中继续蒸馏。,热原的去除,优点,在多效效蒸馏流程中，由于蒸馏塔、冷凝器各部件是用胀管工艺组装，所以杜绝了纯化水、冷却水、浓缩液、成品水、生蒸汽、二次蒸汽之间的交叉污染，且通过螺旋离心，将微生物和热原物质彻底分离，保证了成品水的质量，具有良好的可靠性。,多效效蒸馏流程将水蒸气的冷凝和纯化水的预热有机结合起来，达到了热量综合利用目的，降低了能源成本，经济指标较好。,三、气压式蒸馏水器,气压式蒸馏水器又称热压式蒸馏水器，其结构由自动进水器、热交换器、加热室、列管冷凝器及蒸汽压缩机、泵等组成。,气压式蒸馏水器工作原理是，将纯化水加热至沸腾气化，产生的二次蒸汽被蒸汽压缩机压缩而温度和压力都同时升高，被压缩的蒸汽经冷凝即得到成品蒸馏水。在蒸汽冷凝过程中所释放出的潜热可用作纯化水的预热。二次蒸汽经过压缩、净化、冷凝等过程后，在高温下已停留了约,45,分钟，可以保证生产出的蒸馏水无菌、无热原，符合药品生产质量管理规范的要求。,不需要冷凝水，通过列管换热器可回收余热对纯化水进行预热，降低了能耗；气压式蒸馏水器运转正常后即可实现自动控制，产水量大，能满足各种类型制药生产需要。,原理,优点,本章学习内容,气压式蒸馏水器,制水设备,纯化水生产设备,程,原水预处理设备,纯化水生产设备,絮凝沉降法,二级反渗透设备,蒸馏水器,单级塔式蒸馏水器,多效蒸馏水器,多效蒸馏器的基本结构,机械过滤设备,电渗析仪,离子交换制纯化水工艺流程,垂直串接式多效蒸馏水器,水平串接式多效蒸馏水器,第一节 纯化水生产设备,一、原水预处理设备,生活用自来水含有一定量的悬浮物、微生物、胶体、溶解气体、有机化合物、无机化合物、金属离子及其他杂质。,絮 凝,机械过滤,（一）絮凝沉降法,1.,絮凝原理,通过化学反应，使原水中重金属离子生成的重金属化合物沉淀，经过滤除去沉淀物的过程。,化学絮凝法,3.,精密过滤器,精密过滤器是一圆筒形过滤器，主要部件有金属壳体、滤芯。其中，金属壳体的外观结构可分为卡箍式、法兰式、吊环式等多种形式。,过滤器 过滤 滤芯 过滤器,一级反渗透所制得的水电导率在 之间。,二级反渗透制得的水，电导率,，,一般为 。,从二级反渗透装置出来的水经紫外线杀菌器杀菌，是防止纯水中有活的微生物存在，有的工艺流程还在紫外线杀菌器后设计了臭氧灭菌器，旨在对纯化水进行二次灭菌，以保证纯化水的洁净度。,（三）离子交换制纯化水工艺流程,机械过滤可以降低水中的阴阳离子浓度，但金属阳离子和非金属阴离子含量仍超标，工业上常采用离子交换法进一步脱盐，将这部分离子去除，其工艺流程如图,7-6,所示，所得纯水离子浓度很低，电导率可达 以上，称为去离子水。,（,4,）,丝网除沫：,利用惯性碰撞、气体吸附、截留作用以及静电吸附来实现起液分离。对于,5m,以上的液滴，丝网除沫器的分离效率在,98,以上。,4.,塔体,单元蒸发器的塔体呈圆筒形，分为上下两段。上段是进水预热室，下段是蒸发室。塔体内壁与蒸发室外壁之间的螺旋板构成了由下向上的螺旋通道。,将加热器、汽液分离器、蒸发室筒体、蒸馏塔体用胀管工艺组装在端板上，连接上蒸馏水冷却器，即构成多效蒸馏水器的单元蒸发器。,在强大的离心力作用下，蒸汽中夹带的液滴、液沫甩向塔体内壁，形成液膜并沿内壁环流通道向下流动，汇集于器底，与未蒸发的纯化水合并后进入下一效蒸馏器中继续蒸馏。,热原的去除,优点,在多效效蒸馏流程中，由于蒸馏塔、冷凝器各部件是用胀管工艺组装，所以杜绝了纯化水、冷却水、浓缩液、成品水、生蒸汽、二次蒸汽之间的交叉污染，且通过螺旋离心，将微生物和热原物质彻底分离，保证了成品水的质量，具有良好的可靠性。,多效效蒸馏流程将水蒸气的冷凝和纯化水的预热有机结合起来，达到了热量综合利用目的，降低了能源成本，经济指标较好。,