CN116143317B - 一种注射用水的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制药技术领域，具体公开一种注射用水的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将原水进行多级预处理，得预处理水；将所述预处理水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用改性聚酰胺膜，二级反渗透采用亲水改性的聚酰胺复合膜；将所述过滤水经多级预热、热压蒸馏，得汽水混合物，然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中控制热压蒸馏的压力为0.25MPa～0.28MPa。采用本申请提供的制备方法，得到TOC含量＜0.005mg/L的注射用水，产水量高达25T/h以上，产水效率高达94％，充分进行热能回收，满足以注射剂为主的连续大批量使用注射用水的生产型企业的需求。

Description

一种注射用水的制备方法

技术领域

本发明涉及制药技术领域，尤其涉及一种注射用水的制备方法。

背景技术

在制药行业，药品生产过程中使用的水主要有饮用水、纯化水、注射用水和无菌注射用水。其中，注射用水常用于溶解或稀释注射用的药物或制剂等，并在药品生产中大量使用。根据《中国药典》2010年版规定，注射用水必须使用蒸馏法制备，并且对总有机碳(TOC)的含量也做了明确了限定，要求TOC≤0.5mg/L。

有多种方法可以制备注射用水，其中热压式蒸馏法和单效蒸馏法是生产注射用水最常用的2种方法。单效蒸馏技术，技术成熟、无运动设备，所生产的蒸馏水只能满足现行欧洲、美国、日本和中国药典中关于注射用水的要求，但是，单效蒸馏采用的蒸汽较多，浓水排放量在15％以上，导致注射用水的生产成本较高，严重制约注射剂的制备。热压式蒸馏法，一般采用原料水在排管中沸腾，生成的蒸汽通过气液分离器去除蒸汽中的杂质，而该方法采用的设备占地面积小、自动化程度高、设备简单、节能潜力高，在汽源紧张时较易满足生产要求，且该方法的产水量更大，最大产量能达到20T/h。

伴随着注射剂市场需求量的增长，目前的热压式蒸馏法的产量并不能满足以注射剂为主的生产型企业对注射用水的需求。而且，因热压式蒸馏法的进水量大，所以对原水处理工序的水处理能力要求更高，以匹配热压蒸馏的进水要求。因此，亟需寻找一种注射用水的制备方法，对提高产水量和企业的节能减排具有重要意义。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种注射用水的制备方法，通过采用特定滤膜的双级反渗透，显著提高了盐的过滤效果和膜的通量，采用热压蒸馏的方式获得注射用水，流程短、整个操作系统全程封闭，避免了染菌风险，得到TOC含量＜0.005mg/L的注射用水，产水量高达25T/h以上，产水效率高达94％。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种注射用水的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将原水进行多级预处理，得预处理水；

步骤二、将所述预处理水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用改性聚酰胺膜，二级反渗透采用亲水改性的聚酰胺复合膜；

步骤三、将所述过滤水经多级预热、热压蒸馏，得汽水混合物，然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中控制热压蒸馏的压力为0.25MPa～0.28MPa。

相对于现有技术，本申请提供的注射用水的制备方法，具有以下优势：

本申请通过采用特定的滤膜进行双级反渗透，显著提高了盐的过滤效果和膜的通量，能够满足热压蒸馏的进水需求，使得注射用水的生产过程处于全程封闭状态，保证过滤水处于流动状态，避免水变质和染菌的风险；同时采用热压蒸馏获得注射用水，去除热源等有机杂质，并通过控制蒸馏压力可使得产水量高达25～26T/h，产水效率高达94％，满足大输液为主的生产型企业的需求；此外，制备的汽水混合物还进行热交换，得到70℃左右的注射用水，可直接用于下一步的使用，并能够对多余热量进行回收利用，降低企业生产成本。

可选的，所述多级预处理包括依次连通的多介质过滤工序、活性炭过滤工序和精密过滤工序。

通过优选的多级预处理过程，能够充分去除原水中的机械杂质，降低预处理水的浊度，利用活性炭进一步去除水中的残存的余氯、有机物、悬浮物的杂质，为后续的反渗透处理提供良好的条件。

可选的，所述多介质过滤工序采用的过滤层从上到下依次包括无烟煤层、直径为300μm～400μm的细砂层和直径为600μm～1000μm的粗砂层。

通过优选的过滤层，原水自上而下通过滤料时，水中的悬浮物经吸附、机械阻流而被无烟煤层截留下来，当水进入小粒径的石英砂层中，由于细砂排列更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，被截留在砂层中，从而得到澄清的水质。

可选的，所述精密过滤工序的滤芯为直径为5μm的钛棒。

通过优选的精密过滤，能够将水中的细菌、内毒素等去除，进一步提高水质。

可选的，所述一级反渗透的参数为：压力为1.2MPa～1.3MPa，温度为15℃～25℃。

可选的，所述二级反渗透的参数为：压力为1.4MPa～1.5MPa，温度为15℃～25℃。

通过优选的反渗透操作步骤，能够将预处理水中的金属离子充分去除，并且还具有高通水量，满足后续热压蒸馏的进水需求。

可选的，步骤二中，所述亲水改性的聚酰胺复合膜为N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜，其中，所述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜的制备过程为：

在30℃～40℃条件下，将聚酰胺复合膜在浓度为8wt％～10wt％的N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡3min～5min，干燥，得N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜。

通过原复合膜在N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡，N-甲基咪唑能强化聚酰胺中胺基和酰氯基的反应活性，使水更易进入并透过聚酰胺分离层，而水合盐离子更不易透过分离层，显著提高复合膜的通水量和盐截留率。

可选的，所述聚酰胺复合膜包括作为支撑层的氧化铝中空纤维，负载在所述支撑层上的聚丙烯腈过渡层，以及负载在所述过渡层上的聚酰胺活化层。

可选的，所述氧化铝中空纤维的厚度为105μm～120μm，孔径为3μm～7μm。

可选的，所述聚丙烯腈过渡层的厚度为60μm～70μm，孔径为18μm～25μm。

可选的，所述聚酰胺活化层的厚度为0.2μm～0.35μm，分子量为40～60kDa。

通过优选的复合膜，上述支撑层能与过渡层充分结合，并有利于水进入并通过，并增强聚酰胺活化层的机械强度；上述过渡层不仅能够支撑活化层，还能实现粗脱盐的目的；上述活化层能实现预处理水中的溶质的分离，充分去除水中的金属离子等杂质。

可选的，所述改性聚酰胺膜为季铵盐改性聚酰胺膜。

可选的，步骤三中，所述多级预热的具体过程为：将所述过滤水经第一次预热至35℃～38℃；再经第二次预热至60℃～65℃；再经第三次预热至92℃～95℃。

本申请通过优选的预热过程，将过滤水预热至92℃～95℃再进行热压蒸馏，不仅减少蒸汽的使用，实现热量回收利用，节能环保，还能促进过滤水迅速蒸发，提高产水量，一举多得。

本申请通过换热的方式对上述过滤水进行预热，换热的方式包括但不限于空压机换热、浓水换热或汽水混合物换热。

可选的，步骤三中，所述热压蒸馏过程中，控制所述过滤水占蒸发腔体积的50％～60％。

通过优选的过滤水占比，有利于过滤水迅速生成汽水混合物，提高产水量。

可选的，采用压缩机将所述汽水混合物抽至所述热压水机的蒸发腔内，与所述过滤水进行热交换。

通过优选的热交换过程，能够将多余的热量进行回收利用，节能环保。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供一种注射用水的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将原水依次经多介质过滤、活性炭过滤和直径为5μm的钛棒进行精密过滤，得预处理水；上述多介质过滤采用的过滤层从上到下依次包括无烟煤层、直径为350μm的石英砂层和直径为800μm的石英砂层；

步骤二、将所述过滤水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用季铵盐改性聚酰胺膜，压力为1.2MPa，温度为20℃；二级反渗透采用N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；压力为1.5MPa，温度为25℃；

上述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜的制备过程为：

在35℃条件下，将原复合膜在浓度为9wt％的N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡4min，得所述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；所述原复合膜包括作为支撑层的氧化铝中空纤维，其厚度为110μm、孔径为5μm；负载在所述支撑层上的聚丙烯腈过渡层，其厚度为66μm、孔径为20μm，以及负载在所述过渡层上的聚酰胺活化层，厚度为0.25μm，分子量为50kDa；

步骤三、将所述过滤水经空压机换热，预热至36℃±1℃；再经浓水换热，预热至61±1℃；再经汽水混合物换热，预热至93±1℃，然后进入热压水机进行热压蒸馏，得汽水混合物；然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中所述热压蒸馏的压力为0.25MPa。

实施例2

本发明实施例提供一种注射用水的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将原水依次经多介质过滤、活性炭过滤和直径为5μm的钛棒进行精密过滤，得预处理水；上述多介质过滤采用的过滤层从上到下依次包括无烟煤层、直径为300μm的石英砂层和直径为1000μm的石英砂层；

步骤二、将所述过滤水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用季铵盐改性聚酰胺膜，压力为1.3MPa，温度为25℃；二级反渗透采用N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；压力为1.4MPa，温度为25℃；

上述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜的制备过程为：

在30℃条件下，将原复合膜在浓度为10wt％的N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡5min，得所述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；所述原复合膜包括作为支撑层的氧化铝中空纤维，其厚度为120μm、孔径为7μm；负载在所述支撑层上的聚丙烯腈过渡层，其厚度为60μm、孔径为25μm，以及负载在所述过渡层上的聚酰胺活化层，厚度为0.20μm，分子量为40kDa；

步骤三、将所述过滤水经空压机换热，预热至37℃±1℃；再经浓水换热，预热至64±1℃；再经汽水混合物换热，预热至94±1℃，然后进入热压水机进行热压蒸馏，得汽水混合物；然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中所述热压蒸馏的压力为0.27MPa。

实施例3

本发明实施例提供一种注射用水的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将原水依次经多介质过滤、活性炭过滤和直径为5μm的钛棒进行精密过滤，得预处理水；上述多介质过滤采用的过滤层从上到下依次包括无烟煤层、直径为400μm的细砂层和直径为600μm的粗砂层；

步骤二、将所述过滤水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用季铵盐改性聚酰胺膜，压力为1.25MPa，温度为15℃；二级反渗透采用N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；压力为1.45MPa，温度为18℃；

上述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜的制备过程为：

在40℃条件下，将原复合膜在浓度为8wt％的N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡3min，得所述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜；所述原复合膜包括作为支撑层的氧化铝中空纤维，其厚度为105μm、孔径为3μm；负载在所述支撑层上的聚丙烯腈过渡层，其厚度为70μm、孔径为18μm，以及负载在所述过渡层上的聚酰胺活化层，厚度为0.35μm，分子量为60kDa；

步骤三、将所述过滤水经空压机换热，预热至36.8℃±1℃；再经浓水换热，预热至63±1℃；再经汽水混合物换热，预热至93±1℃，然后进入热压水机进行热压蒸馏，得汽水混合物；然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中所述热压蒸馏的压力为0.28MPa。

为了更好的说明本发明的技术方案，下面还通过对比例和本发明的实施例做进一步的对比。

对比例1

本对比例提供一种注射用水的制备方法，与实施例1的区别在于，所述热压蒸馏的压力为0.23MPa，其与步骤均与实施例1一致。

对比例2

本对比例提供一种注射用水的制备方法，与实施例1的区别在于，一级反渗透采用聚酰胺膜。

为了更好的说明本发明实施例提供的注射用水的特性，下面将实施例1～3以及对比例1～2制备的注射用水进行检测，其结果如下表1所示。

表1

从表1中可以看出，采用本申请提供的制备方法，得到TOC含量＜0.005mg/L的注射用水，产水量高达25～26T/h，产水效率高达94％，充分进行热能回收，节能减排，满足注射剂为主的生产型企业的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种注射用水的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将原水进行多级预处理，得预处理水；

步骤二、将所述预处理水经过双级反渗透，得过滤水，其中一级反渗透采用改性聚酰胺膜，二级反渗透采用亲水改性的聚酰胺复合膜；

步骤三、将所述过滤水经多级预热、热压蒸馏，得汽水混合物，然后对所述汽水混合物进行热交换、汽水分离，得所述注射用水，其中控制热压蒸馏的压力为0.25MPa～0.28MPa；

所述多级预处理包括依次连通的多介质过滤工序、活性炭过滤工序和精密过滤工序；

所述多介质过滤工序采用的过滤层从上到下依次包括无烟煤层、直径为300μm～400μm的细砂层和直径为600μm～1000μm的粗砂层；

所述精密过滤工序的滤芯为直径为5μm的钛棒；

所述一级反渗透的参数为：压力为1.2MPa～1.3MPa，温度为15℃～25℃；

所述二级反渗透的参数为：压力为1.4MPa～1.5MPa，温度为15℃～25℃；

所述改性聚酰胺膜为季铵盐改性聚酰胺膜；

步骤三中，所述多级预热的具体过程为：将所述过滤水经第一次预热至35℃～38℃；再经第二次预热至60℃～65℃；再经第三次预热至92℃～95℃。

2.如权利要求1所述的注射用水的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述亲水改性的聚酰胺复合膜为N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜，其中，所述N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜的制备过程为：

在30℃～40℃条件下，将聚酰胺复合膜在浓度为8wt％～10wt％的N-甲基咪唑的乙醚溶液中浸泡3min～5min，干燥，得N-甲基咪唑改性的聚酰胺复合膜。

3.如权利要求2所述的注射用水的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺复合膜包括作为支撑层的氧化铝中空纤维，负载在所述支撑层上的聚丙烯腈过渡层，以及负载在所述过渡层上的聚酰胺活化层。

4.如权利要求3所述的注射用水的制备方法，其特征在于：所述氧化铝中空纤维的厚度为105μm～120μm，孔径为3μm～7μm；和/或

所述聚丙烯腈过渡层的厚度为60μm～70μm，孔径为18μm～25μm；和/或

所述聚酰胺活化层的厚度为0.2μm～0.35μm，分子量为40～60kDa。

5.如权利要求1所述的注射用水的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述热压蒸馏过程中，控制所述过滤水占蒸发腔体积的50％～60％。