RU2780008C1 - Method for continuous production of water for injections and set for implementation thereof - Google Patents
Method for continuous production of water for injections and set for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780008C1 RU2780008C1 RU2021121544A RU2021121544A RU2780008C1 RU 2780008 C1 RU2780008 C1 RU 2780008C1 RU 2021121544 A RU2021121544 A RU 2021121544A RU 2021121544 A RU2021121544 A RU 2021121544A RU 2780008 C1 RU2780008 C1 RU 2780008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- wfi
- heat exchanger
- ultrafiltration
- ultrafiltration module
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 136
- 239000007924 injection Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 title description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000008215 water for injection Substances 0.000 claims description 70
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 30
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 14
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 9
- 238000009296 electrodeionization Methods 0.000 claims description 7
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 10
- 230000001698 pyrogenic Effects 0.000 description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 239000012523 bacterial endotoxin Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000008238 pharmaceutical water Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 102000037197 Anion exchangers Human genes 0.000 description 1
- 108091006437 Anion exchangers Proteins 0.000 description 1
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 1
- 229920002521 Macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 1
- 210000003462 Veins Anatomy 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogens Species 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 235000021271 drinking Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday Effects 0.000 description 1
- 230000004634 feeding behavior Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002510 pyrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 200000000019 wound Diseases 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу и устройству для получения воды, отвечающей фармакопейным требованиям, предъявляемым к категории воды для фармацевтического применения, и может быть использовано в медицине для получения воды для инъекций (ВДИ) методом ультрафильтрации.The invention relates to a method and device for producing water that meets the pharmacopoeial requirements for the category of water for pharmaceutical use, and can be used in medicine to obtain water for injection (WFI) by ultrafiltration.
При ультрафильтрации воду очищают путем пропускания через полупроницаемую мембрану с размером пор 0,002…0,1 мкм (наноразмерными порами). В получении воды для инъекций ультрафильтрация позволяет очистить воду от пирогенов, бактериальных эндотоксинов, микрообрганизмов и других микробных загрязнителей и макромолекул. Основная трудность заключается в том, что мембраны для ультрафильтрации подвержены загрязнению, заиливанию, поэтому ультрафильтрацию используют как промежуточную или заключительную стадию очистки воды.During ultrafiltration, water is purified by passing through a semi-permeable membrane with a pore size of 0.002 ... 0.1 microns (nanosized pores). In the production of water for injection, ultrafiltration allows you to purify water from pyrogens, bacterial endotoxins, microorganisms and other microbial pollutants and macromolecules. The main difficulty lies in the fact that ultrafiltration membranes are prone to contamination, silting, so ultrafiltration is used as an intermediate or final stage of water purification.
Известен способ очистки воды с помощью ультрафильтрации (см., патент RU 2606610 С2, кл. МПК C02F 1/04, C02F 1/08, C02F 1/42, C02F 1/56, опубл. 10.01.2017). Согласно описанию изобретения, воду (сточную от производства поливинилхлорида) можно обрабатывать на этапе очистки, включающей микрофильтрацию или ультрафильтрацию. Микрофильтрацию и ультрафильтрацию осуществляют, в частности, для удаления очень мелкодисперсных частиц из сточных вод. Фильтрующий элемент - это, предпочтительно, мембрана. Материал фильтрующего элемента может быть керамическим фильтром, металлокерамическими, металлическими волокнами или полимерными мембранами. Это может быть фильтрация, известная как "противоточная (ПТ) фильтрация" с тангенциальным введением фильтруемых сточных вод. Фильтрация сочетается с очисткой сточных вод путем испарения и конденсации. Очищенные, испаренные сточные воды, в некоторых случаях подвергнутые рекомпрессии, как указано выше, могут быть источником тепла, необходимого для испарения загрязненных сточных вод, путем повторной конденсации посредством теплообмена в соответствующих частях испарителя. Соответствующие измерения в отношении сухого осадка сточных вод и концентратов, отделенного после очистки, показывают, что содержание загрязнения в последних может быть даже в 300 раз больше, чем в сточных водах.A known method of water purification using ultrafiltration (see, patent RU 2606610 C2, class IPC C02F 1/04, C02F 1/08, C02F 1/42, C02F 1/56, publ. 10.01.2017). According to the description of the invention, water (effluent from the production of polyvinyl chloride) can be treated with a purification step, including microfiltration or ultrafiltration. Microfiltration and ultrafiltration are carried out, in particular, to remove very fine particles from wastewater. The filter element is preferably a membrane. The material of the filter element can be a ceramic filter, cermet, metal fibers or polymer membranes. This may be filtration, known as "countercurrent (CW) filtration" with the tangential introduction of filtered wastewater. Filtration is combined with wastewater treatment by evaporation and condensation. The treated, evaporated wastewater, in some cases recompressed as above, can provide the heat needed to evaporate the contaminated wastewater by re-condensing through heat exchange in the appropriate parts of the evaporator. Appropriate measurements with respect to dry sewage sludge and concentrates separated after treatment show that the content of contamination in the latter can be even 300 times greater than in wastewater.
Известный способ обеспечивает только получение из сточных вод технической воды, пригодной для применения в производстве полимеров, в охлаждающих башнях, для промывки и очистки, а также сточной воды экологически приемлемого качества и не обеспечивает получение воды для инъекций фармакопейного качества.The known method provides only the production of process water from wastewater suitable for use in the production of polymers, in cooling towers, for washing and cleaning, as well as wastewater of environmentally acceptable quality and does not provide water for injection of pharmacopoeial quality.
Известна установка для получения воды для инъекций «Владистарт», присоединенная к устройству для дистилляции, и представляющая собой закрытую систему со сменными мембранными фильтрами. Она состоит непосредственно из блока фильтрации (предфильтрации и ультрафильтрации), нагнетального насоса и емкости с устройством для стерильного "дыхания" (филтьтром-сепаратором воздушным), соединенных трубопроводом с запорной арматурой. Два варианта установки рассчитаны на производительность до 100 л/ч и до 800 л/ч по апирогенной воде. Мембранный модуль - прямоугольная кассета с пакетом от 1 до 7 механически и термически прочных ультрафильтрационных мембрана из триацетата целлюлозы, установленная в фильтродержателе. Перед фильтром установлен пред фильтр для удаления случайных взвесей и продления срока службы модуля. По окончании фильтрации шланг, подающий воду из блока фильтрации, отключается, и бутыль остается плотно закрытой для последующей транспортировки (см., http://medprom.ru/medprom/mpp_0004502).Known installation for the production of water for injection "Vladistart", attached to the device for distillation, and representing a closed system with replaceable membrane filters. It consists directly of a filtration unit (pre-filtration and ultrafiltration), a pressure pump and a container with a device for sterile "breathing" (air filter-separator), connected by a pipeline with shut-off valves. The two installation options are designed for capacities up to 100 l/h and up to 800 l/h for pyrogen-free water. Membrane module - a rectangular cassette with a package of 1 to 7 mechanically and thermally strong ultrafiltration membranes made of cellulose triacetate, installed in the filter holder. Before the filter, a pre-filter is installed to remove random suspensions and extend the life of the module. Upon completion of filtration, the hose supplying water from the filtration unit is turned off, and the bottle remains tightly closed for subsequent transportation (see http://medprom.ru/medprom/mpp_0004502).
Установка позволяет из воды очищенной получить воду, соответствующую требованиям ФС «Вода для инъекций».The installation allows to obtain water from purified water that meets the requirements of the FS "Water for injections".
Однако известная установка непригодна для непрерывного получения воды для инъекций, а работает периодически.However, the known installation is not suitable for continuous production of water for injection, but works intermittently.
Известны способ и устройство для непрерывного получения воды для инъекций (см., патент RU 2258045 С1, кл. МПК C02F 9/08, C02F 9/08, C02F 1/28, C02F 1/42, C02F 1/44, C02F 1/58, C02F 103/04, опубл. 10.08.2005). В способе получения воды для инъекций из вод природных источников, включающем грубую очистку на фильтре и стерилизацию, воду из открытых водоемов вначале подвергают очистке на фильтре предварительной очистки, после очистки на фильтре грубой очистки проводят ультрафильтрацию, дополнительную обработку до качества питьевой осуществляют посредством обратного осмоса, а после сорбции на угольных материалах питьевую воду последовательно подвергают катионо- и анионообмену, после чего стерилизуют, при этом контроль качества воды осуществляют в непрерывном режиме по величине удельного электрического сопротивления. Установка для реализации способа включает фильтр грубой очистки и стерилизующее устройство и дополнительно фильтр предварительной очистки, нагнетающий насос, подводящую магистраль, ультрафильтр, насос высокого давления, обратноосмотический фильтр, измерители удельного электрического сопротивления, угольный фильтр, сорбционный фильтр, фильтр катионитный, фильтр анионитный, фильтр-патрон для стерилизации, причем обратноосмотический фильтр дополнительно подключен к магистрали сброса, фильтр анионитный имеет дополнительный выход к сборнику очищенной воды, а фильтр-патрон для стерилизации - к сборнику воды для инъекций, в установке предусмотрена возможность рециркуляции очищаемой воды. Ультрафильтр реализован на пористых волокнах, при помощи которых достигается очистка от высокомолекулярных органических соединений и суспендированных коллоидных частиц (например, в патронах ВКУ (селективность 60%)) с размерами пор 0,01 мкм. После обработки воды на стадии обратного осмоса - показатель удельного электрического сопротивления, равный не менее 0,1 МОмсм (при температуре (20,0±1,0)°С), после обработки воды на стадиях ионного обмена - показатель удельного электрического сопротивления в пределах от 0,5 до 2,5 МОм⋅м (при температуре (20,0±1,0)°С), что соответствует удельной электрической проводимости 0,4-2,0 мкСм/см.Known method and device for continuous production of water for injection (see patent RU 2258045 C1, class IPC C02F 9/08, C02F 9/08, C02F 1/28, C02F 1/42, C02F 1/44, C02F 1/ 58, C02F 103/04, published 8/10/2005). In the method for obtaining water for injection from waters of natural sources, including coarse filtering and sterilization, water from open reservoirs is first subjected to purification on a preliminary filter, after purification on a coarse filter, ultrafiltration is carried out, additional processing to drinking quality is carried out by means of reverse osmosis, and after sorption on coal materials, drinking water is sequentially subjected to cation and anion exchange, after which it is sterilized, while water quality control is carried out in a continuous mode according to the electrical resistivity value. The installation for implementing the method includes a coarse filter and a sterilizing device and additionally a pre-filter, a pressure pump, a supply line, an ultrafilter, a high pressure pump, a reverse osmosis filter, electrical resistivity meters, a carbon filter, a sorption filter, a cation exchange filter, an anion exchange filter, a filter - cartridge for sterilization, moreover, the reverse osmosis filter is additionally connected to the discharge line, the anion exchanger filter has an additional outlet to the purified water collector, and the filter cartridge for sterilization - to the collector of water for injection, the installation provides for the possibility of recirculating treated water. The ultrafilter is implemented on porous fibers, with the help of which purification from high-molecular organic compounds and suspended colloidal particles is achieved (for example, in VKU cartridges (selectivity 60%)) with a pore size of 0.01 μm. After water treatment at the reverse osmosis stage - an indicator of electrical resistivity equal to at least 0.1 MΩ cm (at a temperature of (20.0 ± 1.0) ° C), after treatment of water at the stages of ion exchange - an indicator of electrical resistivity within from 0.5 to 2.5 MΩ⋅m (at a temperature of (20.0 ± 1.0) ° C), which corresponds to a specific electrical conductivity of 0.4-2.0 μS/cm.
Установка позволяет получать из воды природных источников воду, полностью соответствующую требованиям ФС 42-2620-97 "Вода для инъекций". Производительность установки в условиях Северо-Западного региона составляет в весенне-летний период от 30 до 35 л/ч, осенне-зимний - от 25 до 30 л/ч.The installation makes it possible to obtain water from natural sources that fully complies with the requirements of FS 42-2620-97 "Water for injections". The productivity of the unit in the conditions of the North-West region is from 30 to 35 l/h in the spring-summer period, from 25 to 30 l/h in the autumn-winter period.
Недостатком способа и установки является низкая производительность. Полученная вода соответствует требованиям ФС 42-2620-97 "Вода для инъекций", утратившим силу, но не соответствует современным требованиям к воде для инъекций. Кроме этого, известная установка может применяться только вблизи природных источников, от которых нужно транспортировать воду, а использование ионнообменных смол сопряжено с загрязнением воды органическими соединениями, выделяющимся из самих ионообменных смол, а также кислотами и щелочами, применяемыми для их регенерации.The disadvantage of the method and installation is low productivity. The resulting water complies with the requirements of FS 42-2620-97 "Water for injection", which has become invalid, but does not meet modern requirements for water for injection. In addition, the known installation can only be used near natural sources from which water must be transported, and the use of ion-exchange resins is associated with water pollution with organic compounds released from the ion-exchange resins themselves, as well as acids and alkalis used for their regeneration.
Известны способ и установка для получения непирогенной воды для инъекций (патент RU 2094393 С1, кл. МПК C02F 9/00, C02F 1/46, C02F 1/78, опубл. 27.10.1997). Способ включает фильтрацию, сорбцию, ступенчатую обработку воды в диафрагменных электролизерах с нерастворимыми электродами, при котором анолит направляют на подпитку потока воды перед сорбцией, а католит после каждой ступени электролиза поступает на следующую с отведением потока из последней ступени на подпитку исходной воды, отбор обработанной воды потребителем, причем обработке подвергают питьевую и/или дистиллированную воду с дополнительным воздействием на нее ультрафиолетового облучения и озонирования при проведении стадий озонирования, сорбции и электролиза трехступенчатой обработкой в параллельно-последовательном режиме, при котором питьевую воду после фильтрации тремя параллельными потоками сначала подают на озонирование путем смешения воды на каждой ступени с озоновоздушной смесью, генерируемой из воздуха, а затем на сорбцию и электролиз, на который независимо также тремя параллельными потоками подают дистиллированную воду с добавлением в нее хлористого натрия, при этом остальной поток дистиллированной воды направляют на ультрафиолетовое облучение, трехстадийную микро- и ультрафильтрацию с отводом воды в сборник апирогенной воды и далее на I ступень озонирования, причем поток после I ступени сорбции подают на I ступень электролиза и/или на II ступень озонирования, поток воды после II ступени сорбции направляют на II ступень электролиза и/или на III ступень озонирования, а поток после III ступени сорбции подают на III ступень электролиза и/или отводят в сборник озонированной воды, и/или в сборник непирогенной воды, анолит после каждой ступени электролиза подают на подпитку воды перед соответствующей ступенью сорбции или направляют в сборник анолита, католит после III ступени электролиза смешивают с католитом I и II ступени и направляют в сборник католита или смешивают с потоком воды из сборника непирогенной воды и подают на подпитку дистиллированной воды перед ультрафиолетовым облучением и далее возвращают на I ступень озонирования для повторной обработки, а отбор обработанной воды потребителем осуществляют из сборника непирогенной воды после повторного цикла обработки в виде непирогенно-ионизированной воды, из сборников апирогенной и озонированной воды, а также из сборников анолита и католита.A method and apparatus for producing non-pyrogenic water for injection is known (patent RU 2094393 C1, class IPC C02F 9/00, C02F 1/46, C02F 1/78, publ. 27.10.1997). The method includes filtration, sorption, staged water treatment in diaphragm electrolyzers with insoluble electrodes, in which the anolyte is sent to feed the water flow before sorption, and the catholyte after each electrolysis stage enters the next one with the flow diverted from the last stage to feed the source water, the selection of treated water by the consumer, and drinking and / or distilled water is subjected to treatment with additional exposure to ultraviolet irradiation and ozonation during the stages of ozonation, sorption and electrolysis by three-stage processing in a parallel-sequential mode, in which drinking water after filtering by three parallel streams is first served for ozonation by mixing water at each stage with an ozone-air mixture generated from air, and then to sorption and electrolysis, to which distilled water is also independently supplied in three parallel streams with the addition of sodium chloride to it, while the rest The distilled water flow is directed to ultraviolet irradiation, three-stage micro- and ultrafiltration with water withdrawal to the pyrogen-free water collector and then to the I ozonation stage, and the flow after the I sorption stage is fed to the I stage of electrolysis and / or to the II stage of ozonation, the water flow after The second stage of sorption is sent to the second stage of electrolysis and / or to the third stage of ozonation, and the flow after the third stage of sorption is fed to the third stage of electrolysis and / or diverted to the ozonized water collector, and / or to the non-pyrogenic water collector, the anolyte is fed after each electrolysis stage for water make-up before the corresponding sorption stage or is sent to the anolyte collector, the catholyte after the III stage of electrolysis is mixed with the catholyte of the I and II stages and sent to the catholyte collector or mixed with the water flow from the non-pyrogenic water collector and fed to distilled water before ultraviolet irradiation and further return to the I stage of ozonation for re-treatment, and the selection of treated water by the consumer is carried out from the collector of non-pyrogenic water after a repeated cycle of treatment in the form of non-pyrogenic ionized water, from the collectors of pyrogen-free and ozonized water, as well as from the collectors of anolyte and catholyte.
Установка для многостадийной обработки воды содержит узел подачи исходной воды, фильтрующий блок, блок сорбционной очистки, блок электролизной обработки воды в диафрагменных электролизерах с нерастворимыми электродами, в котором анодное пространство первого электролизера соединено с блоком сорбционной очистки, катодные пространства всех электролизеров последовательно соединены между собой, а выход катодного пространства последнего электролизера соединен со средством подачи исходной воды, узел отбора обработанной воды потребителю, насосы, вентили, при этом установка снабжена ультрафиолетовым облучателем и соединенными с ним тремя микро- и ультрафильтрами, трехступенчатым озонатором, тремя генераторами озона, последовательно соединенными с тремя ступенями озонатора и параллельно подключенными к линии подачи атмосферного воздуха, содержащей воздушный фильтр, компрессор, холодильник и сушильную камеру, при этом блок сорбционной очистки содержит три фильтра с загрузкой из активированного угля, последовательно соединенные на входе с выходами трех ступеней озонатора, блок электролизной обработки воды содержит три электролизера, узел подачи воды включает средство подачи питьевой воды, соединенное через вентиль с фильтрующим блоком, выход которого параллельно подключен к трем ступеням озонатора, а также средство подачи дистиллированной воды, параллельно соединенное с емкостью для хлористого натрия и через вентиль, сборник дистиллированной воды, насос и обратный клапан с ультрафиолетовым облучателем, последовательно установленными тремя микро- и ультрафильтрами и через вентиль со сборником апирогенной воды, причем выход второго фильтра соединен через вентиль со сборником дистиллированной воды, выход сборника апирогенной воды через насос и вентиль соединен с входом I ступени озонатора, а выход емкости для хлористого натрия соединен с входами трех электролизеров, которые через вентили соединены также с выходами трех сорбционных фильтров, при этом выход первого фильтра через вентиль соединен с входом II ступени озонатора, выход второго фильтра через вентиль соединен с входом III ступени озонатора, а выход третьего фильтра через вентили параллельно соединен со сборниками озонированной и непирогенной воды, выходы из анодного пространства трех электролизеров соединены через вентили с входами трех сорбционных фильтров и через вентили со сборником анолита, выход из катодного пространства третьего электролизера через вентиль и насос соединен с выходом сборника непирогенной воды и входом ультрафиолетового облучателя, узел отбора обработанной воды потребителем содержит средства отбора воды, соединенные через вентили со сборниками непирогенной воды, озонированной и апирогенной воды, а также анолита и католита.The installation for multi-stage water treatment contains a source water supply unit, a filtering unit, a sorption purification unit, a water electrolysis treatment unit in diaphragm electrolyzers with insoluble electrodes, in which the anode space of the first electrolyzer is connected to the sorption purification unit, the cathode spaces of all electrolyzers are connected in series with each other, and the outlet of the cathode space of the last electrolyzer is connected to the source water supply, the treated water withdrawal unit to the consumer, pumps, valves, while the installation is equipped with an ultraviolet irradiator and three micro- and ultrafilters connected to it, a three-stage ozonizer, three ozone generators connected in series with three ozonizer stages and connected in parallel to the atmospheric air supply line containing an air filter, a compressor, a refrigerator and a drying chamber, while the sorption purification unit contains three filters loaded with activated carbon The filters connected in series at the inlet with the outputs of the three stages of the ozonizer, the electrolysis water treatment unit contains three electrolyzers, the water supply unit includes a means for supplying drinking water connected through a valve to the filter unit, the output of which is connected in parallel to the three stages of the ozonator, as well as a means for supplying distilled water. water, connected in parallel to the tank for sodium chloride and through a valve, a collection of distilled water, a pump and a check valve with an ultraviolet irradiator, three micro- and ultrafilters installed in series and through a valve with a collection of pyrogen-free water, and the output of the second filter is connected through a valve to a collection of distilled water. water, the outlet of the pyrogen-free water collector through a pump and a valve is connected to the inlet of the 1st stage of the ozonator, and the outlet of the tank for sodium chloride is connected to the inlets of three electrolyzers, which are also connected through valves to the outlets of three sorption filters, while the outlet of the first filter through the veins The style is connected to the inlet of the 2nd stage of the ozonator, the outlet of the second filter is connected through the valve to the inlet of the 3rd stage of the ozonator, and the outlet of the third filter through the valves is connected in parallel with the collectors of ozonized and non-pyrogenic water, the outlets from the anode space of the three electrolyzers are connected through the valves to the inlets of the three sorption filters and through valves with an anolyte collector, the outlet from the cathode space of the third electrolyzer through a valve and a pump is connected to the outlet of the non-pyrogenic water collector and the inlet of the ultraviolet irradiator, the treated water selection unit by the consumer contains water sampling means connected through valves to the non-pyrogenic water, ozonized and pyrogen-free water collectors, as well as anolyte and catholyte.
Известный способ многостадийной обработки воды и установка для его осуществления позволяют повысить степень очистки дистиллированной воды от пирогенных веществ (микроорганизмов) бактериального и животного происхождения за счет комплексного (одновременного и неоднократного) воздействия ультрафиолетового облучения, компрессированного трехступенчатого озонирования озоно-воздушной смесью и электролизной ионизации воды, получить биологически активную, ионизированную воду (католит с рН не менее 11), стимулирующую заживление ран, ожогов и лечение других заболеваний, получить бактерицидную, стерилизующую, ионизированную воду (анолит с рН не более 3), получить "родниковую" питьевую воду, свободную от токсических веществ, болезнетворных микроорганизмов и канцерогенных микроэлементов - обеззараженную, обесцвеченную и без запахов воду (в разных режимах работы установки)The known method of multi-stage water treatment and installation for its implementation can increase the degree of purification of distilled water from pyrogenic substances (microorganisms) of bacterial and animal origin due to the complex (simultaneous and repeated) exposure to ultraviolet irradiation, compressed three-stage ozonation with an ozone-air mixture and electrolytic ionization of water, get biologically active, ionized water (catholyte with a pH of at least 11), which stimulates the healing of wounds, burns and the treatment of other diseases, get bactericidal, sterilizing, ionized water (anolyte with a pH of no more than 3), get toxic substances, pathogenic microorganisms and carcinogenic trace elements - disinfected, discolored and odorless water (in different operating modes of the installation)
Недостатком данного способа является его сложность, многостадийность, высокие капитальные и эксплуатационные затраты на получение воды для инъекций.The disadvantage of this method is its complexity, multi-stage, high capital and operating costs for obtaining water for injection.
Известен способ получения воды для инъекций с помощью сочетания обратного осмоса и последующей ультрафильтрации, причем отмечено, что после стадии обратного осмоса целесообразно использовать электродеионизацию. Мембраны для ультрафильтрации эксплуатируют в перекрестном потоке (тангенциальном потоке), чтобы на мембранах не накапливалась грязь - вдоль поверхности мембраны всегда идет поток, который уносит отделенный материал, благодаря чему наряду с фильтратом (пермеатом) образуется концентрат. Электродеионизацию проводят в ионообменном аппарате, обратный осмос в установке обратного осмоса, ультрафильтрацию в ультрафильтрационной мембранной установке (мембранном модуле) (Приходько А.Е., Валевко С.А. Методы предварительной подготовки и получения воды для фармацевтических целей //Химико-фармацевтический журнал, 2002, т. 36, №10, с. 31-40).A method is known for producing water for injection using a combination of reverse osmosis and subsequent ultrafiltration, and it is noted that after the reverse osmosis stage, it is advisable to use electrodeionization. Ultrafiltration membranes are operated in cross flow (tangential flow) so that dirt does not accumulate on the membranes - there is always a flow along the membrane surface, which carries away the separated material, due to which, along with the filtrate (permeate), a concentrate is formed. Electrodeionization is carried out in an ion exchange apparatus, reverse osmosis in a reverse osmosis unit, ultrafiltration in an ultrafiltration membrane unit (membrane module) (Prikhodko A.E., Valevko S.A. Methods of preliminary preparation and production of water for pharmaceutical purposes // Chemical and Pharmaceutical Journal, 2002, vol. 36, no. 10, pp. 31-40).
Основной недостаток данного способа получения воды для инъекций - это необходимость обеспечения дальнейшего хранения полученной воды.The main disadvantage of this method of obtaining water for injection is the need to ensure further storage of the resulting water.
Известны способ и установка для получения воды для инъекций (заявка US 2004/079700 А1, кл. МПК A61K 9/08, B01D 61/02, B01D 61/04, B01D 61/08, B01D 61/10, B01D 65/02, B01D 65/10, C02F 1/02, C02F 1/44, опубл. 29.04.2004).Known method and installation for producing water for injection (application US 2004/079700 A1, class IPC A61K 9/08, B01D 61/02, B01D 61/04, B01D 61/08, B01D 61/10, B01D 65/02, B01D 65/10, C02F 1/02, C02F 1/44, published 04/29/2004).
Способ включает предварительную обработку сырьевой воды, которая может включать комбинацию обратного осмоса и деионизации, возможно, снижение содержания солей в воде, и получение предварительно очищенной воды; направление предварительно очищенной воды прямо в высокотемпературный блок обратного осмоса через теплообменник и через насос, который обеспечивает высокое давление воды, подаваемой на мембрану; подачу воды на сторону мембраны обратного осмоса с высоким давлением и сбор и вывод воды для инъекций со стороны мембраны обратного осмоса с низким давлением при поддержании условий самоочищения. Окончательную мембранную фильтрацию воды, как и предварительную обработку воды, в известном способе осуществляют методом обратного осмоса.The method includes pre-treatment of the raw water, which may include a combination of reverse osmosis and deionization, possibly reducing the salt content in the water, and obtaining pre-purified water; directing pre-treated water directly to the high temperature reverse osmosis unit through a heat exchanger and through a pump that provides high pressure water to the membrane; supplying water to the high pressure reverse osmosis membrane side; and collecting and discharging water for injection from the low pressure reverse osmosis membrane side while maintaining self-cleaning conditions. The final membrane filtration of water, as well as pre-treatment of water, in a known method is carried out by reverse osmosis.
Система (установка) для получения воды для инъекций включает устройство ввода, устройство предварительной обработки исходной воды, устройство непрерывного высокотемпературного обратного осмоса, в которое подают предварительно очищенную воду, один или несколько теплообменников, устройство для хранения воды (накопительную емкость) и устройство вывода воды для инъекций. Устройство предварительной обработки исходной воды состоит из последовательно соединенных трубопроводом умягчителя (необязательно), второго устройства для обратного осмоса и деионизатора, предназначено для получения предварительно очищенной воды и соединено с устройством непрерывного высокотемпературного обратного осмоса через предварительный нагреватель и теплообменник. Устройство непрерывного высокотемпературного обратного осмоса включает насос для обеспечения высокого давления подаваемой на него воды и мембрану обратного осмоса. Температура мембраны обратного осмоса составляет, по крайней мере, около 60°С для поддержания самоочищения мембраны. В одной или более точек установки размещены датчики температуры, такие, как термопары. Другими элементами системы являются трубки, клапаны, прокладки.The system (installation) for producing water for injection includes an input device, a source water pretreatment device, a continuous high-temperature reverse osmosis device into which pretreated water is supplied, one or more heat exchangers, a water storage device (accumulation tank) and a water outlet device for injections. The raw water pre-treatment device consists of a softener (optional), a second reverse osmosis device and a deionizer connected in series with a pipeline, designed to obtain pre-purified water and connected to a continuous high-temperature reverse osmosis device through a preheater and a heat exchanger. The device for continuous high-temperature reverse osmosis includes a pump for providing high pressure of water supplied to it and a reverse osmosis membrane. The temperature of the reverse osmosis membrane is at least about 60° C. to keep the membrane self-cleaning. Temperature sensors, such as thermocouples, are placed at one or more points in the installation. Other elements of the system are pipes, valves, gaskets.
Благодаря самоочищению обеспечивается требуемое качество воды по эндотоксинам, а также удаляется 98.8-99.99% солей. Способ и установка обеспечивают получение воды для инъекций в горячем режиме с электропроводностью, соответствующей требуемой - менее 1.3 мкСм/см.Thanks to self-purification, the required water quality for endotoxins is ensured, and 98.8-99.99% of salts are removed. The method and installation ensure the production of water for injection in a hot mode with an electrical conductivity corresponding to the required one - less than 1.3 μS/cm.
Недостаток описанного технического решения заключается в том, что установка по производительности работает недостаточно стабильно - в первый час работы установки может обеспечиваться производительность 5.8 л/мин (348 л/ч), а спустя 60 часов работы она снижается до 3.725 л/мин (223.5 л/ч).The disadvantage of the described technical solution is that the performance of the installation is not stable enough - in the first hour of operation of the installation, a productivity of 5.8 l / min (348 l / h) can be provided, and after 60 hours of operation it decreases to 3.725 l / min (223.5 l /h).
Известный способ по совокупности существенных признаков и достигаемому результату может быть выбран как наиболее близкий аналог (прототип) для способа получения воды для инъекций.The known method according to the set of essential features and the achieved result can be selected as the closest analogue (prototype) for the method of obtaining water for injection.
Задача изобретения - получение воды для инъекций в потоке, чтобы избежать иризации системы хранения воды, при простоте обработки, возможности работы, как в горячем, так и холодном режимах, возможности получать воду для инъекций любой производительности и требуемого качества по эндотоксинам (согласно ФС.2.2.0020.19) при стабильной работе установки во всех режимах и при переключении между ними в условиях непрерывной ее работы в течение длительного времени.The objective of the invention is to obtain water for injection in a stream in order to avoid iridescence of the water storage system, with ease of processing, the ability to work both in hot and cold modes, the ability to obtain water for injection of any capacity and the required quality for endotoxins (according to FS.2.2 .0020.19) with stable operation of the unit in all modes and when switching between them in conditions of its continuous operation for a long time.
Для решения поставленной задачи в способе получения воды для инъекций (ВДИ), включающем предварительную очистку исходной воды обратным осмосом и электродеонизацие с получением предварительно очищенной воды, ее направление посредством циркуляционного насоса в теплообменник и на мембранную фильтрацию, а также последующий вывод целевого продукта - ВДИ, при этом предварительно очищенную воду подают в накопительную емкость, а оттуда непрерывно центробежным насосом - в теплообменник, в качестве мембранной фильтрации проводят тангенциальную ультрафильтрацию в ультрафильтрационном модуле, снабженном керамической мембраной, при обеспечении перепада давления в диапазоне от 0,1 МПа до 0,7 МПа с получением ВДИ, направляемой потребителю, а неиспользованную ВДИ возвращают в накопительную емкость.To solve the problem in the method for producing water for injection (WFI), including preliminary purification of the source water by reverse osmosis and electrodeonization to obtain pre-purified water, its direction through a circulation pump to a heat exchanger and membrane filtration, as well as the subsequent withdrawal of the target product - WFI, at the same time, the pre-purified water is supplied to the storage tank, and from there it is continuously fed by a centrifugal pump to the heat exchanger, as membrane filtration, tangential ultrafiltration is carried out in an ultrafiltration module equipped with a ceramic membrane, while ensuring a pressure drop in the range from 0.1 MPa to 0.7 MPa with the receipt of the VDI sent to the consumer, and the unused VDI is returned to the storage tank.
Ультрафильтрационный модуль по предлагаемому способу периодически подвергают химической и термической очистке путем введения моющего агента в воду, последующего пропускания воды через теплообменник для нагрева до температуры 60-80°С, подачи полученной горячей воды, содержащей моющий агент, в ультрафильтрационный модуль, выдерживания в нем в течение 30-120 мин и сброса отработанной воды после завершения химической и термической очистки.The ultrafiltration module according to the proposed method is periodically subjected to chemical and thermal cleaning by introducing a washing agent into the water, then passing the water through a heat exchanger to heat it to a temperature of 60-80°C, supplying the resulting hot water containing the washing agent to the ultrafiltration module, keeping it in for 30-120 minutes and discharge of waste water after completion of chemical and thermal treatment.
Для получения горячей ВДИ предварительно очищенную воду при пропускании через теплообменник нагревают до требуемой температуры.To obtain hot WFI, pre-purified water is heated to the required temperature while passing through a heat exchanger.
Также для решения поставленной задачи предложена установка для получения воды для инъекций (ВДИ), снабженная запорной арматурой и датчиками, устройствами обратного осмоса и электродеионизации, последовательно соединенными посредством трубопроводов и предназначенными для предварительной очистки исходной воды, а также блоком получения ВДИ, содержащим накопительную емкость и последовательно соединенные посредством трубопроводов теплообменник и мембранное устройство, в которой накопительная емкость сообщена с устройством электродеионизации, а также посредством циркуляционного насоса - с теплообменником, при этом мембранное устройство представляет собой ультрафильтрационный модуль с керамическими мембранами, выполненный с возможностью тангенциальнй ультрафильтрации с получением ВДИ, направляемой потребителю, и сообщенный с трубопроводом для возврата неиспользованной ВДИ в накопительную емкость, причем указанный блок получения ВДИ выполнен с возможностью обеспечения периодической химической и термической очистки.Also, to solve the problem, a plant for the production of water for injection (WFI) is proposed, equipped with shutoff valves and sensors, reverse osmosis and electrodeionization devices connected in series through pipelines and intended for preliminary purification of the source water, as well as a WFI production unit containing a storage tank and a heat exchanger and a membrane device connected in series through pipelines, in which the storage tank is in communication with the electrodeionization device, and also with the heat exchanger by means of a circulation pump, while the membrane device is an ultrafiltration module with ceramic membranes, made with the possibility of tangential ultrafiltration to obtain WFI sent to the consumer , and communicated with the pipeline for returning the unused WFI to the storage tank, and the specified WFI production unit is configured to provide periodic chemical and thermal cleaning.
Технический результат заключается в том, что установка для получения ВДИ представляет собой ультрафильтрационный модуль с трубопроводной обвязкой, интегрируемый в систему распределения воды фармакопейного качества качеством не ниже, чем вода очищенная (ВО) и удельной электропроводностью ниже, чем 1,1 мкСм/см при температуре 20°С, в условиях непрерывной работы установки в течении 3 (трех) месяцев, причем:The technical result consists in the fact that the installation for obtaining WFI is an ultrafiltration module with piping, integrated into the distribution system of pharmacopoeia-quality water with a quality not lower than purified water (PO) and a specific electrical conductivity lower than 1.1 μS/cm at a temperature 20°C, under conditions of continuous operation of the unit for 3 (three) months, and:
- в системе отсутствуют застойные и не промываемые участки,- there are no stagnant and non-washable areas in the system,
- фильтрация через мембранный модуль осуществляется непрерывно в тангенциальном режиме, что препятствует биообрастанию системы и обеспечивает стабильно высокое качество получаемой воды- filtration through the membrane module is carried out continuously in a tangential mode, which prevents biofouling of the system and ensures a consistently high quality of the resulting water
- отсутствуют потери воды при производстве ВДИ за счет возвращения всей неиспользуемой воды обратно в контур ВО,- there are no water losses in the production of WFI due to the return of all unused water back to the VO circuit,
- ВДИ может производиться и потребляться при заданной температуре и заданного объема в зависимости от потребностей производства,- VDI can be produced and consumed at a given temperature and a given volume, depending on the needs of production,
- использование специальных мембран и конструкция системы позволяет проводить термическую (включая паровую) и химическую санацию как системы получения ВДИ отдельно от контура распределения фармацевтической воды, так и в ее составе.- the use of special membranes and the design of the system makes it possible to carry out thermal (including steam) and chemical sanitation of both the WFI production system separately from the pharmaceutical water distribution circuit, and as part of it.
Воду для инъекций получают непосредственно в модуле ультрафильтрации и после получения сразу используют (потребляют), в отличие от прототипа. Не использованную ВДИ деклассифицируют, сливая в емкость ВО. Процесс повторяют непрерывно.Water for injection is obtained directly in the ultrafiltration module and is immediately used (consumed) after receipt, in contrast to the prototype. Unused VDI is declassified by pouring into a container of VO. The process is repeated continuously.
На Фиг. 1 показана схема установки для получения ВДИ, где:On FIG. 1 shows a diagram of the installation for obtaining VDI, where:
1 - устройство обратного осмоса1 - reverse osmosis device
2 - устройство электродеионизации2 - electrodeionization device
3 - накопительная емкость3 - storage capacity
4 - циркуляционный насос4 - circulation pump
5 - блок получения ВДИ5 - block receiving VDI
6 - трубопровод для возврата ВДИ в накопительную емкость6 - pipeline for returning VDI to the storage tank
7 - трубопровод для направления ВДИ потребителю7 - pipeline for sending VDI to the consumer
На Фиг. 2 показана принципиальная схема блока получения ВДИ, где:On FIG. 2 shows a schematic diagram of the block for obtaining VDI, where:
5.1.1 - теплообменник5.1.1 - heat exchanger
5.1.2 - мембранное устройство - ультрафильтрационный модуль с керамическими мембранами5.1.2 - membrane device - ultrafiltration module with ceramic membranes
5.1-5.7 – запорно-регулирующие краны5.1-5.7 - shut-off and control valves
5.8 - датчик расхода5.8 - flow sensor
5.9 - датчик измерения электропроводности5.9 - sensor for measuring electrical conductivity
5.10 - датчик измерения ТОС (общего органического углерода).5.10 - sensor for measuring TOC (total organic carbon).
Установку стационарно устанавливают на стену или на раму в точке потребления ВДИ и подсоединяют к трубопроводу для возврата ВДИ в накопительную емкость кранами 5.2 и 5.3. Для обеспечения потока воды через Установку в трубопроводе для возврата ВДИ в накопительную емкость устанавливают кран 5.1 или создают перепад давления за счет дросселирования (локального заужения потока) между кранами 5.2 и 5.3. С помощью крана 5.4 создают перепад давления через ультрафильтрационный модуль с керамическими мембранами - 5.1.2 и настраивают поток пермеата и поток концентрата. Отбор ВДИ производят посредством трубопровода для направления ВДИ потребителю с помощью крана 5.5. При отсутствии отбора неиспользуемую воду возвращают обратно в трубопровод для возврата ВДИ в накопительную емкость с помощью крана 5.3.The unit is permanently installed on a wall or on a frame at the WFI consumption point and connected to the pipeline for WFI return to the storage tank using taps 5.2 and 5.3. To ensure the flow of water through the Installation, a valve 5.1 is installed in the pipeline to return the VDI to the storage tank or a pressure difference is created due to throttling (local narrowing of the flow) between the valves 5.2 and 5.3. Using tap 5.4, a pressure difference is created through the ultrafiltration module with ceramic membranes - 5.1.2 and the permeate flow and the concentrate flow are adjusted. The selection of WFI is carried out by means of a pipeline for sending WFI to the consumer using a valve 5.5. In the absence of withdrawal, unused water is returned back to the pipeline to return the WFI to the storage tank using a valve 5.3.
Для термической санации и потребления воды заданной температуры в системе предусмотрен теплообменник (5.1.1).A heat exchanger (5.1.1) is provided in the system for thermal sanitation and consumption of water at a given temperature.
Для проведения химической очистки и санации предусмотрены краны 5.6 и 5.7.For chemical cleaning and sanitation, taps 5.6 and 5.7 are provided.
Качество воды контролируют с помощью контрольно-измерительных приборов:Water quality is controlled using instrumentation:
- датчики расхода 5.8 обеспечивают контроль скорости в линии трубопровода для направления ВДИ потребителю- flow sensors 5.8 provide control of the speed in the pipeline line to send the WFI to the consumer
- датчики электропроводности 5.9 - контроль качества производимой ВДИ (удельная электропроводность)- conductivity sensors 5.9 - quality control of produced WFI (electrical conductivity)
- датчики ТОС 5.10 - контроль качества производимой ВДИ (общий органический углерод, опционально).- TOC 5.10 sensors - quality control of produced WFI (total organic carbon, optional).
Работа установки автоматизирована, осуществляется с помощью щита управления на базе промышленного контроллера с возможностью визуализации и архивации (опционально).The operation of the installation is automated, carried out using a control panel based on an industrial controller with the possibility of visualization and archiving (optional).
Установка работает следующим образом.The installation works as follows.
В установке предусмотрены следующие основные режимы:The installation provides the following main modes:
Режим ожидания (отсутствует потребление ВДИ)Standby mode (no VDI consumption)
Режим производства холодной ВДИ (присутствует потребление ВДИ, температура потребления равна температуре исходной воды)Cold WFI production mode (WFI consumption is present, the consumption temperature is equal to the temperature of the source water)
Режим производства горячей ВДИ (присутствует потребление ВДИ, температура потребления отлична от температуры исходной воды)Hot WFI production mode (WFI consumption is present, the consumption temperature is different from the temperature of the source water)
Режим Сервисного обслуживания (Потребление ВДИ отсутствует, производится локальная химическая/термическая очистка Установки).Service maintenance mode (There is no WFI consumption, local chemical / thermal cleaning of the Unit is performed).
1. Режим ожидания. Воду фармакопейного качества качеством не ниже, чем Вода очищенная (ВО) и удельной электропроводностью ниже, чем 1,1 мкСм/см при температуре 20°С посредством трубопровода для возврата ВДИ в накопительную емкость подают на установку. Кран 5.1 прикрывают, чтобы обеспечить подачу воды через кран 5.2 на ультрафильтрационный модуль с керамическими мембранами (5.1.2). Кран 5.4 прикрывают, чтобы создать перепад давления на ультра фильтрационном модуле с керамическими мембранами и обеспечить поток через них. Фильтрация происходит в тангенциальном режиме. При этом с помощью крана 5.4, 5.1 и датчика расхода 5.8 настраивают и поддерживают турбулентный режим потока в трубопроводе для направления ВДИ потребителю.1. Standby mode. Pharmacopeial quality water of quality not lower than Purified Water (VO) and electrical conductivity lower than 1.1 μS/cm at a temperature of 20°C is fed to the plant through a pipeline for returning WFI to the storage tank. Tap 5.1 is closed to allow water to flow through tap 5.2 to the ultrafiltration module with ceramic membranes (5.1.2). Valve 5.4 is closed to create a pressure differential across the ultra filtration module with ceramic membranes and allow flow through them. Filtration occurs in tangential mode. At the same time, with the help of a valve 5.4, 5.1 and a flow sensor 5.8, the turbulent flow regime in the pipeline is adjusted and maintained to direct the WFI to the consumer.
Во всех остальных трубопроводах системы также поддерживают турбулентный режим течения и избыточное давление.In all other pipelines, the systems also maintain a turbulent flow regime and overpressure.
При отсутствии потребления ВДИ (кран 5.1 закрыт), воду возвращают обратно в трубопровод для возврата ВДИ в накопительную емкость. Качество получаемой воды контролируют датчиками 5.9 (электропроводность) и 5.10 (общий органический углерод).In the absence of WFI consumption (faucet 5.1 is closed), the water is returned back to the pipeline to return the WFI to the storage tank. The quality of the resulting water is controlled by sensors 5.9 (electrical conductivity) and 5.10 (total organic carbon).
2. Режим производства холодной ВДИ2. Mode of production of cold WFI
В данном режиме кран 5.5 открывают, и вся произведенная ВДИ поступает потребителям. Расход контролируют по датчику расхода 5.8.In this mode, the valve 5.5 is opened, and all produced WFI goes to consumers. The flow is controlled by the flow sensor 5.8.
Предусмотрена термическая санация перед отбором, аналогично процедуре нагрева и охлаждения, прописанной в разделе: «Режим производства горячей ВДИ» (см. ниже).Thermal sanitation is provided before sampling, similar to the heating and cooling procedure prescribed in the section: “Hot WFI Production Mode” (see below).
3 Режим производства горячей ВДИ3 Hot WFI production mode
В данном режиме перед открытием крана 5.5 (подача ВДИ потребителю) включают теплообменник (5.1.1), и происходит нагрев исходной воды до заданной температуры (60-80°С). До достижения заданной температуры санации кран 5.3 закрывают, и воду сбрасывают через кран 5.7 в канализацию. После выхода на режим по температуре закрывают кран 5.7 и открывают кран 5.5, и осуществляют отбор ВДИ.In this mode, before opening the valve 5.5 (supplying WDI to the consumer), the heat exchanger (5.1.1) is turned on, and the source water is heated to the desired temperature (60-80°C). Until the desired sanitation temperature is reached, the faucet 5.3 is closed, and the water is discharged through the faucet 5.7 into the sewer. After reaching the temperature mode, the valve 5.7 is closed and the valve 5.5 is opened, and the VDI is selected.
4. Режим Сервисного обслуживания4. Service mode
4.1. Процедура термической санации: В данном режиме процедуре нагрева и охлаждения аналогична прописанной в разделе: «Режим производства горячей ВДИ», а исключением отбора воды (кран 5.5 в данном режиме закрыт).4.1. Thermal sanitation procedure: In this mode, the heating and cooling procedure is similar to that prescribed in the section: “Hot WFI production mode”, with the exception of water withdrawal (tap 5.5 is closed in this mode).
4.2. Процедура химической санации:4.2. Chemical sanitation procedure:
Химическую санацию Установки осуществляют путем подключения CIP-мойки-к вентилям 5.6 и 5.7. Подключение организуют таким образом, чтобы образовать контур циркуляции через CIP-мойку и Установку.Chemical sanitation of the Units is carried out by connecting the CIP-washer to valves 5.6 and 5.7. The connection is organized in such a way as to form a circulation loop through the CIP-cleaner and the Plant.
Изобретение иллюстирируется нижеследующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
ПримерExample
В соответствие со схемой (Фиг. 2) была спроектирована и запущена заявляемая Установка производительностью 500 л/ч при температуре 18-22°С.In accordance with the scheme (Fig. 2) was designed and launched the proposed plant with a capacity of 500 l/h at a temperature of 18-22°C.
Испытания установки проводят непрерывно в течении 3 (трех) месяцев.Installation tests are carried out continuously for 3 (three) months.
За время испытаний были:During the tests were:
- проведены проверки при разных исходных параметрах системы (давление, расход, температура),- tests were carried out at different initial parameters of the system (pressure, flow, temperature),
- проверены работы режимов, а также ручного и автоматического переключения между ними,- checked the operation of the modes, as well as manual and automatic switching between them,
- проведены и отработаны процессы санации и химической очистки мембран.- the processes of rehabilitation and chemical cleaning of membranes were carried out and worked out.
Система показала стабильную работу во всех режимах и при переключении между ними при непрерывной работе в течение 3 (трех) месяцев.The system showed stable operation in all modes and when switching between them during continuous operation for 3 (three) months.
Параметры работы Установки в режиме ожидания (пример 1):Operating parameters Standby settings (example 1):
1. Расход в трубопроводе для возврата ВДИ в накопительную емкость фармацевтической воды - 13-15 м3/ч.1. Consumption in the pipeline for the return of VDI to the storage tank of pharmaceutical water - 13-15 m 3 / h.
1. Качество исходной воды - соответствует ФС.2.2.0020.18 «Вода очищенная», удельной электропроводность воды 0,3 мкСм/см при температуре 20°С1. The quality of the source water - corresponds to FS.2.2.0020.18 "Purified water", the specific electrical conductivity of water is 0.3 μS / cm at a temperature of 20 ° C
2. Давление на входе в Установку - 0,43МПа2. Pressure at the inlet to the Installation - 0.43 MPa
3. Температура на входе в Установку - 20,6°С3. Temperature at the inlet to the Unit - 20.6°С
4. Перепад давления по ультрафильтрационному модулю - 0,02МПа.4. Pressure drop across the ultrafiltration module - 0.02 MPa.
5. Перепад давления на керамических мембранах - 0,19МПа.5. Pressure drop across ceramic membranes - 0.19 MPa.
6. Производительность системы по ВДИ - 200 л/ч.6. Productivity of system on VDI - 200 l/h.
7. Температура ВДИ - 20,7°С7. VDI temperature - 20.7 ° C
8. Электропроводность ВДИ - 0,3 мкСм/см8. Electrical conductivity of VDI - 0.3 µS/cm
9. Микробиологическая чистота - 0 КОЕ/100 мл9. Microbiological purity - 0 CFU/100 ml
10. Бактериальные эндотоксины - менее 0,25 ЕЭ/мл10. Bacterial endotoxins - less than 0.25 EU/ml
Параметры работы Установки в режиме производства холодной ВДИ (пример 2):Operating parameters of the Plant in the cold WFI production mode (example 2):
1. Расход в трубопроводе для возврата ВДИ в накопительную емкость фармацевтической воды (расход, подаваемый на Установку) - 13-15 м3/ч.1. Consumption in the pipeline for the return of VDI to the storage tank of pharmaceutical water (flow rate supplied to the Plant) - 13-15 m 3 / h.
2. Качество исходной воды - соответствует ФС.2.2.0020.18 «Вода очищенная», удельной электропроводность воды 0,3 мкСм/см при температуре 20°С2. The quality of the source water - corresponds to FS.2.2.0020.18 "Purified water", the specific electrical conductivity of water is 0.3 μS / cm at a temperature of 20 ° C
3. Давление на входе в Установку - 0,45МПа3. Pressure at the inlet to the Installation - 0.45 MPa
4. Температура на входе в Установку - 20,1°С4. Temperature at the inlet to the Unit - 20.1°С
5. Перепад давления по ультрафильтрационному модулю - 0,00-0,01 МПа.5. Pressure drop across the ultrafiltration module - 0.00-0.01 MPa.
6. Перепад давления на керамических мембранах - 0,45МПа.6. Pressure drop across ceramic membranes - 0.45 MPa.
7. Производительность системы по ВДИ - 520 л/ч.7. Productivity of system on VDI - 520 l/h.
8. Температура ВДИ - 20,1°С8. VDI temperature - 20.1 ° C
9. Электропроводность ВДИ - 0,3 мкСм/см9. Electrical conductivity of VDI - 0.3 µS/cm
10. Микробиологическая чистота - 0 КОЕ/100 мл10. Microbiological purity - 0 CFU/100 ml
11. Бактериальные эндотоксины - менее 0,25 ЕЭ/мл.11. Bacterial endotoxins - less than 0.25 EU/ml.
Параметры работы Установки в режиме производства горячей ВДИ (пример 3):Operating parameters of the Plant in the mode of production of hot WFI (example 3):
1. Расход в трубопроводе для возврата ВДИ в накопительную емкость фармацевтической воды (расход подаваемый на Установку) - 13-15 м3/ч.1. The flow rate in the pipeline for the return of WFI to the storage tank of pharmaceutical water (flow rate supplied to the Unit) - 13-15 m 3 / h.
2. Качество исходной воды - соответствует ФС.2.2.0020.18 «Вода очищенная», удельной электропроводность воды 0,3 мкСм/см при температуре 20°С2. The quality of the source water - corresponds to FS.2.2.0020.18 "Purified water", the specific electrical conductivity of water is 0.3 μS / cm at a temperature of 20 ° C
3. Давление на входе в Установку - 0,48МПа.3. Pressure at the inlet to the Unit - 0.48 MPa.
4. Температура на входе в Установку - 20,8°С.4. The temperature at the inlet to the Unit is 20.8°С.
5. Перепад давления по ультрафильтрационному модулю - 0,00-0,01 МПа.5. Pressure drop across the ultrafiltration module - 0.00-0.01 MPa.
6. Перепад давления на керамических мембранах - 0,48МПа.6. Pressure drop across ceramic membranes - 0.48 MPa.
7. Производительность системы по ВДИ - 650 л/ч.7. Productivity of system on VDI - 650 l/h.
8. Температура ВДИ - 65°С.8. WFI temperature - 65°С.
9. Электропроводность ВДИ - 0,7 мкСм/см.9. Electrical conductivity of VDI - 0.7 µS/cm.
10. Микробиологическая чистота - 0 КОЕ/100 мл.10. Microbiological purity - 0 CFU/100 ml.
11. Бактериальные эндотоксины - менее 0,25 ЕЭ/мл.11. Bacterial endotoxins - less than 0.25 EU/ml.
Параметры работы установки приведены в таблице.The operating parameters of the installation are given in the table.
Контроль эффективности предлагаемого способа и устройства осуществляют с помощью анализа показателей качества получаемой воды для инъекций. Отборы проб проводились каждый день на протяжении 30 дней. Система показала стабильную работу во всех режимах и при переключении между ними при непрерывной работе в течение 3 (трех) месяцев.Control of the effectiveness of the proposed method and device is carried out by analyzing the quality indicators of the resulting water for injection. Sampling was carried out every day for 30 days. The system showed stable operation in all modes and when switching between them during continuous operation for 3 (three) months.
Таким образом, проведенные испытания показывают, что предлагаемый способ и устройство для его реализации обеспечивают качество образцов ВДИ, соответствующее требованиям Фармокопейной статьи ФС.2.2.0020.19 «Вода для инъекций» по всем параметрам.Thus, the tests carried out show that the proposed method and device for its implementation provide the quality of WFI samples that meets the requirements of the Pharmacopoeia article FS.2.2.0020.19 "Water for injection" in all respects.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780008C1 true RU2780008C1 (en) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2094393C1 (en) * | 1993-04-22 | 1997-10-27 | Государственный научно-исследовательский институт экстремальной медицины, полевой фармации и медицинской техники Министерства обороны Российской Федерации | Process of multistage treatment of water and plant for its realization |
US20040079700A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-04-29 | Jonathan Wood | Production of water for injection using reverse osmosis |
RU2258045C1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-08-10 | Макушенко Евгений Всеволодович | Method of preparation of water for injections from natural water sources and plant for realization of this method |
RU2606610C2 (en) * | 2010-11-04 | 2017-01-10 | Солвей Са | Method of processing and recycling of waste waters formed from production of polyvinyl chloride |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2094393C1 (en) * | 1993-04-22 | 1997-10-27 | Государственный научно-исследовательский институт экстремальной медицины, полевой фармации и медицинской техники Министерства обороны Российской Федерации | Process of multistage treatment of water and plant for its realization |
US20040079700A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-04-29 | Jonathan Wood | Production of water for injection using reverse osmosis |
RU2258045C1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-08-10 | Макушенко Евгений Всеволодович | Method of preparation of water for injections from natural water sources and plant for realization of this method |
RU2606610C2 (en) * | 2010-11-04 | 2017-01-10 | Солвей Са | Method of processing and recycling of waste waters formed from production of polyvinyl chloride |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПРИХОДЬКО А.Е., ВАЛЕВКО С.А., Методы предварительной подготовки и получения воды для фармацевтических целей (обзор), Химико-фармацевтический журнал, 2002, т. 36, no. 10, с.с. 31-40. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Leiknes | The effect of coupling coagulation and flocculation with membrane filtration in water treatment: A review | |
CN101514060B (en) | Device for treating emergency drinking water | |
KR100874269B1 (en) | High efficiency seawater electrolysis apparatus and electrolysis method including pretreatment process | |
RU2466099C2 (en) | Method of producing drinking water and device to this end | |
GB2249307A (en) | Process for purifying water by means of a combination of electrodialysis and reverse osmosis | |
JP2012130840A (en) | Reverse osmosis treatment apparatus | |
RU2258045C1 (en) | Method of preparation of water for injections from natural water sources and plant for realization of this method | |
RU74909U1 (en) | LIQUID ACTIVATION DEVICE | |
ES2662961T3 (en) | Method and system for water treatment | |
CN214571340U (en) | Deionized water treatment system | |
CN213623688U (en) | Ultrapure water system for reverse osmosis distillation ion exchange combined treatment | |
IE20140128A1 (en) | Rainwater purification system | |
CN211367282U (en) | High-purity water treatment system | |
CN201395538Y (en) | Emergency drinking water treatment equipment | |
CN212151943U (en) | Two-stage reverse osmosis purified water preparation and supply system | |
RU2780008C1 (en) | Method for continuous production of water for injections and set for implementation thereof | |
RU2656049C2 (en) | Universal mobile automatic complex water treatment installation umkva-1 | |
CN205442920U (en) | Water purification apparatus | |
CN210656542U (en) | Pure water preparation device | |
CN201704140U (en) | Integrated water treatment system | |
CN201793450U (en) | Water ultra-purifying plant for laboratory | |
RU2094393C1 (en) | Process of multistage treatment of water and plant for its realization | |
RU2819482C1 (en) | Method of producing purified water and water for injections using membrane method and system for its implementation | |
CN209923110U (en) | Pure water treatment device | |
JP2997099B2 (en) | System for producing sterile aqueous solution |