试析制药工程中反渗透技术的应用

刘峰源

摘 要：随着医药业的发展，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制药的要求，为了适应制药业的发展需要，反渗透膜技术这一先进、有效的水质净化技术广泛应用在制药行业的水处理系统中。笔者根据多年的工作经验，主要针对制药工程中反渗透技术的应用进行分析和讨论。

关键词：反渗透；制药工程；应用

反渗透技术是与二十世纪六十年代出现的一项隔膜分离新技术，是依靠反渗透膜在压力作用下与溶液中的溶剂、溶质进行交融和实现分离的过程。

1 反渗透技术

水作为一种特殊的物质存在于制药工业当中，在药品生产过程中，为了药品制作的需要，我們将水生产出离子水、纯化水、注射用水等等。在在用工艺用水技术生产制药用水的过程中，水质的质量与药品的质量密切相关，所以采用科学合理的技术生产制药用水极为重要。

1.1 反渗透技术概念

反渗透技术是当前国际上最为先进也是最为节能的膜分离技术，其工作原理也就是在大于溶液渗透压的作用力下，根据其他物质不能透过的膜将物质与水分分离出来，在采用该方法操作过程中，由于不需要加热，具有操作简便、环境污染小、能源消耗少、适应能力强等优点被广泛运用在制药工程中。渗透水自发的经过半透膜从溶液稀的一边流向浓的一边，间隔的半透膜只允许水通过，不允许其他溶解后的颗粒物质通过，因为水的这种自发流动，使得浓溶液也逐渐被稀释。在流动的过程中当间隔的两种溶液产生的压力差与水继续流动力相平衡时，就形成了一个相对稳定的状态，这个状态并不是说完全静止不动的，它是指水也在任意向两边流动，但数量上是相等的，所以用肉眼观察的就是一个相对静止的状态。在不受外力的情况下，这种平衡不会被打破，只有当压力大于渗透压时，两边的水才会又一次的流动直到新的平衡产生。

1.2 反渗透技术的工作原理

反渗透技术主要是根据渗透压的作用对有机物和水进行分离的，只要施加或降低压力就可以有效地把水分离出来，操作过程中的能耗自然而然就会比其他技术少很多。通过比较精密的膜制液体将实施对象进行分隔的技术，其工作原理在于利用精密膜液压力差值带来的动力，通过渗透膜使溶液中的溶剂能够分解出来。其中产生的压力差值又可称为渗透压，一般受溶液自身特性及其浓度、温度很大程度上能够影响渗透压的高低情况。而提到的反渗透膜是一种精密且比较复杂的装置，很容易出现堵塞或污染的情况，而且即便是微小的损伤也影响该装置的整体效能。所以要求使用反渗透膜时，必须保证进水的水质，通过分析水质特点、水质性质对原水进行处理，使反渗透膜装置应用过程中能够以水质符合标准为前提，实现高效能。

1.3 反渗透技术影响因素

（1）温度。反渗透膜对电导引起的水温变化非常敏感，水温升高直接导致水产量增加，渗透膜的水分子粘度下降是导致这个现象的主要原因。（2）压力。压力的升高使净压力升高，进化水压力自身不会对盐度造成影响，产水量加大而盐透度过量，就会影响产水量稀释透过膜的盐透含量。使盐透率进一步降低，从而影响脱盐率。（3）盐的浓度。水中盐分的含量用渗透压来表示，溶液中盐分含量高则相应的渗透压就高，当进水压不变的情况下净压的减小就会导致产水量降低。（4）渗透膜污染。渗透膜是整个渗透系统中非常重要的组成部分，因此膜的好坏直接影响到整个渗透过程的质量。但是在实际的生产过程中不能避免渗透膜遭到污染和损坏，其污染的主要形式有膜表面上的污垢堆积、金属氧化物污染、污物堵塞、胶体污染、以及微生物的污染，这些污染将会导致透水量下降，进一步引起压降和盐率提高。

1.4 反渗透技术的特点

反渗透膜的特点就是能够将其它物质排除在膜的外面，而只允许水通过。在膜的两侧形成静压，并保持膜分离的平衡状态，实现混合物的分离。反渗透分体技术的重要组成部分之一就是反渗透膜，其具有的节能环保、方便处理以及方便运用的特点是其它分离技术难以超越的，因此在制药工程的运用中得到大力推广。

2 制药工程中反渗透技术的应用

水以其异常出色的性质，成为制药工艺用途内的离子水、纯化水、注射用水和生物技术用水等工艺过程中重要的液态原材料，制药工程用水水质的优劣程度能直接地影响药品生产的质量。

2.1 纯化水水质

纯化水的水质指标有两套评价系统，第一套评价标准是《中华人民共和国药典》2000版二部规定的纯化水的各项化学指标：酸碱度、氯化物、硫酸盐与钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、二氧化碳、易氧化物、不挥发物和重金属等共11项；第二套评价标准是以电导率为指标，在《药品生产验证指南》2003版中规定的参考合格标准为电导率<11μS/cm。

2.2 纯化水处理工艺流程

纯化水处理系统中采用多介质过滤器、活性炭过滤器、加阻垢剂装置及保安过滤器作为反渗透的预处理系统，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质，使经过预处理后的水质符合反渗透的进水要求；然后进入程控二级反渗透装置，去除水中的溶解性盐类物质，在反渗透后端再用紫外线杀菌器和精密过滤器进行杀菌和过滤，符合《中国药典》2000版纯化水各项指标要求和《洁净厂房设计规范》的要求。

3 反渗透技术的发展前景

随着社会的快速发展，反渗透技术也广泛应用在社会各个领域，反渗透技术成为国内应用最广、发展速度最快的一种分离技术。从上个世纪九十年代开始到现在反渗透技术的应用以每年20%以上的增速发展，已经遍布全国的医疗卫生、电子生产、酒类生产、冶金等多个行业。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。随着科学技术的进步，反渗透技术也得到了一定的提高和发展，反渗透这种无污染、低成本的优势将给企业带来更多的效益。因此未来越多的企业开始研究反渗透技术，渗透膜是反渗透技术实施的关键，反渗透系统的工作质量直接决定了渗透膜的渗透功能，因此相关技术人员应该加大渗透膜的研发，研发出抗氧化能力、抗污染和抗腐蚀能力强的新型渗透膜。

结束语

纯化水是当前药剂制造过程中较为常用的一种工艺材料，并且根据药品性能的不同，对于纯化水的要求也是有着很大差异的，传统的离子交换法显然已经不能很好的满足现代制药行业对制药用水质量的要求，因此发展先进的制药用水制取技术与工艺就显得非常重要。

参考文献

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