1、-. z.水系統設計關于冷卻水再考慮根據任務書要求和GMP、 EU-GMP 、cGMP相關規定，對于制藥用水的規如下表： 制藥用水水質要求表工程純化水注射用水純蒸汽性狀無色澄明液體無色澄明液體 _供應流量16.8m/h以下 16.8m/h以下550kg/h 供應壓力0.3MPaG 0.3MPaG190MPa水溫40以下 1540見備 注 _導電率255.1us/cm1.3us/um _TOC500ppb500ppb500ppb微生物生菌數100個/ m l 以下 生菌數 10 個/ m l 以下 生菌數 10 個/ m l 以下熱原質250EU/ml 0.25EU/ml0.25EU/ml重金屬

2、Ma*imum0.1ppmMa*imum0.1ppm_前處理裝置水系統的整個設計流程圖以質量源于設計為最終目標，以有效防止污染、穿插污染、混淆和差 錯為設計理念，對給水系統流程簡要說明。純化水的設計流程注射用水的流程設計純化水工藝：1.純化水系統由原水箱、預處理、終處理、純化水儲罐、純化水分配系統和各使用點組成2.純化水制備系統的主要部件為：原水箱、多介質過濾器、活性炭過濾器、軟化器、保安過濾器、反滲透、EDI 純化水系統簡要流程圖原水 原水箱 原水泵機濾，碳濾多介質過濾器 軟化器原水 原水箱 原水泵機濾，碳濾多介質過濾器 軟化器 精洗設備 精洗設備加加NaHSO3 純水箱工藝使用 UV 殺菌

3、 純化水泵 純水儲罐 EDI裝置 純水泵二級反滲透膜一級高壓泵加阻垢劑 增壓泵精細過濾器 純水箱工藝使用 UV 殺菌 純化水泵 純水儲罐 EDI裝置 純水泵二級反滲透膜一級高壓泵加阻垢劑 增壓泵精細過濾器一級反滲透膜一級反滲透膜 加堿裝置 加堿裝置 中間水箱 中間水箱 二級高壓泵 二級高壓泵二注射用水制備：1.注射用水的生產選用節能、高效的多效蒸餾設備2.多效蒸餾設備通常由兩個或更多蒸發換熱器、別離裝置、預熱器、兩個冷凝器、閥門、儀表和控制局部等組成。3.制備流程：純化水去除不凝性氣體多效蒸餾水機微孔濾膜注射用水 注射用水系統簡要流程圖 純水儲罐注射用水用點純蒸汽用氣點 HEPA 蒸汽鍋爐多效

4、蒸餾水機80注射用水儲罐 微孔過濾 HEPA 蒸汽儲罐注射用水用點純蒸汽用氣點 HEPA 蒸汽鍋爐多效蒸餾水機80注射用水儲罐 微孔過濾 HEPA 蒸汽儲罐三：純蒸汽的制備1.純蒸汽通常是以純化水為原料水,通過純蒸汽發生器或多效蒸餾水機的第一效蒸發器產生的蒸汽,純蒸汽冷凝時要滿足注射用水的要求。軟化水、去離子水和純化水都可作為純蒸汽發生器的原料水,經蒸發、別離(去除微粒及細菌毒素等污染物)后,在一定壓力下輸送到使用點純蒸汽在制藥中的作用：干凈室空調加濕；濕熱滅菌柜滅菌；反響釜、注射用水使用點到使用容器等的消毒；純化水存儲與分配系統的消毒；注射用水存儲與分配系統的滅菌制備原理：原料水通過泵進入蒸

5、發器管程與進入殼程的工業蒸汽進展換熱,原料水蒸發后通過別離器進展別離變成純蒸汽,由純蒸汽出口輸送到使用點。制備原理如下列圖： 純蒸汽發生的工作原理圖水系統的相關數據計算制藥流體管道部流動速度，可供參考的有以下經歷數值： 一般工程上計算時，水管路，壓力常見為0 .1 - -0 .6 M P a ，水在水管中流速在 1- - 3 米 /秒，純化水、注射用水循環時干路流速宜大于1. 5 m/ s 飽和蒸汽的流速一般取2 0- - 40米/秒根據流體在管常用流速，流體流量=管截面積* 流速以A銷為例進展如下具體計算：1.注射用水的用量配液注射用水用量 由物料衡算可知，配液注射用水用量為0.30m32.

6、精洗西林瓶注射用水量 *GKCQ100洗瓶機生產能力為450500瓶/min，耗水量為0.8m3/h，則每分鐘按最小生產能力計算，洗瓶時間=120982450=269min，用水量為0.826960=3.59m3精洗膠塞注射用水量 由于設備未明確標明耗水量，可根據西林瓶用水量估計，則精洗膠塞注射用水量可估算為3.590.6=2.15m3精洗鋁蓋注射用水量 同上述膠塞估計量3.590.6=2.15m3精洗主要設備注射用水，根據經歷數據以及設備參數，估算消耗量如下表所示：設備名稱耗水量m3洗瓶機0.6配液罐0.3膠塞清洗機0.3鋁蓋清洗機0.4灌裝加塞機0.4凍干機11凍干機21用水量共0.6+0

7、.3+0.3+0.4+0.4+1+1=4m3總的注射用水用量為0.30+3.59+2.15+2.15+4=12.19m3，設置余量后共用水12.5m3二純蒸汽用量純蒸汽用于膠塞、鋁蓋、器具的濕熱滅菌，以及設備的在線滅菌，根據設備參數和經歷數據，估算純蒸汽耗量表如下： 用點描述用量kg膠塞滅菌300鋁蓋滅菌150濕熱滅菌柜100凍干機1300凍干機2300其他500 純蒸汽總耗量為300+150+100+300+300+500=1650kg純化水用量1.生產注射用水的純化水用量 LD1000-5多效蒸餾水機純化水耗量為1100L/h，生產量1000L/h，則多效蒸餾水機的最小效率為1000110

8、0=90.91%。生產注射用水的純化水用量為12.590.91%=13.75m3生產純蒸汽的純化水用量 300KG/H純蒸汽發生器原料水耗量1200L/h，產量1000L/h，純蒸汽發生器的最小效率為10001200=83.33%，則生產1650kg的純蒸汽需要消耗的純化水量為165083.33%=1980L2m3粗洗西林瓶純化水用量 同精洗西林瓶注射用水用量為3.59m3/d粗洗膠塞純化水用量 同精洗膠塞注射用水用量為2.15m3/d5.粗洗鋁蓋純化水用量 同精洗鋁蓋注射用水用量為2.15m3/d粗洗主要設備純化水用量 同精洗主要設備注射用水用量為2m3/d7.男女洗手消耗純化水用量 估計每

9、人每次洗手消耗0.002m3的純化水，每天每人洗手兩次，初步方案共有20人在干凈區，則共需要0.002220=0.08m3其他設備需要的純化水用量估計如下表設備名稱耗水量m3D級潔具水槽0.005配液罐0.25器具清洗機0.01器具清洗水槽0.06中間控制水槽0.06工衣清洗0.12其他設備純化水用水量共0.005+0.25+0.01+0.06+0.12=0.445m3由上述可知，純化水總用量為13.75+2+3.59+2.15+2.15+2+0.08+0.445=26.17m3A外銷及B均按上述方法計算： A(銷注射用水用量每天使用情況一覽表 表一使用點編號使用點名稱用點描述用水溫度流量m3

10、/h用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及標高配口管徑備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數WFI1配液配液注射用水0.3WFI2西林瓶精洗西林瓶0.8m3/h3.59WFI3膠塞精洗膠塞2.15WFI4鋁蓋精洗鋁蓋2.15WFI5洗瓶機精洗洗瓶機0.62WFI6配液罐精洗配液罐0.32WFI7膠塞清洗機精洗膠塞清洗機0.32WFI8鋁蓋清洗機精洗鋁蓋清洗機0.42WFI9灌裝加塞機精洗灌裝加塞機0.42WFI10凍干機1精洗凍干機111WFI11凍干機2精洗凍干機211 A銷每天純蒸汽用量估算表【同A外銷及B】表二使用點編號使用點名稱用點描述流量用量kg時間段連

11、續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及標高配口管徑備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數PS01膠塞滅菌機膠塞滅菌3002PS02鋁蓋滅菌機鋁蓋滅菌1502PS03濕熱滅菌柜器具滅菌1002PS04凍干機1在線滅菌3001PS05杠桿及2在線滅菌3001PS06其他滅菌500A(銷)每天純化水用量估算一覽表 表三使用點編號使用點名稱用點描述用水溫度流量用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及標高備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數PW01生產注射用水13.75PW02生產純蒸汽2PW03粗洗西林瓶3.59PW04粗洗膠塞2.15PW05粗洗鋁蓋2.15

12、PW06主要設備主要設備粗洗4PW07男女洗手0.08PW08其他設備清洗其他設備0.445PW09備用2使用點編號使用點名稱用點描述用水溫度流量m3/h用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及標高配口管徑備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數WFI1配液配液注射用水0.16WFI2西林瓶精洗西林瓶0.8m3/h4WFI3膠塞精洗膠塞2.4WFI4鋁蓋精洗鋁蓋2.4WFI5洗瓶機精洗洗瓶機0.62WFI6配液罐精洗配液罐0.32WFI7膠塞清洗機精洗膠塞清洗機0.32WFI8鋁蓋清洗機精洗鋁蓋清洗機0.42WFI9灌裝加塞機精洗灌裝加塞機0.42WFI10凍干機1精

13、洗凍干機111WFI11凍干機2精洗凍干機211 A(外銷注射用水用量每天使用情況一覽表 表四) A(外銷)每天純化水用量估算一覽表表五使用點名稱用點描述用水溫度流量用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及標高備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數PW01生產注射用水13.20PW02生產純蒸汽2PW03粗洗西林瓶4PW04粗洗膠塞2.4PW05粗洗鋁蓋2.4PW06主要設備主要設備粗洗4PW07男女洗手0.08PW08其他設備清洗其他設備0.445PW09備用2使用點編號使用點名稱用點描述用水溫度流量m3/h用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口水壓進水口位置及

14、標高配口管徑備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數WFI1配液配液注射用水0.15WFI2西林瓶精洗西林瓶0.8m3/h3.16WFI3膠塞精洗膠塞2.17WFI4鋁蓋精洗鋁蓋2.17WFI5洗瓶機精洗洗瓶機0.62WFI6配液罐精洗配液罐0.32WFI7膠塞清洗機精洗膠塞清洗機0.32WFI8鋁蓋清洗機精洗鋁蓋清洗機0.42WFI9灌裝加塞機精洗灌裝加塞機0.42WFI10凍干機1精洗凍干機111WFI11凍干機2精洗凍干機211 B注射用水用量每天使用情況一覽表表六 B每天純化水用量估算一覽表 表七使用點編號使用點名稱用點描述用水溫度流量用水量m3時間段連續用水量連續用水進水口

15、水壓進水口位置及標高備注平均最大每次最大用水量每次最長時間每天使用次數PW01生產注射用水12.10PW02生產純蒸汽2PW03粗洗西林瓶3.61PW04粗洗膠塞2.17PW05粗洗鋁蓋2.17PW06主要設備主要設備粗洗4PW07男女洗手0.08PW08其他設備清洗其他設備0.445PW09備用2根據每日的注射用水用水量確定相關數據：則本設計選擇4000L的注射用水儲罐同理：純化水選擇8000L的純化水儲罐 原水選擇3000L的原水儲罐四管道選型計算設計參數見下表：表一流體設計參數序號流體名稱流量設計壓力Mpa水溫1飲用水3M/h0.3252純化水(PW)ma*.14M/h0.3203純蒸汽

16、PS600kg/h0.3304注射用水WFIma*.14M/h0.3305飽和蒸汽6冷凝水 表二一般工程計算數據一覽表名稱數據水管路壓力0.10.6Mpa水管水流速13m/s純化水、注射用水循環時干路流速1.5m/s飽和蒸汽流速2040m/s管道選型的簡單計算：根據流體在管常用流速，流體流量=管截面積流速。根據公式D=計算管徑，式中D 管道徑mVs 流體的體積流量m3/sU 流體的平均流速m/s注射用水總管管徑的計算 取U=2m/s Vs=14.0m3/h=3.8910-3m/s D=0.050m管道壓力設計為0.2Mpa,選用D=55mm316L不銹鋼管，注射用水總管管徑規格為552.5.注

17、射用水各使用點支管管徑的計算配液注射用水20管道管徑按配液罐容量為200L注射用水1分鐘完成，則體積流量Q1=200L/min=3.3310-3m3/s D1=0.046m選用的管徑規格為502.52清洗西林瓶注射用水80管道管徑 Q2=0.8m3/h=0.2210-3m3/sD2=0.012m選用的管徑規格為152清洗膠塞注射用水80輸送管道管徑 Q3=800L/h=0.2210-3m3/s D3=0.012m選用的管徑規格為152清洗鋁蓋注射用水輸送管道管徑 估算同膠塞，D4=0.012m選用的管徑規格為152清洗配液罐的注射用水80輸送管道管徑選用的配液罐容量為200L，清洗時間6min

18、，則體積流量Q5=200L/6min=0.5610-3m3/sD5=0.019m選用的管徑規格為252清洗凍干機注射用水80輸送管道管徑飲用水管道管徑計算設引用水Vs=3M/h=3m3/h=0.8310-3m3/sD=0.023m選用D=25mm316L不銹鋼管，引用水總管管徑規格為252.5純化水循環輸送管道的計算Vs=14.0m3/h=3.8910-3m3/sD=0.050m純化水管道壓力為0.3Mpa純化水選用管徑規格為552.5.產生注射用水輸送管道管徑Vs=6.0m3/h=1.6710-3m3/sD=0.032m產生注射用水輸送管道管徑規格為352.5產生純蒸汽管道輸送管徑Vs=1.

19、0m3/h=0.2810-3m3/sD=0.013m產生純蒸汽輸送管道管徑規格為202.0粗洗西林瓶純化水消耗管道管徑Vs=1.8m3/h=0.510-3m3/sD=0.018m粗洗西林瓶純化水消耗輸送管道管徑規格為252.04粗洗膠塞純化水消耗管道管徑Vs=1m3/h=0.2810-3m3/sD=0.013m粗洗膠塞純化水消耗輸送管道管徑規格為202.0粗洗鋁蓋純化水消耗輸送管道管徑規格為202.0粗洗主要設備純化水消耗輸送管道管徑規格為202.05.純蒸汽循環輸送管道計算飽和蒸汽的流速一般取2 040米/秒，則取純蒸汽流速 U=30m/s一般來說發出的蒸汽在0.30.35MPa圍 ，則取純

20、蒸汽壓力 P=0.3MPa 根據每天蒸汽的使用量，在*一時段的最大值，則蒸汽估算流量為 Ms=600kg/h=0.167kg/s 經查閱得，190水蒸氣的比體積V=0.1568m3 流量 VS=Ms*V=0.026m3/s根據 D=0.033m純蒸汽總管道輸送規格為402.5膠塞滅菌輸送蒸汽管道管徑Ms=300kg/h=0.083kg/s 流量 ： VS=Ms*V=0.013m3/s D=0.023m純蒸汽膠塞滅菌管道輸送規格為252.0鋁蓋滅菌輸送蒸汽管道管徑Ms=150kg/h=0.042kg/s 流量 ： VS=Ms*V=0.006m3/s D=0.016m純蒸汽鋁蓋滅菌管道輸送規格為2

21、02.0濕熱滅菌柜輸送管道管徑Ms=100kg/h=0.028kg/s 流量 ： VS=Ms*V=0.004m3/s D=0.013m濕熱滅菌柜管道輸送規格為152.0凍干機濕熱滅菌輸送管道管徑Ms=300kg/h=0.083kg/s 凍干機1，凍干機2濕熱滅菌管道輸送規格為302.0管道選型匯總表管道用途管徑規格管道材料注射用水主管552.5316L不銹鋼配液支管502.5西林瓶清洗管道152膠塞清洗管道152鋁蓋清洗管道152配液罐清洗管道252凍干機清洗管道飲用水主管252.5純化水主管352.5產注射用水管道202.0產純蒸汽管道252.0粗洗西林瓶202.0粗洗膠塞202.0粗洗鋁蓋

22、202.0粗洗主要設備202.0純蒸汽總管402.5膠塞滅菌管道252.0鋁蓋滅菌管道202.0濕熱滅菌柜管道152.0凍干機1302.5凍干機2302.5管道的選型確定：管道選型的重要參數對照表316LSS管子304LSS316LSS管道304LSS管道安裝本錢中等中等中等中等蒸汽，臭氧，化學，熱水消毒是是是是抗腐蝕力高中等高中等可用性高中等高高連接方法快開接口焊接是是是是是是是是經比照，最終本設計采用316LSS管子和316LSS管道純化水的存儲和分配方式原則原理：水儲存和分配系統的合理設計對于制藥用水系統是非常關鍵的。任何水儲存和分配系統的最理想的設計必須滿足以下三點要求:a.在可承受的

23、限度維持水的質量;b.按所需要的流速和溫度把水輸送至使用點;c.使資金投入和操作花費最低。純化水儲存：純化水的貯存采用貯罐與管路循環結合的方式，不過對于純化水的溫度要求沒有注射用水嚴格，純化水系統可定期用升溫的方式消毒，而平時水系統溫度不受控制或溫度處于較低的溫度運行。不過水升溫并不能滿足滅菌的要求，所以我們采用定期通高溫蒸汽滅菌的方法來解決純化水貯存系統的滅菌問題純化水分配方式：根據GMP第九十九條：純化水、注射用水的制備、貯存和分配應能防止微生物的滋生。純化水可采用循環，注射用水可采用70以上保溫循環。注射用水的儲存和分配方式：存儲：貯存采用貯罐與管路循環結合的方式，對于注射用水，為了有效

24、地防止因微生物的滋生和繁殖而受到污染，GMP 對之提出了應使其在 80 以上保溫或在 65 以上循環的要求。因此，對注射用水的貯罐不但帶有加熱夾套或加熱盤管，以對其進展加熱到達所要求的溫度，而且還對加熱容器殼體或部件進展外保溫。分配：1.2010版GMP水系統實施指南：當在同一個環路中既有高溫使用點,又有低溫使用點,低溫使用點的數量很少時,采用使用點換熱器是最適宜的。因為它們使水保持高溫直到從環路中流出,它們提供非常好的微生物控制,即使它們在不使用的時候也經常地進展沖洗和消毒。2.能量消耗是適中的因為只有從環路中流出的水會被冷卻,但是必須用另外的能量來彌補被沖洗排出的水。由于增加了換熱器和閥門

25、,這使維護的要求更高。3.由于用水點不多且用量不大，我們選擇多個分支使用點的換熱器。注射用水冷卻方式的選擇如下列圖，換熱器安裝在用水點上注射用水加熱冷卻循環系統的設置制藥用水管線的設計問題在管路的設計上采用環形閉合的方式，使各個用點的 U 形三通逐一串聯，從而到達盡可能減少盲區和死角的現象設計比擬表注射用水布置串聯串并聯并串聯 優點整個管道就是一根主管的回路，而無主次管線之分，循環回流快，不會出現死角車間各自已形成 1個回路閥門分別調節兩個回路的供水量，或各自用 1 臺泵形成單獨的回路，既不產生滯流和死角又符合生產工藝需要的目的 缺點近水樓臺而先得月，供水比擬充足，而處于末端用水點的則會出現供

26、不上水的情況車間沒有用水或用水不多的狀況，則此車間系統的管路的水必然很難產生流動形成該車間死水一片設計時應同時考慮主次用水點和生產的時段用水的錯開和安排設計選擇注射用水布置方式是并串聯方式單獨的串聯系統雖然防止了管道系統的盲區和滯水現象，但是假假設用水點過多，串聯的管線過長也有它的缺陷：后面的供水點往往供水缺乏，或是斷水。這就要求在設計時應同時考慮主次用水點和生產的時段用水的錯開和安排。在有幾個車間且互相距離較遠的情況下，如果有的車間距離制水間比擬遠，則可考慮在輸水泵出口設置相應的各自串聯回路，即車間之間是并聯而各車間用水點則為串聯即所謂先并聯后串聯或稱并串式，這樣在制水間供水主管分出的并聯管道上可以用閥門分別調節兩個回路的供水量，或者干脆各自用1 臺泵形成單獨的回路，以到達既不產生滯流和死角又符合生產工藝需要的目的 串并聯注射用水布置方式圖冷卻水及冷卻器傳熱面積的簡單計算方法：1.冷卻水流量的計算設80循環的注射用水通過熱交換器冷卻至20,由于列管式熱