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制药水系统若干设计问题的讨论
发布时间:2013-04-23   点击次数:1571次

摘要:对制药用水分配系统水机和储罐的选型方法,流速及雷诺数的关系以及管径选取进行了讨论;对注射用水冷却及接管方式进行了深入探讨并提供推荐方案,对冷用点采用并联管路方案时管径的选择给出理论计算。

  关键词:制药;水系统;设计;讨论
 
  制药用水系统在医药生产过程中具有举足轻重的作用。现有制药用水系统主要通过水系统的循环以保证系统水质的要求。循环用水分配系统的设计,是制药用水系统的核心。文章通过对制药用水设计过程中一些问题的探讨,以期明确设计参数和工艺方案的选择,并可作为类似工程设计之借鉴。
 

  在ISPE指南第四卷水和蒸汽系统中指出,回水的小流速不宜小于3ft/s[2](约1m/s)。在系统设计中可将上述流速作为控制系统不利情况下低流速。循环泵出口流速可按《医药工业洁净厂房设计规范》,按不小于1.5m/s的要求选取[3]。
  流速在满足规范及充分湍流的条件下,已能对微生物的附着起到抑制,在此基础上如仍采用更大的管道流速,将增加系统运行的成本,在管径选择时应予以考虑。

  图4是另外一种注射用水冷用点的改进方式,该方式克服了上述方案中存在滞水区的问题。用点阀和主管连接点紧邻,当用点用水时,可通过紧邻的隔膜阀进行关断。用完后,可将紧邻隔膜阀打开。在管路及阀门的连接上大限度地减少了用户用水时滞水区的存在。该方案另外一个明显的优点,将其它工程中需要的气动开关阀改为了手动阀门,在工程投资上也具有一定的优势。
  图5左边是将换热器接在主管路之外,用水点之前的一种换热方式,其优点是不对主管路配水产生影响,主管路系统相对简单。不足之外是在每次使用之前需使用纯蒸汽对用点换热器进行消毒,并进行凝水的排放。对于用水量小,用水频繁的用点不是十分方便。另外,用点换热器由于需要对使用点出水进行瞬时冷却,因此往往换热面积不会很小,在洁净室内会占用一定的空间。图5右边是一个可用于用点换热的螺旋管式换器,通过螺旋管道可在一定程度上增大换热接触面积,减小换热器体积。
5结论
  本文通过对制药用水分配系统贮罐及水机选型分析,设计流速与雷诺数、注射用水冷却方式等方面的讨论,可以得到以下结论:
  (1)水机和储罐选型可通过绘制用水和产水量累积曲线的方法进行确定,实际选型还应考虑停机检修及储罐有效容积等因素。
  (2)流速的选取应满足系统完全湍流的要求,对于制药用水系统,循环回水流速在1m/s以上,可以满足ISPE指南和国内GMP指南关于小流速的要求。循环泵出口流速宜按不小于1.5m/s的要求选取。
  (3)对注射用水冷用点若干冷却方案及接管方式进行了讨论,采用用点与主管并联方案中,用水点与主环路紧邻连接的方案值得推荐。
  (4)冷用点并联管路管径的选择,并联支管与主管理论计算管径比为0.75。实际选型时可考虑支管比主循环管路小一档。
 
  原著:叶张荣. 制药水系统若干设计问题的讨论[J].中国制药装备.总90期.2013(02)
  作者简介:叶张荣. 河北省石油化工设计院有限公司上海坤元医药工程分公司
 

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