ISPE中文版V4 水和蒸汽系统
车间/人员能正确掌握化学制品吗？允许就位吗？ 是批量或连续生产吗？ 是专用产品或是多产品类吗？ 处理的产品之间怎样竞选？
消毒要多少时间？必须提供余量时间，以便灭菌有充分的时间？ 图3－4 贮水箱水面曲线图
3?3?4 重新检查水的质量
若温度范围和要求赋予特性的各使用点，则要重新检查水的质量。使用点标准彻底审查一般揭示很多允许的供水条件。因为操作多个水系统提供成品期望的正确水条件一般是不实际的，所以必须采取折衷办法。折衷法可以包括提供的水质量，比简化水处理或输水系统或控制限制最大要求使用点水耗条款所要求的水质量高。不管何仲折衷法，水必须在界限限制条件下输送。 3?4 系统设计
一旦确定支持区域、备用要求、今后增大或扩大生产能力，即能着手系统的详细设计。工艺要求决定配水系统的各使用点（POU）。用户位置决定如何配置系统（例如：中间储存、多环路/多支路等等）。一个或若干个使用点都可要求不同的质量或其他性能。在这种情况下，应考虑水系统标准的其他方法，例如采用环境或冷配水/加热系统。因为可能无法对冷系统进行正常的加热消毒，所以还必须考虑车间班次的工作时间。
此时，应将初始计划阶段辨别的界限、限制和约束并入设计方案。进一步考虑事项可包括系统需要支持的实际区域、一个生产区域、一幢楼或现场的多幢楼。这可决定系统的规模，并可决定系统是否由多水箱或多环路贮水和配水系统组成。例如：中间系统的最初资本比较高，但运行和维修费就比较低，因此，每单元总成本可能比较低。资本高主要是因为生产、贮水和配水设备或系统比较大。换句话说，每个较小系统的多生产分系统初始费较低，但就投资和相同总生产能力的运行和维修费较高。
所有分系统都有固定的容量，并且终将发生故障。因此，如果一个设备发生故障，应按示意图处理停机时间。此时，应考虑使用诸如蒸馏釜或去电离设备等主要零部件的备用生产设备。可以用超前滞后式操作法使用备用设备和/或满足最高要求的特殊持续时间。
下面的章节探讨制药级用水生产所需的各种单元操作可采用方法的更详细说明。因为要详细开发系统，所以将给面临有关质量、费用、性能、维修和可靠性等等的决定提供合理的解释。 4?1 引言
预处理是最后（最终）水处理工序前的全部工序或单元操作。预处理是一系列单元操作，旨在改善供水质量，以便用最佳质量的水输给最终处理工序。最终工序可以采用反渗透、超滤法、多或混合床去离子法或蒸馏法。第五和第六章将分别讨论最终工序。
反渗透法因为可能是最终处理工序外的预处理工序，所以是唯一的方法。本章和本指南附录探讨在预处理中的反渗透法应用，但第五和第六章讨论作为一种技术的反渗透法。
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本章的头几节讨论预处理方案，包括预处理进水和出水质量的处理方案（编程序问题）。然后本章再讨论四组杂质的处理方案（即：单元操作）选择： 污垢控制－混浊和微粒清除 锈垢控制－硬物和金属清除 有机物和微生物杂质清除 微生物控制剂清除
本章末尾图4－1概述预处理方案。
本章的最后几节讨论阴离子成分/浓度、PH、建造材料和预处理系统控制的重要性。 本讨论是根据本指南附录介绍的技术说明进行的。 4?2 预处理工艺设计
预处理系统的工艺设计是单元操作说明或处理进水的工序。标准资料包括各种蒸汽的流量、温度、压力和成分。给定单元操作的设备详细机械设计或工序不属本指南范围。 预处理系统的工艺设计（编程序问题）可包括下列内容： a） 最终处理过程所需的用水量和质量
b） 制药工艺和微生物控制方法中使用的有关水的温度制约 c） 选择最终处理方案，因为该方案规定经过预处理所需的水质量 d） 进水质量是预处理系统的输入质量（每年验证水质量）
e） 进水质量与期望的出水质量间的差别。进/出水差别决定必须由预处理系统清除杂质。采用物料平衡方法，即可确定进/出水差别。另外，应注意杂质和微量组分
f） 预处理方案要为期望去除杂质创造条件，同时要考虑劳力、经济、废物处置、环境问题、验证和可用场地以及公用设施的可能性
除了确定杂质清除方案外，微生物控制所采取的措施是预处理系统过程设计不可分割的一部分。考虑的问题包括：
a） 如果进入预处理系统的饮用优质水来向美国的市区，那么，水中一般包含当作微生物控制剂的氯或氯胺。在欧洲，臭氧是更普通的微生物控制剂。控制剂浓度应足以保护预处理的初始工序。
b） 若微生物控制剂数量不足，可另外添加微生物控制剂或采取措施定期消毒预处理系统的起始设备。这种方法适于水来自水源而不是市区。这可保证增加监测供水和初始工序。
c） 在预处理过程的某些点位，必须先清除微生物控制剂后再输入最终处理工序。此时，在消除微生物控制剂后，必须给处理工序选择连续或定期消毒措施。
制药用水应包含“无添加物质”的USP要求，该要求消除给“纯化水”或“注射用水”添加化学制剂。不过，预处理不禁止添加化学制剂。预处理经常添加化学制剂，然后在预处理或最后处理中予以清除。例举的一些实例为：
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氯（控制微生物生长，并在预处理后面阶段清除）
钠离子（多价离子交换软化剂，并在去除离子过程中清除）
酸（去除二氧化碳、平衡离子脱气作用，并在随后的离子去除过程中清除）
亚硫酸盐（减少氧化物的氯气或氯胺，减少在形成硫酸盐时的铵和氯化物的氯气，并在软化或去除离子过程中去除）
多价螯合剂（防止最后处理过程中水锈，并在最后处理中用RO清除） PH控制剂（在去除离子过程中清除）
添加剂是导致加快微生物生长或内毒素的一个问题。
最后要考虑的一个问题是预处理投资与运行费和最后处理过程的效能与费用的关系。 若预处理系统不可靠运行，则最后处理系统将不长期可靠运行。
若预处理系统（微粒、硬物或氯气渗漏）操作不恰当，不可能立即影响最后处理的水质量，但对长期维修和运行可靠性以及对水质量可能有影响。
预处理能力和可靠性投资能回收许多倍最后处理维修费投资。
盼望制药用水系统能生产出符合成品药水标准的制药用水。设计的制药用水系统能控制进水质量的杂质测试信号或合理的杂质外形变化。健全的预处理系统设计处理对最后处理有害的杂质测试信号。 预处理系统的过程设计没有一个“正确”答案。预处理系统过程设计有一系列抉择和选择，而每种设计都有优点和缺点。
4?3 预处理供水质量：试验和文件
制药用水系统都要求使用符合“饮用水”标准的供水。
大部分制药厂都使用城市自来水。城市自来水一般都符合“饮用水”质量标准，并且用微生物控制剂处理。在美国历史上，微生物控制剂采用氯，但现在一般采用氯胺。供水成分或微生物控制剂浓度可能取决于临时的和季节变化。变化可能对水质会产生不利影响，并且只能用广泛抽样法测取。此外，车间现场水的质量，由于配水系统污染潜在问题或者微生物控制剂损失，不可能等于城市处理设施的水质量。采用车间试验补充的城市用水试验（如适用的话）法或者广泛试验供水质量，即可获得建议的供水质量文件。 供水一般污染物包括：
粒状物：淤泥、灰尘、花粉、管锈、铁和硅、不溶解矿物和有机物 无机物：钙/镁盐、含有阴离子的重金属（铁、铝和硅）
有机物：植物腐烂自然产生的副产品，即：腐殖和雷酸以及诸如杀虫剂和汽车污染（油）“人造”有机物。
细菌：细菌污染和副产品、内毒素以及致热质 试验建议包括：
供水符合饮用水质量的文件。这可根据当地可能补充的由市政当局所作的试验或中间试验的结果。中间试验的频次将受市政当局可靠性、监控可变物重要性和公司宗旨的影响。
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预处理系统起动时对微生物控制剂含量监测。氯含量受PH影响。一般认为氯含量为0.2至1.0ppm，这足以控制微生物生长，并且一般对预处理设备或性能影响微不足道。
供水中对已知的或怀疑的现有污物进行专门试验。这将决定从市政当局取得的资料是否充分；例如：农业地区从农场逸流的表面水源供杀虫剂的供水可以是季节性的。 4?4 预处理出水：进入最后处理的进水质量
预处理目的是保证尽量减少最后处理设备运行/维修问题的水质量，并使最后处理工序生产出符合最后处理期望技术规范的水。
必须在预处理过程中清除使最后处理工序可靠运行的杂质，这取决于所选的最后处理工序和最后处理工序对杂质的公差。若预处理不充分，那么，造成的问题在等级方面变化很大，详见下面的表4－1： 表4－1
杂质
最后处理由杂质类型
锈垢： 由剥蚀： 由造成的问题等级 污垢：由粒状物造成 腐蚀：由氯化物造成 硬物和矿物质造成 氯气造成 反渗透法
大
大 大/中 中 大/中 中
无 无 中/大 中/大 小
大☆ 大☆ 大 大 大
其他（离子交换）膜
大/中
法 单效蒸馏法 多效蒸馏法 汽压蒸馏法
☆ 视膜而定
最后处理过程供水预处理要求通常包括： 关于膜
关心的问题是悬浮固体（微粒）污垢和因为去除水而锈垢（沉淀固体）。预处理控制的标准目的可能是现场分析泥沙密度指数（SDI）3～5和硬物小于1粒/加仑。膜允许用氯化物，但是，只有某些膜允许用氯气。 关于蒸馏
关心的问题是因硬物形成锈垢和因氯化物而造成腐蚀。标准的水质量可能为1莫姆/cm，这常常需要预处理以外进行另外处理，即：RO法或超滤法。蒸馏法因腐蚀对氯气无公差，并对产品无蒸汽夹带水。蒸馏法对粒状物有些公差。
预处理一般对表示水质量，诸如阴离子、微生物含量、导电性、总有机碳（TOC）和挥发物等其他参数影响极小。
可靠地给最后处理提供所需的供水质量选择预处理，不管供给的饮用水质量测试信号，都将减少最后处理的运行和维修费用。
4?5 污垢控制：泥沙和粒状物清除 清除粒状物的减少泥沙的主要方法有： 澄清并同时作业凝聚、凝结物和沉积物
深度或介质滤清，包括单/多介质滤清（由介质保持的微粒）
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