制药用水贮存与分配系统的设计

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1、制药用水贮存与分配系统的设计一、配管的坡度配管设计中应为管道的敷设考虑适当的坡度，以利于管道的排水。即管道在安装时必须考虑使所有管内的水都能排净。这个要求应作为设计参数确定在系统中。制药用水系统管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。这个要求对纯化水和注射用水系统管道均适用。配管系统中如有积水，还必须设置积水排泄点和阀门。但应注意，排水点数量必须尽量少。二、配水管道参数的计算制药工艺过程用水的量是根据工艺过程、产品的性质、制药设备的性能和药厂所处地区的水资源情况等多种条件确定的。通过分析对每一个用水点注射用水的使用情况来确定

2、。通常，工艺用水量的计算按照两种主要的用水情况进行。一种是根据单位时间工艺生产流程中某种耗水量最大的设备为基础考虑，即考虑工艺生产中最大（或峰值）用水量及最大（或峰值）用水时间；另一种是按照消耗在单位产品上的平均用水量（这个水量包括辅助用水）来计算。无论采用哪一种算法，应尽量考虑生产工艺用水的需求，应在药品制造的整个生产周期内比较均匀，并具有规律性；同时应尽量考虑为适应生产发展，水系统未来可能的规模扩展。。。为满足工艺过程的各种需要，制药工艺过程的设计用水量是根据具体的药品品种在生产工艺过程中的直接用水量和辅助过程间接用水

3、量之和决定的。即在考虑生产的具体品种和生产安排诸方面因素后，根据上述工艺分配输送管道的设计形式和要求原则来具体确定。而其计算用水量则由一天中生产过程的高峰用量与平均用量综合确定。不同药品生产过程，其用水量的情况相差很悬殊。2.1生产工艺用水点情况和用水量标准工艺用水系统中的用水量与采用的工艺用水设备的完善程度、药品生产的工艺方法、生产地水资源的情况等因素有关。通常，工艺用水的变化比较大。一般来说，工艺用水点越多，用水工艺设备越完善，每天中用水的不均匀性就越小。制药用水的情况因各个工艺用水点的使用条件不同，差异很大。如前所述

4、，工艺用水系统分单个与多个用水点、仅为高温用水点或仅为低温用水点、既有高温用水点又有低温用水点、不同水温的用水点中，既有同时使用各种水温的情况，又有分时使用不同水温的情况，等等。因此，用水点的用水情况很难简单地确定。必须在设计计算以前确定制药用水系统的贮存、分配输送方式，以确定出在此基础上的最大瞬时用水量。然后，再根据工艺过程中的最大瞬时用水量进行计算。工艺过程中最大用水量的标准，根据药品生产的全年产量，按照具体每一天分时用水量的统计情况来确定，确定用水量的过程中应考虑所设置的工艺用水贮罐的调节能力。2.2系统设计流量的确

5、定设计工艺用水管道，需要通过水力计算确定管道的直径和水的阻力损失。其主要的设计依据就是工艺管道所通过的设计秒流量数值。设计秒流量值的确定需要考虑工艺用水量的实际情况、用水量的变化以及影响的因素等。通常，按照全部用水点同时使用确定流量。按照生产线内用水设备的完善程度，设计的秒流量为：q=Σnqmaxc式中q——工艺因素的设计秒流量，m3/s；n——用水点与用水设备的数据；qmax——用水点的最大出水量，m3/h；c——用水点同时使用系数，通常可选取0.5-0.8。2.3管道内部的设计流速制药用水是流体的一种类型，它具有流体的

6、普遍特性。流体在管道中流动时，每单位时间内流经任一截面的体积称为体积流量。而管道内部流体的速度是指流体每单位时间内所流经的距离。制药用水管道内部的输送速度与系统中水的流体动力特性有密切的关系。因此，针对制药用水的特殊性，利用水的流体动力特性，恰当地选取分配输送管道内水流速度，对于工艺用水系统的设计至关重要。制药用水系统管道内的水力计算与普通给水管道内水力计算的主要区别在于：制药用水系统的水力计算应仔细地考虑微生物控制对水系统中的流体动力特性的特殊要求。具体就是在制药用水系统中越来越多地采用各种消毒、灭菌设施；并且将传统的单

7、向直流给水系统改变为串联循环方式。这些区别给制药用水系统流体动力条件的设计与安装带来了一系列意义深刻的变化：例如，为控制管道系统内微生物的滋留，减少微生物膜生长的可能性等。为此，美国药典对制药用水系统中的水流状态提出了明确的要求，希望工艺用水处于“湍流状态”下流动。这就需要通过对流体动力学特性的了解，来理解美国药典要求使用“湍流状态”概念的特殊意义。通常，流体的速度在管道内部横断面的各个具体点上是不一样的。流体在管道内部中心处，流速最大；愈靠近管道的管壁，流速愈小；而在紧靠管壁处，由于流体质点附着于管道的内壁上，其流速等于

8、零。工业上流体管道内部的流动速度，可供参考的有以下的经验数值：（1）普通液体在管道内部流动时大都选用小于3m/s的流速，对于粘性液体选用0.5~1.0m/s，在一般情况可选取的流速为1.5~3m/s；（2）低压工业气体的流速一般为8~15m/s，较高压力的工业气体则为15~25m/s，饱和蒸汽的流速可选