设计任务书一、 设计题目制药用水站的设计二、设 计 参 数纯化水2t/h，注射用水1t/h三、设计内容及要求1、确定纯化水和注射用水的工艺管道流程；2、详细叙述一个制水工艺设备工作原理、结构组成及关于此设备国内外地现状、研究前沿；3、设备选型（纯化水按2t/h，注射用水按1t/h）；4、按规范要求设计制药用水站工艺平面图，并注明其技术要求；5、总结和论述制药用水站的设计。四、设计主要成果1、设计说明书一份。包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物量衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、工艺平面布置说明、车间技术要求。2、工艺平面布置图一套（1:100）3、纯水生产工艺管道流程图。 目录1 概述11.1 制药用水站设计简介11.2 制药用水站设计方案简介11.3 工艺流程说明及草图21.3.1 工艺流程21.3.2 纯化水工艺流程图21.3.3 注射用水工艺流程图22 净化区域划分说明33 多效蒸馏水机介绍33.1 多效蒸馏水机的工作原理33.2 国产多效蒸馏水机33.2.1 列管式多效蒸馏水机43.2.2塔式盘管型多效蒸馏水机43.3 国外多效蒸馏水机发展状况54 物料衡算64.1 纯化水制备工段物料衡算64.2 储存分配工段物料衡算95 工艺设备选型说明105.1 原水储罐105.2 原水泵105.3 聚凝剂投加器115.4 机械过滤器115.5 活性炭过滤器145.6 离子交换软化器165.7 精密过滤装置205.8 高压泵215.9 一级反渗透主机215.9.1 微滤器计算215.9.2 一级反渗透装置设计225.10 一级纯化水箱245.11 投加装置245.12 一级纯化水泵255.13 精密过滤器255.14 增压泵255.15 二级反渗透装置255.16 二级纯化水箱265.17 二级纯化水泵265.18 紫外线杀菌器265.19 微孔过滤器265.20 多效蒸馏水机275.21 纯蒸汽发生器285.22 注射用水储罐285.23 注射用水泵296 工艺主要设备一览表297车间布置技术要求307.1 车间布置的重要性和目的307.2 车间组成和设计内容317.3设备布置的基本技术要求318 对制药用水站设计的评述及问题分析328.1 评述328.2 问题分析32参考文献33附录34 / 1 概述1.1 制药用水站设计简介 我国药典规定制药用水为饮用水、纯水、注射用水、及灭菌注射用水。水是药物生产中用量最大、使用最广的一种原料，用于生产过程及药物制剂的制备。制药用水的原水通常为自来水公司提供的自来水或深井水，其质量必须符合中华人民共和国国家标准GB 5749-85生活饮用水卫生标准。原水不能直接用作药物制剂的制备或实验用水。纯化水为原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水，不含任何附加剂。注射用水是以纯化水作原料，及经特殊设计的蒸馏器蒸馏，冷凝后经膜过滤制备而得。GMP规定：纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应能防止微生物的滋生和污染。贮存罐和输送管路所用材料应无毒、耐腐蚀。管路的设计和安装应避免死角、盲管。贮存罐和管路要规定清晰、灭菌周期。注射用水贮存罐的通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌过滤器。 1.2 制药用水站设计方案简介 注射用水是以纯化水为原料，故在本设计中（纯化水2t/h，注射用水1t/h），只采用一套设备用于制药用水站的设计。 1.3 工艺流程说明及草图1.3.1 工艺流程原水机械过滤器活性炭过滤器软水器保安过滤器一级反渗透装置加药装置精密过滤器二级反渗透装置纯化水紫外线灭菌器精密过滤器蒸馏水机注射用水1.3.2 纯化水工艺流程图图1-1纯化水工艺流程图 1.3.3 注射用水工艺流程图图1-2 注射用水工艺流程图2 净化区域划分说明制药用水站中生产纯化水和注射用水时，细菌的传播途径主要有：工具和容器、人员、原水、空气中的尘粒。其中工具和容器及人员可以通过卫生消毒、净化制度来解决，原水可以通过水处理来解决，而空气中尘粒则是一个很关键的污染源，对这一项的有效保证方法是测定洁净度。 本设计中的设备是一个机组，设置在一个生产车间中。纯化水以及注射用水的GMP要求比药物制剂的低得多，而且洁净度高的洁净室的造价很昂贵。因此本制药用水站设计的净化区域的划分中只划分一个30000级洁净室的生产车间。 3 多效蒸馏水机介绍3.1 多效蒸馏水机的工作原理多效蒸馏水机的工作原理是让经充分予热的水通过多效蒸发和冷凝，排除不凝性气体和杂质，从而获得高纯度的蒸馏水。3.2 国产多效蒸馏水机目前国内主要有上海、常熟、长春、丹东、宝鸡、武汉等地厂家生产的多种型号规格的多效蒸馏水机。3.2.1 列管式多效蒸馏水机 该类产品主要有沪产LD系列机、ZDS-500/4A型机、长春产LD系列机、常熟产LD系列机、宝鸡产DX型机。以上列管式多效蒸馏水机，其结构、性能、工作原理基本相同。其主要结构有N只蒸馏塔、N只换热器和一台冷凝器组成。 N只蒸馏塔和一台冷凝器，由进料水管、蒸汽管及冷却水管连接在一起，加压泵、多种阀、视镜等组成。另配有电导仪监测蒸馏水质量。列管式多效蒸馏水机的特点：（1）抗压强高，使用蒸汽压力在0.30.8范围内。其蒸馏水产量可随蒸汽压力的提高而增大，但供气压力低于0.3时，无法产生蒸馏水。（2）需要部分冷却水，各种型号规格的蒸馏水产量与冷却水比例不等。效数增加则冷却水用量减少；供气压力加大，冷却水用量也增大，但易引起冷却水管道结垢，影响蒸馏水的出量。（3）机器高度较大，一般大于3m。因其螺旋分离器需要一定的高度。如果高度降低，其螺旋分离器长度减小，除热原的能力降低。（4）机器自重比塔式盘管型多效蒸馏水机大。3.2.2塔式盘管型多效蒸馏水机 该类产品主要有丹东产TDZ系列机、长春产LDX系列机、DX系列机、常熟产PD系列机。以上塔式盘管型多效蒸馏水机其结构原理基本相同，但部分特殊部件设置差异较大。 塔式盘管型多效蒸馏水机由圆筒形外壳、蒸发盘旋蛇管、分布器、除沫器及浓液排除节流孔组成。预热器由壳体、加热蛇管、凝液节流孔组成。蒸发器的各效上下叠成塔型，两效之间有预热热水的预热器，其特点：（1）对所供蒸汽压力要求较低，在0.3以下，若蒸汽压力低于0.3亦可产生蒸馏水。该特点适合供热压力不足的单位使用。但其耐力压强较低，使用压力0.3.（2）在生产运行过程中，不消耗冷却水，因此管路无结垢的发生。（3）设备由于不用管板，蛇管中央空间被充分利用，故设备高度降低，其最大高度2.7m。（4）设备重量和体积均较相同水产量的列管式多效蒸馏水机小约50%。3.3 国外多效蒸馏水机发展状况 60年代，国外研制出压汽式蒸馏水机，由于它具有明显的节能节水的优点，所以国外使用较多，但这种机组的耗电大，噪音大，操作使用维护都很不方便。进入70年代，国外又成功研制多效蒸馏水机，这种设备技术工艺先进，操作简便，使用可靠，没有噪音，很受用户欢迎。 芬兰、意大利、德国、美国等先后研制成功并推出各具特色的多效蒸馏水机，其中对我国产生一定影响的有：芬兰FINN-AQUA、意大利STILMAS公司和OLSA公司、德国PHARMA-PLAN公司和SUDEN公司、瑞士HAFER公司和KEMITERM公司、美国BARNSTED等品种。4 物料衡算4.1 纯化水制备工段物料衡算对于纯水制备系统，纯化水产量一定的情况，采用从后向前计算来完成物料衡算。设计要求纯化水产量达到2 t/h，注射用水产量达到1 t/h，根据多小蒸馏水机蒸馏水生产能力与进料水之间的关系，要生产1 t蒸馏水，需纯化水量约为1.2 t，因此，实际要求的纯化水量为2.54t/h。1.二级反渗透装置的进水量计算：式中： q纯化水的产量。 q1二级反渗透装置的进水量。 p1二级反渗透装置的回收率。 由设计条件，纯化水的产量为2.54t/h=2.54 m3/h，一般二级反渗透装置的产水率在9095之间，现取90，代入上式得二级反渗透装置的进水流量为: 2.一级反渗透装置物料衡算不考虑损失一级反渗透装置的出水流量与二级反渗透装置的进水流量相等，对于一级反渗透装置，其进水流量等于产水与浓水排放之和。一级反渗透反渗透装置的进水量：式中： q1二级反渗透装置的进水量。 q2一级反渗透反渗透装置的进水量。 p2一级反渗透装置的回收率。 一级反渗透装置的产水率在080之间，现取60，代入上式得一级反渗透装置的进水流量为: 一级反渗透装置排放的浓水量：式中： 二级反渗透装置的进水量。 一级反渗透装置的进水量。一级反渗透装置排放的浓水量。代入数据得反渗透装置排放的浓水量为： 3.离子交换软化装置的物料衡算 不考虑损失的话，水软化器的出水流量和反渗透装置的进水流量相等，离子交换软化装置的自用水量一般为其产水的10%。离子交换软化装置的自用水用量：式中： 反渗透装置的进水量。 -离子交换软化装置的自用水量。 -离子交换软化装置的自用水量系数。%代入数据得离子交换软化装置的自用水量： 离子交换软化水装置的进水流量等于它的产水量与其自用水量之和，即：式中：反渗透装置的进水量。-离子交换软化装置的自用水量。-离子交换软化水装置的进水流量。代入数据，离子交换软化水装置的进水流量为： 4.活性炭过滤器的物料衡算 活性炭过滤器的出水流量和水软化器的进水流量相等，活性炭过滤器的进水流量等于它的产水量与其自用水量之和，即式中： 活性炭过滤器的进水流量。 活性炭过滤器的自用水量。活性炭过滤器的自用水量根据经验数据一般占活性炭产水流量的10%，即: 活性炭过滤器的进水流量： 5.机械过滤器的物料衡算 机械过滤器的出水流量和活性炭过滤器的进水流量相等，其进水流量等于它的产水流量与其自用水量之和，即式中： 机械过滤器的进水流量， 机械过滤器的自用水量，机械过滤器的自用水量根据经验数据一般占活性炭过滤器产水流量的10%，即: 机械过滤器的进水流量： 表4.1 物料衡算表设备名进水流量出水流量自用水量机械过滤器6.25575.6870.5687活性炭过滤器5.6875.170.517离子交换软化器5.174.70.47一级反渗透装置4.72.821.88二级反渗透装置2.822.540.284.2 储存分配工段物料衡算 对于纯化水，工艺要求直接送往用水电，对于注射用水，是将纯化水送往多线蒸馏水机，然后在进行保温循环储存，由设计要求最大用水量1t/h，循环时回流水的流速不能小于1m/s，设计时去2m/s,储罐出水的流速取4m/s。由于管径相同，流量之比等于流速之比。设循环出水流量为Q1,回水流量为Q2,则有解得：Q1=2 Q2=1 冷凝器的水流量:Q3=2 加热换热器的最大水流量：Q4=2,最小水流