制藥用水貯存與分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、制藥用水貯存與分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、配管的坡度配管設(shè)計(jì)中應(yīng)為管道的敷設(shè)考慮適當(dāng)?shù)钠露?，以利于管道的排水。即管道在安裝時(shí)必須考慮使所有管內(nèi)的水都能排凈。這個(gè)要求應(yīng)作為設(shè)計(jì)參數(shù)確定在系統(tǒng)中。制藥用水系統(tǒng)管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。這個(gè)要求對(duì)純化水和注射用水系統(tǒng)管道均適用。配管系統(tǒng)中如有積水，還必須設(shè)置積水排泄點(diǎn)和閥門。但應(yīng)注意，排水點(diǎn)數(shù)量必須盡量少。二、配水管道參數(shù)的計(jì)算制藥工藝過程用水的量是根據(jù)工藝過程、產(chǎn)品的性質(zhì)、制藥設(shè)備的性能和藥廠所處地區(qū)的水資源情況等多種條件確定的。通過分析對(duì)每一個(gè)用水點(diǎn)注射用水的使用情況來

2、確定。通常，工藝用水量的計(jì)算按照兩種主要的用水情況進(jìn)行。一種是根據(jù)單位時(shí)間工藝生產(chǎn)流程中某種耗水量最大的設(shè)備為基礎(chǔ)考慮，即考慮工藝生產(chǎn)中最大（或峰值）用水量及最大（或峰值）用水時(shí)間；另一種是按照消耗在單位產(chǎn)品上的平均用水量（這個(gè)水量包括輔助用水）來計(jì)算。無(wú)論采用哪一種算法，應(yīng)盡量考慮生產(chǎn)工藝用水的需求，應(yīng)在藥品制造的整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)比較均勻，并具有規(guī)律性；同時(shí)應(yīng)盡量考慮為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展，水系統(tǒng)未來可能的規(guī)模擴(kuò)展。。。為滿足工藝過程的各種需要，制藥工藝過程的設(shè)計(jì)用水量是根據(jù)具體的藥品品種在生產(chǎn)工藝過程中的直接用水量和輔助過程

3、間接用水量之和決定的。即在考慮生產(chǎn)的具體品種和生產(chǎn)安排諸方面因素后，根據(jù)上述工藝分配輸送管道的設(shè)計(jì)形式和要求原則來具體確定。而其計(jì)算用水量則由一天中生產(chǎn)過程的高峰用量與平均用量綜合確定。不同藥品生產(chǎn)過程，其用水量的情況相差很懸殊。2.1生產(chǎn)工藝用水點(diǎn)情況和用水量標(biāo)準(zhǔn)工藝用水系統(tǒng)中的用水量與采用的工藝用水設(shè)備的完善程度、藥品生產(chǎn)的工藝方法、生產(chǎn)地水資源的情況等因素有關(guān)。通常，工藝用水的變化比較大。一般來說，工藝用水點(diǎn)越多，用水工藝設(shè)備越完善，每天中用水的不均勻性就越小。制藥用水的情況因各個(gè)工藝用水點(diǎn)的使用條件不同，差異很

4、大。如前所述，工藝用水系統(tǒng)分單個(gè)與多個(gè)用水點(diǎn)、僅為高溫用水點(diǎn)或僅為低溫用水點(diǎn)、既有高溫用水點(diǎn)又有低溫用水點(diǎn)、不同水溫的用水點(diǎn)中，既有同時(shí)使用各種水溫的情況，又有分時(shí)使用不同水溫的情況，等等。因此，用水點(diǎn)的用水情況很難簡(jiǎn)單地確定。必須在設(shè)計(jì)計(jì)算以前確定制藥用水系統(tǒng)的貯存、分配輸送方式，以確定出在此基礎(chǔ)上的最大瞬時(shí)用水量。然后，再根據(jù)工藝過程中的最大瞬時(shí)用水量進(jìn)行計(jì)算。工藝過程中最大用水量的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)藥品生產(chǎn)的全年產(chǎn)量，按照具體每一天分時(shí)用水量的統(tǒng)計(jì)情況來確定，確定用水量的過程中應(yīng)考慮所設(shè)置的工藝用水貯罐的調(diào)節(jié)能力。2.2

5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的確定設(shè)計(jì)工藝用水管道，需要通過水力計(jì)算確定管道的直徑和水的阻力損失。其主要的設(shè)計(jì)依據(jù)就是工藝管道所通過的設(shè)計(jì)秒流量數(shù)值。設(shè)計(jì)秒流量值的確定需要考慮工藝用水量的實(shí)際情況、用水量的變化以及影響的因素等。通常，按照全部用水點(diǎn)同時(shí)使用確定流量。按照生產(chǎn)線內(nèi)用水設(shè)備的完善程度，設(shè)計(jì)的秒流量為：q=Σnqmaxc式中q——工藝因素的設(shè)計(jì)秒流量，m3/s；n——用水點(diǎn)與用水設(shè)備的數(shù)據(jù)；qmax——用水點(diǎn)的最大出水量，m3/h；c——用水點(diǎn)同時(shí)使用系數(shù)，通常可選取0.5-0.8。2.3管道內(nèi)部的設(shè)計(jì)流速制藥用水是流體的一

6、種類型，它具有流體的普遍特性。流體在管道中流動(dòng)時(shí)，每單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)任一截面的體積稱為體積流量。而管道內(nèi)部流體的速度是指流體每單位時(shí)間內(nèi)所流經(jīng)的距離。制藥用水管道內(nèi)部的輸送速度與系統(tǒng)中水的流體動(dòng)力特性有密切的關(guān)系。因此，針對(duì)制藥用水的特殊性，利用水的流體動(dòng)力特性，恰當(dāng)?shù)剡x取分配輸送管道內(nèi)水流速度，對(duì)于工藝用水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。制藥用水系統(tǒng)管道內(nèi)的水力計(jì)算與普通給水管道內(nèi)水力計(jì)算的主要區(qū)別在于：制藥用水系統(tǒng)的水力計(jì)算應(yīng)仔細(xì)地考慮微生物控制對(duì)水系統(tǒng)中的流體動(dòng)力特性的特殊要求。具體就是在制藥用水系統(tǒng)中越來越多地采用各種消毒、

7、滅菌設(shè)施；并且將傳統(tǒng)的單向直流給水系統(tǒng)改變?yōu)榇?lián)循環(huán)方式。這些區(qū)別給制藥用水系統(tǒng)流體動(dòng)力條件的設(shè)計(jì)與安裝帶來了一系列意義深刻的變化：例如，為控制管道系統(tǒng)內(nèi)微生物的滋留，減少微生物膜生長(zhǎng)的可能性等。為此，美國(guó)藥典對(duì)制藥用水系統(tǒng)中的水流狀態(tài)提出了明確的要求，希望工藝用水處于“湍流狀態(tài)”下流動(dòng)。這就需要通過對(duì)流體動(dòng)力學(xué)特性的了解，來理解美國(guó)藥典要求使用“湍流狀態(tài)”概念的特殊意義。通常，流體的速度在管道內(nèi)部橫斷面的各個(gè)具體點(diǎn)上是不一樣的。流體在管道內(nèi)部中心處，流速最大；愈靠近管道的管壁，流速愈小；而在緊靠管壁處，由于流體質(zhì)點(diǎn)附

8、著于管道的內(nèi)壁上，其流速等于零。工業(yè)上流體管道內(nèi)部的流動(dòng)速度，可供參考的有以下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值：（1）普通液體在管道內(nèi)部流動(dòng)時(shí)大都選用小于3m/s的流速，對(duì)于粘性液體選用0.5~1.0m/s，在一般情況可選取的流速為1.5~3m/s；（2）低壓工業(yè)氣體的流速一般為8~15m/s，較高壓力的工業(yè)氣體則為15~25m/s，飽和蒸汽的流速可選