制药工程中反渗透技术的实际应用

制药工程中反渗透技术的实际应用

李赛荣 1 金冲 2

泰州赛科生物科技有限公司 江苏 225300

江苏百草堂药业有限公司 江苏 225300

摘要：随着医药技术的发展，我国已成为全球最大的药品的生产国与出口国，在药品的巨大需求和大量生产背景下，制药企业也愈加重视对于制药技术的创新和完善。制药行业对人类的生活带来了影响较大，在中国社会经济的发展中起到了重要作用，同时获得了飞速发展。经济社会的发展，同时也给制药行业带来更大的挑战，对其行业要求日益提升。因此这个过程中重视制药工艺优化的开展，提升制药工艺生产效益，提升制药企业的市场竞争力，对企业发展而言具有重要意义。鉴于此，本文针对这些问题展开分析与探讨，详情如下。

关键词：制药工程；反渗透技术；实际应用

进入21世纪，我国制药行业高速发展，药品生产企业数量越来越多，行业规模不断扩大，已成为世界上第二大原料药生产国。伴随制药行业的不断发展，制药废水呈现爆发式的增加，排放量占总工业废水排放量的3%左右。制药过程具有原料及生产的复杂性，各种原料在加工过程中，会产生医药产品的中间体和代谢物，产生浓度较高、毒性较大、比较难以被降解、对人体危害极大的废水，这些问题已成为国家主要要解决的环保问题之一。经过数据调查后，发现现如今大多数国家和地区的废水以及地表水中已检出近100种药物及其代谢物，所以如何将制药废水进行合理的处置，逐渐成为全社会的关注的话题之一。

1反渗透技术

反渗透主要代表自然界中经过自然渗透过程中水，后进行的一个反向过程，对渗透物质有选择性的膜称为半透膜。这种类型的薄膜通常只允许溶剂通过而不允许溶质通过，被认为是较为理想的半透膜。如果将等量的新鲜淡水或稀溶液和盐水、海水放在容器的两侧，后将容器被半透膜分成两部分。在稀溶液中，溶剂自然而然会通过半透膜并流向浓溶液侧。此时，浓溶液侧的液位远高于稀溶液侧的液位，就会产生相应的压差，随后就会到达一种渗透压平衡状态，而这个压差，就可以被称作渗透压。渗透压主要由浓溶液的种类决定，与温度或浓度特性并没有太大的关系。当向浓溶液侧施加高于渗透压的压力时，浓溶液中所含的溶剂向稀溶液侧流动，而这种溶剂的具体流动方向与原来的渗透方向相反，整个过程下来就是反渗透过程。

2制药工程中反渗透技术的实际应用

2.1微反应流动化学技术引入

制药工程中反渗透技术的实际应用之一是微反应流动化学技术引入。使用先进的制药技术也是推动化学制药工艺的研究优化的一个重要途径，作为化工制药企业必须予以重视，并积极地去推动和应用，以此来促进制药工艺水平的提升，推动社会及经济的发展。目前，微反应流动化学技术作为一种新型技术而被广泛关注。这种技术的应用特点包括高效性、安全性、经济性、反应体积小、传热传质性能强等，其最大的应用优势就是可解决化工危险合成问题，同时还能够控制和减少生产过程中“废水、废弃、废渣”的产生和排放，是符合当前社会生态环保理念的一种新型先进技术，在制药工艺中应用可以推动制药工艺的绿色发展，推动制药企业向着生态环保的方向转型。当然这一技术的应用，也必须要保证设备基础满足配套需求，管理措施到位。

2.2生物法处理

制药工程中反渗透技术的实际应用之二是生物法处理。生物处理技术就是利用微生物的新陈代谢的作用，然后把水中的有机物转化为二氧化碳、水等无机物。通过工艺处理合成依托度酸残留较高的制药废水（药物残余达到7500mg/L），研究结果显示，使用生物法处理技术可以保证其中90%左右的药物残余去除，由于在处理过程中会生成硝酸盐以及硫化物抑制，采用预氧化工艺处理后其去除率可以达到100%。通过移动床生物膜反应器（Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR）工艺处理技术，以间歇式以及连续式使用方式分别处理制药废水，结果表明这一处理方法对废水中的污染物去除率较高，并且间歇式处理方式效果更佳。相关研究人员利用厌氧膜生物反应器（Anaerobic Membrane Bioreactor，AnMBR）处理技术，进行制药废水的处理试验，发现甲醇作为唯一使用碳源情况下，去除率足足有97%，制药废水作为唯一碳源情况下，去除率仅有78%左右，且经过观察发现反应器内部存在的微生物群，也存在着各种差异。还有部分研究人员使用升流式厌氧填料床反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed /Blanket，UASB）技术应用于发酵类制药废水处理中，发现水力的停留时间主要是在2.5～4.0d，负荷情况显示为0.6～2.0g/d，去除率为95%左右，满足排水标准。UASB处理技术主要应用在提取类高盐制药废水中，其停留时间设置为48h，在处理之后去除率为41.3%左右。其反应器配备主要有三相分离器，有效分离气体、液体以及固体，在反应器中可以有效维持较高的污泥浓度，处理效率突出，同时承受较高有机负荷，在中高浓度有机废水排出中应用比较广泛。厌氧出水之后，使用膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）及序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）处理，这两种工艺的去除率分别为94%、92%，相比于UASB、AnMBR处理技术，MBR以及SBR的处理效果显然更好。

2.3反渗透技术在纯化水制备上应用

制药工程中反渗透技术的实际应用之三是反渗透技术在纯化水制备上应用。纯化水是制药行业使用最广、使用量最大的一种辅料，在配方、工器具清洗等工艺中均会使用到纯化水，纯化水的质量直接影响药品质量，因此对纯化水的质量控制是极其重要的。纯化水系统由纯化水制备系统及其分配管网构成。原水由原水泵加压从原水罐进入预处理系统（多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器）成为软化水。软化水经过保安过滤器，通过换热器控制温度，再由高压泵加压进入RO装置，成为RO水。RO水经EDI装置电离成为纯化水进入纯化水储罐。在纯化水分配管网中由纯化水循环泵向使用点供水，最后回到纯化水储罐。反渗透技术（RO）是一种利用渗透压透过半透膜的脱盐技术，因为反渗透膜只会通过水，不允许溶质通过，故而能够有效拦截有机物、热原、细菌和其他污染物质。在进入反渗透装置之前需要先经过保安过滤器、换热器、加压泵，以保证进水技术参数。保安过滤器用于防止预处理系统出现泄漏，换热器则提供水温控制功能，保证水温的稳定，大大可以把使用寿命和性能提高。去离子技术利用EDI电源进行离子的定向迁移，同时分解氢离子、氢氧根离子再生内部树脂，以保证制水的连续进行，不需要定期对装置进行再生，避免了使用腐蚀性强的再生药剂。

结语

总而言之，根据化工制药过程生产产品的用途不同，可以分为两个部分，分别为药物制剂生产、原料药物生产。目前反渗透化工制药工艺应用过程繁杂，需要相关人员提升专业认识，对整个工艺流程及生产过程进行深入研究，择选出适合的有效措施，把化工制药工艺进行优化处理，推动化工制药工艺行业发展。

参考文献

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[2]赵邴欣.试析制药工程中反渗透技术的应用[J].课程教育研究,2019(13):246.

[3]谢玲，梁毅.纯化水制备系统DQ、IOQ验证研究[J].机电信息，2010(35):19-22.