（四）注射用水

　　注射用水必须通过蒸馏的方法制备。在蒸馏装置中，所有与水接触的材料可以是中性玻璃、石英或合适的金属。对该装置进行设计、验证及正确维护是必不可少的。设备开始运行时最初蒸馏出的水应丢弃。应安装仪器实行水质的在线监控。

　　制药企业一般使用多效蒸馏或蒸汽压缩单元来制备注射用水。从信誉良好的供应商购买一整套系统，确保购买的蒸馏仪是配有相应控制仪器并能在遵循GMP要求下安全有效地使用的。

1. 多效蒸馏仪和蒸汽压缩蒸馏的相同点：
－ 两种方法都是通过蒸馏方式，水生成气相，与杂质分开。
－ 两种方法所产水均符合药典对注射用水的要求。
－ 两种方法均能有效去除内毒素和总有机碳（TOC）。
－ 使用的材料是相似的。[separator]

2. 多效蒸馏仪的工艺原理
　　制药蒸馏仪通过相位的改变来隔离化学及微生物物质从而使水得到进一步的净化。在该工艺中，水被蒸发，产生蒸汽。蒸汽脱离水，留下溶解颗粒、非挥发性物质及高分子量杂质。然而，这会携带着低分子量杂质及水雾/小滴（夹杂在蒸汽中）。分离器消除了薄雾及夹杂的杂质，包括内毒素。纯化蒸汽冷凝为注射用水。蒸馏系统可提供内毒素浓度最小3log10(99.99%)的缩减量。特定的内毒素负载限制应与生产商一起审查。

　　从单效蒸馏器获得的蒸馏水品质与多效设计是等同的，因为水在两个系统中仅仅蒸馏一次。多效与单效蒸馏相比所具有的益处就是较低的操作成本。

　　在多效蒸馏系统中，每次效应产生的纯蒸汽用于加热水，并在随后的效应中生成更多蒸汽。由于该段的蒸发及冷凝过程，仅仅第一效应需要外源的加热。仅由最后效应产生的纯蒸汽使用外部冷却介质冷凝。

（1）单效蒸馏
　　单效系统由一个单独的蒸发器换热器、分离器装置及一个冷凝器组成。

　　单效系统为电动或蒸汽发动，尽管电气装置限于很小的生产率（<30加仑/小时）。

　　蒸汽发动装置主要需要30-60 psig的工厂蒸汽。冷却液用于蒸汽与电动两种 类型。当水冷却时，生产率大致为8-10加仑（每加仑产生的注射用水），这 基于4-16℃的供应温度及67℃的温度上升 单效系统主要在常压及100℃的条件下运行，包括使用非ASME规范容器。

注射用水在常压及80-100℃下输送；因此需要一个蒸馏物传送泵，除非注射用水罐处于一个比蒸馏仪较低的高度。

（2）多效蒸馏
　　在分段蒸发及冷凝工艺中，多效系统由两个或更多的蒸发器换热器、分离器 装置及一个冷凝器构成。典型的系统具有3-8“效”。每次“效”应包括一个 蒸发器及一个隔离器。

　　多效系统主要需要100-125 psig的工厂蒸汽, 从而使“效”的工作温度达到152 －157℃，冷凝器工作温度在113－118℃。使用“效”的次数越多，不 同“效” 之间的温差越小。增加效的次数不会增加水的产出，而是降低了能耗。当然，随着“效”的增多，系统的成本也增加。

　　通常，用于冷却的水与进水不一样，不需要特殊预处理（用于防止污垢）。 然而，腐蚀预防措施（如消除氯与氯胺）是必要的。

　　一些设计在常压下输送水，并需要一个传送泵（除非注射用水储罐处于一个比蒸馏器较低的位置）。可在5-10 psig冷凝器压力下工作的其他设计需一个蒸馏物传送泵用于较高压力的输送

3. 蒸汽压缩蒸馏的工艺原理

　　蒸汽压缩蒸馏器使用一种不同技术可产生相似质量的水。能源通过机械压缩器传送给生成的蒸汽，并随着压力增加与温度的升高，使其产生压缩蒸汽。高能蒸汽然后排回至蒸发器/冷凝器容器，在持续性循环中生成更多的蒸汽。

蒸汽压缩为一个蒸馏方法（水在内部或外部蒸发，一排管水平或垂直放置）。水平设计通常为强迫循环式（配置再循环泵与喷管），而垂直设计为自然循环式。 主要系统部件为蒸发器、压缩器、换热器、除气器、泵、电机、阀门、仪器与控制器。

蒸汽压缩工艺具有与机械制冷循环的工作原理相似。

在蒸汽压缩蒸馏器中，进水在管道的一侧蒸发。生成的蒸汽经过脱离、隔离器，进入压缩机。由压缩机给出的能源产生增压与增温的压缩蒸汽。较高能蒸汽排回至蒸发器/冷凝器容器。因此，蒸汽冷凝，释放出潜在热量（通过管道进入水中）。更多的水被煮开，生成更多蒸汽，从而重复着这个过程。输出的蒸馏物与排出的蒸汽预热输入的进水，从而节省能源。由于潜在热是再循环的，没必要像单效或多效系统中一样需要一个独立的冷凝器。

4. 原水的预处理

　　如果不对进水进行适当的预处理，所有的蒸馏装置易受污垢及腐蚀的影响。蒸汽压缩与一些单效蒸馏器在常压下工作，通常需要水软化来消除钙与镁。氨是最常见的挥发性物质，应加以有效去除。多效蒸馏器在更高压力及温度下工作，需要更高品质的给水以防止结垢与腐蚀。通常总可溶性固体（TDS）应控制在小于5.0 mg/l的水平，硅小于1.0 mg/l。一般使用离子交换床作为多效蒸馏器的进水预处理。反渗透也用作蒸汽压缩或多效蒸馏器的进水预处理。所有蒸馏装置将始终经历某种积垢情形，因此在停工期间，必须对蒸馏器进行日常目测与清洗。两种类型的蒸馏器易受氯的袭击。如要避免损坏，除氯是很必要的。活性炭过滤器与硫酸氢钠注射为除氯的有效而常见的方法。

5. 设计时应关注的地方

　　在系统设计时应重点考虑以下方面：
－ 系统应设计成能够防止液滴和颗粒进入WFI冷凝器。
－ 通过冷热介质能够预防WFI被污染。热交换器须设计成双管。
－ 多效和蒸汽压缩蒸馏器具有高能效，须对其投资回报做出评估。
－ WFI须在70C以上热的储罐中储存和分配，可能由此需要WFI在蒸
馏器与储罐之间再次进行加热。
－ 蒸馏器和储罐须安装在合适的技术区域。设备应配备不同的排水管 道，并提供可以定期进入检修和检查热交换器的通道。
－ 控制系统应能识别并阻止不合格的水不进入下一道处理。在每一步重 新启动后新生成的水应预以丢弃。蒸馏器与储罐之间的管道在初始 启动时须冲洗。在储罐的顶部可安装一个控制阀来控制同意／拒绝 水的注入。
－ 在多效系统中，如果停止使用一段时间，应将蒸馏器排空，而停用时 间的长短，须经验证资料、适时的检测及凭借经验而做出明确规定。
－ 应提供排空控制防止污染物的累积。
－ 配有自身消毒装置的蒸馏器须进行认真评估。一些蒸馏器也可以生成 清洁蒸汽用以消毒储罐和分配系统。
－ 蒸馏器的设计与证书须经检查，与当地压力容器管理的要求相符合。

建造材料
　　尽管可以使用其它含钛的建造材料，奥氏体不锈钢是标准建材。对于蒸 汽压缩蒸馏器，可以使用304L／304L级不锈钢，最好还是用316L／316L 材质。对于高温操作的多效蒸馏器，须使用316L／316L不锈钢。

表面加工处理
　　在不锈钢蒸馏系统中进行机抛、电抛与钝化工艺以提高抗腐蚀能力。
　　机抛与电抛/钝化工艺分别影响着不锈表面的微观振幅及化学成分。由于 相关高的工作温度，这些工艺不被认为有必要控制微生物生长。机抛用 于机械焊缝的最终处理，电抛/钝化用于所有不锈钢表面，从而形成氧化 铬屏障使抗腐蚀效果达到最佳。