Меню Рубрики

Установка деминерализации воды в промышленности

Деминерализация воды — важный этап подготовки воды для промышленных целей

Существует ошибочное мнение, что вода по своему составу является нейтральным жидким раствором. Но это не совсем так. В воде есть соли, присутствие которых в особых условиях делает воду электрически и химически активной. Это отрицательно сказывается на работе выпускаемых изделий и функциональности отдельных видов оборудования. Важным звеном в производственных технических процессах является особая стадия водоподготовки — деминерализация воды .

Процесс, при использовании которого из воды удаляются все минеральные вещества, называют процессом деминерализации воды . Существует четыре способа деминерализации воды: деионизация, обратный осмос, дистилляция и электродиализ.

Деионизация — это процесс, при проведении которого применяют метод ионного обмена. При проведении деионизации вода проходит обработку в двух слоях ионообменного материала. Это делается с той целью, чтобы удаление всех присутствующих в воде солей было наиболее эффективным. Одновременно или последовательно, при деионизации используются катиобменная смола и аниобменная смола. Все растворимые в воде соли состоят из катионов и анионов. Далее смесь двух указанных смол в деминерализируемой воде полностью заменяет их на ионы водорода Н+ и гидроксила ОН-. В результате проведения химической реакции, эти ионы объединяются и происходит создание молекулы воды. При таком процессе происходит фактически полное обессоливание воды. Очень широкое распространение деионизированная вода получила в промышленности, химической, фармацевтической отраслях, при промышленной обработке кожи. Ранее такая вода применялась при производстве электронно-лучевых телевизоров.

Электродиализ — метод, основанный на способности перемещения под действием электрического поля в воде ионов. Снижение концентрации солей происходит в ограниченном ионообменными мембранами объеме.

Метод дистилляции основывается на выпаривании с последующей концентрацией пара обрабатываемой воды. Данный способ деминерализации воды не получил широкого распространения, так как является слишком энергоемким, более того, в процессе дистилляции образуется накипь на стенках испарителя.

Наиболее распространенным способом деминерализации воды является обратный осмос. Этот способ деминерализации воды давно признан высокопрофессиональным. Изначально способ очистки воды методом обратного осмоса был предложен для опреснения морской воды. Однако в последующем выяснилось, что способ деминерализации воды методом обратного осмоса вместе с фильтрацией и ионным обменом способен значительно расширить возможности очистки воды.

Принцип деминерализации воды методом обратного осмоса заключается в том, что вода «проталкивается» через тонкопленочную полупроницаемую мембрану. Поры мембраны настолько малы, что пройти через них может только вода и низкомолекулярные газы, к числу которых относят кислород и углекислый газ. В результате такой обработки все примеси остаются на мембране и в дальнейшем сливаются в дренаж.

По эффективности очистки мембранные системы не имеют конкурентов. Они способны очистить воду на 97-99,99% по любому из видов загрязнений. В результате при применении метода обратного осмоса получается вода дистиллированная или сильно обессоленная. Метод водоподготовки в промышленности путем обратного осмоса имеет свои особенности. Одной из основных таких особенностей является то, что проводить глубокую очистку на мембране можно только той воды, которая прошла предварительную комплексную очистку от песка, ржавчины и прочих аналогичных водонерастворимых взвесей.

Особенно важно, чтобы подготавливаемая к деминерализации вода была очищена от хлора и хлорорганических соединений, способных разрушить материал мембраны.

Как понять, что вода абсолютно деминерализована? Параметры воды после деминерализации должны соответствовать следующим показателям: значение удельного электрического сопротивления должно находиться в пределах 3-18 МоМ*см при температуре водной среды в 20°С; уровень pH должен составлять 6,5-8; содержание кремниевой кислоты — менее 20 мкг/л; полная жесткость — менее 1 ммоль/л.

источник

Деминерализация воды в промышленности

Деминерализация — это процесс избавления воды от минеральных солей путём различных процессов, но в основном эффект получения высокой степени очистки достигается благодаря ионному обмену.

Необходимость в очистке воды встречается в различных сферах и объясняется требованиями той или иной областью производства (чаще всего – медицина, фармакология, производство косметики, пищевая промышленность, космические технологии, производство сложных химических составов и так далее).

Процесс обмена ионов

Минеральные ионы, такие как катионы натрия, кальция, железа, меди и т.д., и анионы, такие как хлорид, сульфат, нитрат и т.д. являются общими ионами, присутствующими в воде. Деионизация — это физический процесс, при котором используются специально изготовленные ионообменные смолы, которые предоставляют место ионам для замены минеральных солей в воде с водой, образующей Н + и ОН-ионы. Поскольку большинство водных примесей представляют из себя растворенные соли, деионизация производит воду высокой степени очистки, а результат в целом схож с дистиллированной водой. Обмен ионами основывается на замене анионов гидроксидной группу (ОH-). При этом катионы заменяются на водород (H+). Данный процесс обратим, происходит быстро и без масштабного накопления, концентрации равны.

Ионообменные смолы

Есть два основных типа смол — катионообменные и анионообменные смолы . Катионообменные смолы выпускают ионы водорода (Н + ) или других положительно заряженных ионов в обмен на примесные катионы, присутствующие в воде. Анионообменные смолы выпускают гидроксил ( ОН-) или другие отрицательно заряженные ионы в обмен на примесные анионы, присутствующие в воде .

Применение ионного обмена на водоподготовки и водоочистки

Есть три способа, в которых ионообменные технологии могут быть использованы в процессе водоподготовки и очистки :

во-первых, сами по себе катионообменные смолы могут быть использованы для смягчения воды на базовой станции;

во-вторых, анионообменные смолы могут быть использованы для органической продувки или удаления нитрата;

в-третьих , сочетание катионного обмена и анионообменных смол могут быть использованы для удаления практически всех ионных примесей, присутствующих в воде.

Как результат получают воду исключительно высокого качества и чистоты.

Электродеионизация (ЭДИ)

Электродеионизации (ЭДИ) является процессом очистки воды , который удаляет ионизируемые вещества из жидкостей с помощью электрически активных сред и электрического потенциала , чтобы осуществить перенос ионов . Он отличается от других технологий очистки воды , таких как обычный ионный обмен, в том, что при данном методе не требуется использования химикатов , таких как кислоты и каустические реактивации . Электродеионизация обычно используется в масштабном производстве в качестве процесса предварительной фильтрации.

В промышленности для процесса деминерализации используют специально предназначенные системы для очистки воды. Основными производителями таких фильтров являются Tripure, Envicare и другие.

источник

Установки деминерализации воды

Вода является хорошим растворителем. В ней содержится огромное количество не видимых человеку веществ. Чистая и прозрачная на первый взгляд вода часто оказывается небезопасна для употребления в питьевых целях. Различным промышленным предприятиям также требуется очищенная вода, пригодная для использования в технологических процессах.

Что такое ультрачистая деионизированная вода

Процесс получения деионизированной воды заключается в полном удалении всех примесей, растворенных в ней. Деминерализованная вода — жидкость, лишенная как вредных, так и полезных солей и веществ. Также ее принято называть сверх (ультра) чистой водой. В природных условиях нельзя найти деионизованную воду. Для получения деионизированной воды необходимо использование специальных технологий. В процессе очистки из нее на 99,99% удаляются все катионы, анионы, газы и микроорганизмы. Определить степень деионизации воды можно по удельному сопротивлению, которое находится в пределах 10-18 МОм*см.

Получение деминерализованной воды

20 век стал временем новых открытий в области водоподготовки. Одним из достижений того времени являлось разработка системы деионизированной воды. Но человечество не стоит на месте, идет развитие во всех сферах жизни человечества. Получить очищенную воду возможно только с помощью профессиональных установок по деминерализации воды. Удаление из воды минеральных веществ с помощью ионного обмена называют процессом деионизации воды. Вода, подающаяся на установку для деминерализации воды, должна пройти предварительную очистку и соответствовать определённым требованиям. В зависимости от исходного анализа, профессионалы могут Вам предложить системы аэрации, обезжелезивания, умягчения, сорбции, корректировки показателей и т.д. Блок предварительной очистки позволяет подготовить воду для ее использования в системах для получения деионизированной воды.

Читайте также:  Установка подогрев сидений audi c4

Методы и установки по деионизации воды

Деионизованная вода обладает определёнными свойствами и применяется только на производстве. Ученые до сих пор спорят о пользе и вреде сверхчистой воды для организма человека. На сегодняшний день выделяют 3 основных метода получения деионизированной воды для производства.

  • Деминерализация воды обратным осмосом;
  • Оборудование для производства деминерализованной воды на основе установки электродеионизации;
  • Деминерализация воды ионным обменом с помощью фильтров ФСД.

Каждый из них имеет ряд преимуществ и широко применяется в области систем деионизации воды. Для выбора оптимального решения вашей проблемы мы советуем обращаться к специалистам.

Установка обратного осмоса для получения деионизированной воды

Очистка воды от растворенных примесей до 98% возможна на обратноосмотических установках деионизации воды. Мембранная деминерализация воды позволяет удалить из воды минеральные соли и химические соединения. Обратноосмотические мембраны из синтетического волокна пропускают через себя только молекулы воды. Концентрированный поток после установки для деионизации воды уходит в дренажную систему.

Основным достоинством установки получения деионизированной воды является непрерывное получение деминерализованной воды в больших объемах (от 250 л/ч до 50 м 3 /ч). Часто в аналитические центры требуются обратноосмотические установки для получения деминерализованной воды на небольшую производительность. Для лабораторных исследований мы разработали специальную серию установок Microcell. В комплект установки для деминерализованной воды может входить блок предварительной очистки, состоящий из 3 картриджных фильтров, система накопления и распределения, блок химической мойки мембран. Наша компания занимается разработкой установок по получению деминерализованной воды для различного назначения.

Электрическая деионизация воды

Принцип работы установок электродеионизации воды также основан на работе синтетических мембран. Главным отличие от обратноосмотических систем получения деионизированной воды является пропускание воды под действием электрического тока. Установка получения деминерализованной воды представляет собой шкаф, на краях которого расположены полюса с отрицательными и положительными зарядами. Вода поступает в специальный отсек, в котором происходит разделение потока на 3 части, две из которых являются концентратами. Катионы и анионы, растворенные в исходной воде, движутся по направлению к заряженным полюсам и задерживаются на мембранах. Установку электродеионизации можно использовать только для получения небольших объемов деминерализованной воды. Большое потребление электроэнергии ограничивает сферу применения данной установки.

Фильтры для деминерализации воды

Получение воды с удельным сопротивлением 18 МОм*см возможно с помощью фильтров деминерализованной воды смешанного действия (ФСД). Ионообменная смола для деионизации воды в H+ и OH- формах эффективно задерживает оставшиеся в воде катионы и анионы. Данная система деминерализации воды может представлять собой как несколько фильтров для деионизированной воды, работающих в определенной последовательности, либо один фильтр с комплексной смолой. Срок службы данных оборудования для получения деминерализованной воды зависит от состава поступающей в них воды. Регенерация отдельных фильтров осуществляется с помощью кислотного и щелочного раствора. Основными проблемами системы очистки деионизированной воды с помощью ФСД является большой расход реагентов и утилизация воды после регенерации.

Сферы применения станций деминерализации воды

В настоящее время широко распространено применение установок деминерализованной воды. Благодаря своим свойствам деионизованная вода используется в следующих направлениях:

  1. В медицине (онкология, кардиология, хирургия и т.д.) для приготовления растворов и лекарственных препаратов. Препараты на основе деминерализованной воды более эффективны при лечении серьезных заболеваний.
  2. В косметологии для производства духов, кремов и средств по уходу за кожей. Исследования доказывают, что применение деионизованной воды в косметических средствах положительно влияет на человеческий организм.
  3. Для исследовательских и лабораторных центров. Надежность и эффективность установок для деионизированной воды способствует их широкому распространению в исследовательских лабораториях по всей России.
  4. В микроэлектронике. При производстве электронных микросхем и плат вода должна быть лишена примесей и соответствовать высоким требованиям данной специфики.
  5. Деминерализованная вода для систем увлажнения. Многие увлажнители и испарителя предъявляют высокие требования к качеству питающей воды.
  6. В энергетике, легкой и бумажно-целлюлозной промышленности, на гальваническом производстве. Применение установок по получению деионизированной воды предусмотрено технологическими процессами промышленных предприятий.

Деминерализованная вода необходима не только для использования в технологических процессах, но и для обработки посуды, тары и оборудования.

Получение деминерализованной воды в производстве от Diasel Engineering

Наша компания уже на протяжении долгого времени занимается подготовкой деионизированной воды. Надежное оборудование для деионизированной воды пользуется популярностью на предприятиях и исследовательских институтах. Нас выбирают клиенты, потому что мы гарантируем качество нашего оборудования для деионизации воды и его эффективность при очистке воды.

источник

Получение деминерализованной воды

Деминерализованную (обессоленную) воду получают из водопроводной питьевого качества, предварительно подвергнутой тщательному анализу, так как в ней содержится значительное количество растворенных и взвешенных веществ.

Деминерализация воды(освобождение от присутствия нежелательных катионов и анионов) проводится с помощью ионного обмена и методов разделения через мембрану.

Ионный обмен основан нa использовании ионитов — сетчатых полимеров разной степени сшивки, с гелевой или микропористой структурой, ковалентно связанных с ионогенными группами. Дис­социация этих групп в воде или растворах дает ионную пару — фиксированный на полимере ион и подвижный противоион, который обменивается на ионы одноименного заряда (катионы или анионы) из раствора. Отечественная промышленность выпускает ионообменные смолы:

• ионообменные катиониты (КУ-2, КУ-2-8ч, СК-3), которые способны обменивать свой ион водорода на катионы (Mg 2+ ; Ca 2+ и др.); В Н-форме (катионит с подвижным атомом водорода) они обмени­вают все катионы, содержащиеся в воде.

• ионообменные аниониты (АВ-17-8ч, АВ-17-10п), обменива­ющие свой гидроксил (ОН

) на анионы: SO4″; Сl и др. в ОН-форме (анионит с подвижной гидроксильной группой) обменивают все анионы, содержащиеся в воде.

Каждый килограмм смолы способен очистить до 1000 л воды и более. Качество воды контролируют по электропроводности. Как только ионит прекращает связывать ионы, электропроводность возрастает.

Катиониты — смолы с кислой группой (карбоксильной или сульфоновой). Для их регенерации (восстановления способности обменивать ион водорода) применяют 5%-ный раствор хлористо­водородной кислоты.

Аниониты — чаще всего продукты полимеризации аминов с формальдегидом. Для регенерации используют 5 %-ный раствор натрия гидрокарбоната или натрия гидрооксида.

Существует два типа колоночных ионообменных аппаратов: с раздельными и со смешанными слоями катионов и анионов. Ап­параты 1-го типа состоят из двух последовательно расположенных колонок, первая из которых заполняется катионитами, а вторая — анионитами. Аппараты 2-го типа состоят из одной колонки, за­полненной смесью этих ионообменных смол. Питьевую воду пода­ют в колонки снизу вверх, через слой катионита, затем на слой анионитов, фильтруют от частиц разрушенных ионообменных смол и нагревается в теплообменнике до 80 — 90 °С.

Читайте также:  Установка ксеноновых фар самому

Ионообменные смолы могут быть гранулированными, в виде волокон, губчатых смол, жгутов (лент), последовательно переме­щающихся через сорбционную ванну, промывочную ванну, за­тем через бак регенерации и отмывки. Ионообменные волокна изнашиваются медленнее, чем гранулированные. Меньше подвер­жены разрушению магнитные гранулы.

Ионообменная технология обеспечивает классическое обессоливание воды и является экономной. Однако имеет ряд недостат­ков: 1) ионообменные смолы требуют периодической регенера­ции; 2) при длительном использовании могут стать субстратом для развития микроорганизмов, поэтому требуется периодиче­ская дезинфекция используемых смол.

Ионообменная установка состоит из 3—5 пар катионитовых и анионитовых колонок (рис.1). Водопроводная вода

Обессоленная вода

Рис. 1. Принцип работы ионообменной установки

Среди методов разделения через мембрану можно выделить: обратный осмос, ультрафильтрацию, диализ, электродиализ, испарение через мембрану. Эти методы основаны на использовании перегородок, обладающих селективной проницаемостью, благодаря чему возможно получение воды без фазовых и химических превращений.

Обратный осмос (гиперфильтрация) — переход растворителя (воды) из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Избыточное рабочее давление солевого раствора намного больше осмотического. Движущей силой обратного осмоса называют разность давлений по обе стороны мембраны. Для разделения применяют мембраны двух

1. Пористые—Селективная проницаемость основана на адсорбции молекул воды поверхностью мембраны и ее порами. УАМ 50 м, УАМ 100 м, УАМ 150 м — 125 А, УАМ 200 м УАМ 300 м и УАМ 500 м.

2. Непористые диффузионныемембраны образуют водород­ные связи с молекулами воды на поверхности контакта. Под дейст­вием избыточного давления эти связи разрываются, молекулы воды диффундируют впротивоположную сторону мембраны, а на образовавшиеся места проникают следующие. Таким образом, вода как бы растворяется на поверхности и диффундирует внутрь слоя мембраны. Выпускаются гиперфильтрационные ацетатцеллюлозные мембраны МГА-80, МГА-90, МГА-95, МГА-100.

Установка обратного осмоса состоит из насоса высокого давле­ния, одного или нескольких пермиаторов и блока регулирования, поддерживающего оптимальный рабочий режим. Каждый из пер­миаторов содержит большое количество (до 1 млн) полых воло­кон (мембран). В качестве мембран используют эфиры целлюлозы (ацетаты), полиамиды и др.

Воду подают в пермиатор, омывая волокна с внешней сторо­ны. Под давлением выше осмотического она проникает внутрь полых трубок, т.е. уходит от солей, собирается внутри трубок, а «концентрат» солей выливается в сток.

По ходу движения воды в пермиатор устанавливают угольный фильтр для удаления хлора.

Методом обратного осмоса удаляются более 90 % солей, ВМВ, бактерии и даже некоторые вирусы.

Метод имеет много положительных свойств: простота; произ­водительность, не зависящая от солесодержания в исходной воде; широкий выбор полупроницаемых мембран; экономичность — из 10 л питьевой воды получается 7,5 л воды очищенной; затраты энергии в 10—16 раз меньше, чем при дистилляции. Данный принцип лежит в основе работы промышленных уста­новок «Роса», УГ-1 и УГ-10.

Для получения сверхчистой воды сочетают методы ионного обмена и обратного осмоса.

Улътрафильтрация — процесс мембранного разделения растворов высокомолекулярных соединений под действием разности давлений. Данный метод используют, когда осмотическое давление несоизмеримо мало в сравнении с рабочим давлением. Движущей силой является разность давлений — рабочего и атмосферного. Ультрафильтрация воды через мембрану с диаметром пор 0,01 мкм позволяет на 100% освободить питьевую воду от солей, органи­ческих и коллоидных веществ и микроорганизмов.

Электродиализ. Механизм разделения основан на направлен­ном движении ионов в сочетании с селективным действием мемб­ран под влиянием постоянного тока. В качестве ионообменных мембран применяются:

— катионитовые марки МК-40 с катионитом КУ-2 в Na-форме и основой на полиэтилене высокой плотности и МК-40л, армированная лавсаном;

— анионитовые марки МА-40 с анионитом ЭДЭ-10П в Сl-форме на основе полиэтилена высокой плотности и МА-41л — 1 мембрана с сильноосновным анионитом АВ-17, армированная лавсаном.

Воду помещают в ванну, разделенную на три части селективными ионообменными мембранами. Мембраны, имеющие отрицательный заряд (катиониты) проницаемы для катионов, имеющие положительный за­ряд (аниониты) — для анионов. Ионообменные мембраны не сор­бируют ионы, а селективно пропускают их.

Через ванну пропускают постоянный электрический ток, все ионы солей, находящихся в воде, начинают передвигаться к мемб­ранам, имеющим противоположный заряд: катионы — к катоду, анионы — к аноду. Ионы солей, удаленные из камеры обессоливания, концентрируются соответственно в соседних камерах. Ос­таточное солесодержание 5 — 20 мг/л.

Выпускаются электродиализные установки ЭДУ-100 и ЭДУ-1000 производительностью 100 и 1000 м 3 /сут.

Испарение через мембрану. Растворитель проходит через мембрану и в виде пара удаляется с ее поверхности в потоке инертного газа или под вакуумом. Для этой цели используют мембраны из целлофана, полиэтилена, ацетатцеллюлозы.

Преимущество мембранных методов, все больше внедряемых в производство, — значительная экономия энергии. Также сравни­тельно легко возможно регулировать качество воды. Недостатком методов считают опасность концентрационной поляризации мембран и пор, что может вызвать прохождение нежелательных ионов или молекул в фильтрат.

Деминерализованная вода используется для мойки стеклодрота, ампул, вспомогательных материалов и питания аквадистилляторов при получении воды очищенной (дистиллированной) и воды для инъекций.

Получение воды очищенной (дистиллированной)

Вода очищенная ФС 42-2619-89 (Aqua purificata), используемая в производстве инъекционных лекарственных форм, должна быть максимально химически очищена и отвечать соответствующей НТД. В каждой серии полученной воды обязательно проверяют значение рН (5,0—6,8), наличие восстанавливающих веществ, угольного ангидрида, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, кальция и тяжелых металлов. Допускается наличие аммиака — не более 0,00002%, сухого остатка — не более 0,001%. Для непрерывной оценки качества получаемой воды используется измерение удельной электропроводности. Однако метод недостаточно объективен, так как результат зависит от степени ионизации молекул воды и примесей.

Воду очищенную получают методом дистилляции, перегонки водопроводной или деминерализованной воды в дистилляционных аппаратах различных конструкций. Основными узлами любого дистилляционного аппарата являются испаритель, конденсатор и сборник. Сущность метода перегонки заключается в том, что исходную воду заливают в испаритель и нагревают до кипения. Происходит фазовое превращение жидкости в пар, при этом водяные пары направляются в конденсатор, где конденсируются и в виде дистиллята поступают в приемник. Такой метод требует затрат большого количества энергий, поэтому в настоящее время на некоторых заводах получают воду, очищенную методами разделения через мембрану.

Получение воды для инъекций в промышленных условиях

Согласно требованиям ФС 42-2620-89 вода для инъекций (Aqua pro ingectionibus) должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к воде очищенной, а также должна быть стерильной и апирогенной. Стерильность воды определяется методами, изложенными в статье «Испытания на стерильность» ГФ XI издания, с. 187—192. Испытание пирогенности воды проводят биологическим методом, приведенным в статье «Испытание на пирогенность» ГФ XI издания, с. 183—185.

Оборудование для получения воды очищенной и воды для инъекций

В промышленных условиях получение воды для инъекций и воды очищенной осуществляют с помощью высокопроизводи­тельных корпусных аппаратов, термокомпрессионных дистилля­торов различных конструкций и установок обратного осмоса.

К колонным многокамерным аппаратам относятся прежде всего многоступенчатые аппараты. Установки подобного типа для получения очищенной воды бывают различной конструкции. Производительность крупных моделей достигает 10 т/ч.

Читайте также:  Установка и запуск касперский

Чаще всего применяются трехступенчатые колонные аппаратыс тремя корпусами (испарителями), расположенными вертикально или горизонтально. Особенность колонных аппаратов в том, что только первый испаритель нагревается паром, вторичный пар из первого корпуса поступает во второй в качестве греющего, где конденсируется и получается дистиллированная вода. Из второго корпуса вторичный пар поступает в третий — в качестве греющего, где также конденсируется. Таким образом, дистиллированную воду получают из 2-го и 3-го корпусов. Производительность такой установки до 10 т/ч дистиллята. Качество получаемого дистиллята хорошее, так как в корпусах достаточная высота парового пространства и предусмотрено удаление капельной фазы из пара с помощью сепараторов.

Для обеспечения апирогенности получаемой воды необходимо создать условия, препятствующие попаданию пирогенных веществ в дистиллят. Эти вещества нелетучи и не перегоняются с водяным паром. Загрязнение ими дистиллята происходит путем переброса капелек воды или уноса их струей пара в холодильник. Поэтому конструктивным решением вопроса повышения качества дистил­лята является применение дистилляционных аппаратов соответ­ствующих конструкций, в которых исключена возможность пере­броса капельно-жидкой фазы через конденсатор в сборник. Это до­стигается устройством специальных ловушек и отражателей, высо­ким расположением паропроводов по отношению к поверхности парообразования. Целесообразно также регулировать обогрев испа­рителя, обеспечивая равномерное кипение и оптимальную скорость парообразования, так как чрезмерный нагрев ведет к бурному ки­пению и перебросу капельной фазы. Проведение водоподготовки путем обессоливания также уменьшает пенообразование и, следо­вательно, выделение капелек воды в паровую фазу.

На некоторых химико-фармацевтических предприятиях воду для инъекций получают с помощью дистиллятора «Mascarini» —произво­дительность этого аппарата 1500 л/ч. Он снабжен прибором контро­ля чистоты воды, бактерицидными лампами, воздушными фильтра­ми, прибором для удаления пирогенных веществ, а также установкой двойной дистилляции воды производительностью 3000 л/ч.

Трехкорпусной аквадистиллятор«Финн-аква» (Финляндия) функционирует за счет использования деминерализованной воды(рис. 2).

Рис. 2. Аквадистиллятор «Финн-аква»:

1— регулятор давления;2 — конденсатор-холодильник; 3 — теплообменник

камер предварительного нагрева; 4 — парозапорное устройство; 5 — зона

испарения; 6,7,8 — труба; 9 – теплообменник

Вода поступает через регулятор давления в конденсатор, проходит теплообменники камер предварительного нагрева, а после нагревания поступает в зону испарения, состоящую из системы трубок, обогреваемых внутри греющим паром. Нагретая вода подается на наружную поверхность обогреваемых трубок в виде пленки, стекает по ним и нагревается до кипения.

В испарителе за счет поверхности кипящих пленок создается интенсивный поток пара, движущийся снизу вверх со скоростью 20— 60 м/с. Центробежная сила, возникающая при этом, обеспечивает стекание капель в нижнюю часть корпуса, прижимая их к стенкам. Наиболее совершенными в настоящее время считаются термо­компрессионные дистилляторы (рис. 3).

Их преимущество перед дистилляторами других типов заключается в том, что для получения 1 л воды для инъ­екций необходимо израсходовать 1,1 л холодной водопроводной воды. В других аппаратах это соотношение составляет 1:9— 1:15. Принцип работы аппарата заключается в том, что образую­щийся в нем пар, перед тем как поступить в конденсатор, прохо­дит через компрессор и сжимает­ся. При охлаждении и конденса­ции он выделяет тепло, по вели­чине, соответствующей скрытой теплоте парообразования, которая . затрачивается на нагревание ох­лаждающей воды в верхней части трубчатого конденсатора. Питание аппарата водой осуществляется в направлении снизу вверх, выход дистиллятора — сверху вниз. Про­изводительность дистиллятора до 2,5 т/ч. Качество получаемой апирогенной воды высокое, так как капельная фаза испаряется на стенках трубок испарителя. Нагревание и кипение в трубках происходит равномерно, без перебросов, в тонком слое. Задерживанию капель из пара способст­вует также высота парового пространства. Недостатки аппарата — сложность устройства и эксплуатации.

Рис. 3. Принцип работы термокомпрессионного дистиллятора: 1 — конденсатор-холодильник; 2 — паровое пространство; 3 — компрессор; 4 — регу­лятор давления; 5 — камера предвари­тельного нагрева; 6* — трубки испарителя

Наиболее широко распространенным до последних лет мето­дом получения воды для инъекций была дистилляция. Такой метод требует затрат большого количества энергии, что является серьезным недостатком. Среди других недостатков следует отме­тить громоздкость оборудования и большую занимаемую им пло­щадь; возможность присутствия в воде пирогенных веществ; сложность обслуживания.

Этих недостатков лишены новые методы мембранного разде­ления, все больше внедряемые в производство. Они протекают без фазовых превращений и требуют для своей реализации значительно меньших затрат энергии, сопоставимых с минимальной теоретически определяемой энергией разделения.

Мембранные методы очистки основаны на свойствах перегородки (мембраны), обладающей селективной проницаемостью, благодаря чему возможно разделение без химических и фазовых превращений. Для получения воды для инъекций в практическом отноше­нии представляют интерес следующие аппараты.

С использованием принципа мембранной очистки работает установка высокоочищенной воды «Шарья-500». Производитель­ность ее по питающей воде 500 л/ч, получаемая после этой установки высокоочищенная вода, свободная от механических примесей, органических и неорганических веществ. Она применяется в производстве иммунобиологических бактерийных препаратов и для приготовления инъекционных растворов.

Установка (УВВ) включает блоки предфильтрации, обратного осмоса и финишной очистки.

Блок фильтрации предназначен для очистки питьевой водопроводной воды от механических примесей размером 5 мкм и включает фильтр катионитный и два фильтра угольных, работающих параллельно или взаимозаменяемо.

Блок обратного осмоса работает при давлении не ниже 15 атм. Поступающая на блок вода разделяется после фильтрования на два потока, один из которых проходит сквозь обратноосмотические мембраны, а второй поток, проходящий вдоль поверхности мембра­ны и содержащий повышенное количество солей (концентрат) отводится из установки. Для обеспечения работы данного блока необходимо, чтобы соотношение объемов воды на подаче, сливе и проходящей через мембрану составляло 3:2:1 соответственно. Таким образом, для получения 1л высокоочищенной воды необходимо израсходовать приблизительно 3 л воды водопроводной. При этом скорость слива достаточно высока, что устраняет вредное влияние концентрированной поляризации на работу установки.

В блоке обратноосмотическом осуществляется очистка воды от растворимых солей, органических примесей, твердых взвесей и бактерий.

После блока обратного осмоса вода поступает на блок финишной очистки, включающей ионообмен и ультрафильтрацию. Ионообменная очистка воды осуществляется с помощью последо­вательно соединенных фильтров — катионного и анионного, за которыми установлен смешанный катионно-анионный фильтр, где происходит очистка от оставшихся катионов и анионов.

Окончательная доочистка воды проводится в двух ультра­фильтрационных аппаратах с полыми волокнами АР-2,0, предназ­наченных для отделения органических микропримесей (коллоид­ных частиц и макромолекул).Для производства иммунных и бактерийных препаратов не всегда пригодна вода для инъекций, полученная дистилляцией. Поэтому часто возникает необходимость в доочистке воды, которая может быть проведена с помощью установки «Супер-Кью». Производительность — 720 л/ч, вода пропускается через угольный фильтр, где происходит освобождение от органических веществ; затем — через смешанный слой ионитов; после чего поступает на патронный бактериальный фильтр с размером пор 0,22 нм (0,00022 мкм). Далее вода поступает на обратноосмотический модуль, где происходит удаление пирогенных веществ. Полученную воду используют для приготовления инъекционных лекарствен­ных форм, а концентрат используют как техническую воду или повторно отправляют на очистку.

Мембранные методы получения высокоочищенной воды для инъекций широко используются в мировой практике и признаны экономически целесообразными и перспективными.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector