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氣體分離膜用于制藥用水除氧的工藝應(yīng)用

來源:國初科技(廈門)有限公司   2025年03月11日 10:54   88

制藥行業(yè)需要將工藝用水中的CO2 控制在很低的水平,以便控制水的導(dǎo)電性和pH 值。膜接觸器(脫氣膜)可以減少CO2,以便盡可能提升去電離子工藝的效率。這種產(chǎn)品也可以脫除溶解的O2,以便降低最終產(chǎn)品氧化和變質(zhì)的風(fēng)險無需使用化學(xué)物質(zhì),同時節(jié)省生產(chǎn)純水所需的空間、時間和成本。

制藥用水除氧的必要性

在制藥生產(chǎn)過程中,水中溶解氧可能導(dǎo)致以下問題:

藥品氧化變質(zhì):氧分子與活性藥物成分(API)發(fā)生氧化反應(yīng),影響藥效穩(wěn)定性;

微生物滋生:需氧菌在富氧環(huán)境中快速繁殖,威脅無菌生產(chǎn)環(huán)境;

設(shè)備腐蝕:氧腐蝕管道系統(tǒng),導(dǎo)致金屬離子溶出污染水質(zhì)。

《中國藥典》明確規(guī)定,注射用水的溶解氧含量需≤0.1 mg/L。傳統(tǒng)真空脫氣塔、亞硫酸鹽添加等方法存在能耗高、藥劑殘留風(fēng)險,亟需更高效環(huán)保的解決方案。

國初科技的膜接觸器提供了一種可靠的在線解決方案,在去除溶解氣體方面更為經(jīng)濟。進水從微孔中空纖維的外側(cè)(殼程)進入膜接觸器,由于中空纖維是疏水膜,水無法通過膜壁上的小孔。但溶解氣體可以通過這些小孔進入中空纖維的內(nèi)側(cè)(管程),并從管程端口排出。

在中空纖維的管程施加真空,通過降低與水接觸的氣體壓力,產(chǎn)生驅(qū)動力將水中的溶解氣體去除(見圖1)。

圖片 1.png

膜接觸器技術(shù)原理

膜接觸器基于微孔疏水膜材料(如聚丙烯、聚四氟乙烯)構(gòu)建氣液分離界面,通過以下機制實現(xiàn)高效除氧:

亨利定律驅(qū)動:在膜組件內(nèi)建立低壓環(huán)境(通常≤50 mbar),降低氧氣分壓,促使溶解氧從液相向氣相擴散;

膜孔選擇性滲透膜接觸器允許氣體分子通過,但阻隔液體滲透,實現(xiàn)氣液高效分離;

逆流設(shè)計:載氣(如氮氣)與水流逆向接觸,強化氧氣的傳質(zhì)效率。

工藝優(yōu)勢對比

圖片 2.png

功能與優(yōu)勢

設(shè)備緊湊,節(jié)省空間:膜接觸器設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,適合新建項目和現(xiàn)有設(shè)備改造,便于安裝和維護。

低能耗,節(jié)能環(huán)保:相比傳統(tǒng)技術(shù),膜接觸器能耗低,運行成本低,符合綠色生產(chǎn)要求。

操作簡便,自動化程度高:膜接觸器操作簡單,自動化程度高,啟動速度快,維護成本低。

減少二次污染:氣側(cè)與純水不直接接觸,避免了二次污染的風(fēng)險。

靈活性和擴展性:模塊化設(shè)計支持靈活擴展,可根據(jù)需求調(diào)整設(shè)備規(guī)模。

使用壽命長:脫氣膜性能穩(wěn)定,具有很長的使用壽命,減少了設(shè)備故障和停機時間,降低了維護成本。

國初科技膜接觸器憑借其高效、安全、節(jié)能的特性,正逐步成為制藥用水除氧工藝的主流選擇。隨著膜材料科學(xué)與自動化控制技術(shù)的進步,該技術(shù)將在保障藥品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、推動綠色制藥等方面發(fā)揮更大價值。


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