تصفیه آب در داروسازی نقش بسیار مهمی دارد. مصارف آب در این صنایع دارای حساسیت بالایی هستند. در صنایع دیگر احتما آنکه تنها محصول کیفیت کمتری داشته باشد را به دنبال دارد. این درحالی است که در صنایع دارو سازی این مورد میتواند به کل جان مردم را به خطر اندازد. لذا در این صنعت باید از آب خالص استفاده شود.

نقش تصفیه آب در داروسازی :

آب به طور گسترده به عنوان یک ماده اولیه در پروسه های فرمولاسیون، ساخت وسنتز مواد اولیه و تولید فرآورده های دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. لذا همان طور که گفته شد استفاده از آن حساسیت بالایی دارد. به همین دلیل تصفیه آب در داروسازی الزامی میباشد. آب ها مورد استفاده در این صنعت دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه به آن پرداخته خواهد شد.

انواع آب ها در صنایع دارویی :

در صنعت داروسازی آب با کیفیت‌های مختلفی استفاده می‌شود. معمولاً انواع آب در این صنعت به 8 نوع شامل:

•   Non-potable
•   Potable (drinkable) water
•    Purified water (PW)
•   Water for injection (WFI)
•   Sterile water for injection
•   Sterile water for inhalation
•   Bacteriostatic water for injection
•   Sterile water for irrigation

آب خالص PW در مصارف عمومی و تصفیه این نوع آب در داروسازی :

آب PW از آب آشامیدنی به دست می‌آید و معمولا آب PW را برای بدست آوردن آب WFI یا آب مناسب برای تزریق به کار می‌یرند. به این صورت که این آب را از فرآیند اسمز معکوس می‌گذرانند و آن را خالص سازی می‌کنند.

آب WFI برای استفاده در تزریقات در صنایع دارویی :

آب برای تزریق یا WFI برای مصارف تزریقی ساخت محصولات تزریقی و شستشوی دستگاه‌های مخصوص ساخت محصولات مخصوص تزریق به کار می‌رود. تصفیه این نوع آب را در دارو سازی از طریق سیستم های اسمز معکوس تصفیه شده که سپس با سیستم های ضدعفونی UV موارد بیولوژیکی آب را حذف کرده و آب را تصفیه میکنند.

آب HPW و چگونگی تصفیه این نوع آب در صنایع دارویی:

این نوع آب بسیار خالص است و درجه خلوص آن از آب PW و WFI بیشتر است. آب HPW زمانی استفاده می‌شود که آب در داروسازی برای تولید فرآورده‌های دارویی بکار رود که کیفیت بیولوژیکی آنها باید بسیار بالا باشد. این آب برای تزریق مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. تصفیه این نوع آب این در صنایع داروسازی با فرآیند دابل اسمز معکوس یا Double RO تولید میشود.

تصفیه آب دارویی

در صنایع داروسازی از انواع روش‌ها برای تصفیه آب یعنی هوازی و بی‌هوازی استفاده می‌شود. در زیر به هر کدام از روش‌های تصفیه آب دارویی اشاره شده است:

• روش اسمز معکوس

دستگاه تصفیه آب RO یا اسمز معکوس به عنوان یکی از راهکارهای با هزینه کم‌تر و پرطرفدار برای تصفیه آب داروسازی به شمار می‌آید. اگر قصد استفاده از دستگاه اسمز معکوس در صنایع داروسازی را دارید، این موضوع را در نظر داشته باشید که که به دلیل وجود صافی با خلل و فرج زیر، آماده گرفتگی توسط باکتری و ویروس است. به همین دلیل نیاز به مراقبت و تمیز کردن فیلترهای دستگاه وجود دارد.

• سیستم تقطیر:

دستگاه‌های تقطیر از سری دستگاه‌های پرطرفدار در داروسازی است و می‌تواند تأثیر بسزای خود را در تصفیه آب داروسازی بگذارد. علاوه بر این، روش تقطیر دقت بیش‌تری در بسیاری از روش‌های تصفیه دارویی دارد.

• روش تبادل یونی:

از روش‌های مورد استفاده دیگر در تصفیه فاضلاب دارویی می‌توان تبادل یونی را نام برد. در این روش که یکی از بهترین‌ها برای تصفیه آب دارویی مورد استفاده در صنایع داروسازی است، یون‌های آزاد و مضری که در آب حضور دارند، با استفاده از الکترود‌هایی تعبیه شده در دستگاه جذب می‌شوند. این روش به این گونه است که کاتیون‌هایی از طریق الکترودها در آب ایجاد می‌شوند که رادیکال‌های آزاد مضر آب را به خود جذب کرده و آن‌ها را از آب حذف می‌کنند.

•  الکترودیونیزاسیون :

آب خالصی که از تصفیه به یکی از روش‌های اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، EDR و یا تقطیر به‌دست آمده است، برای تصفیه بیشتر و تبدیل به آب دارای خلوص بسیار بالا به الکترودیونایزر (Deionizer) وارد می‌شود.
در تصفیه به روش الکترودیونیزاسیون، آب از میان واحدهای غشایی چندگانه‌ای که بین الکترودهای دستگاه الکترودیونایزر قرار دارند، گذر داده می‌شود. در نتیجه جریان یافتن آب بین این ممبران‌ها، یون‌های مثبت و منفی موجود در آن به ترتیب جذب کاتد و آندی خواهند شد که غشاهای دستگاه را دربرگرفته است. به این ترتیب، آبی بسیار خالص و بدون یون به‌دست می‌آید. تصفیه آب به این روش (EDI)، تنها محدود به حذف یون‌های معدنی نیست؛ و یون‌های آلی را نیز می‌توان به کمک آن و به شکلی بسیار موثر و کارآمد از آب زدود.

• اولترافیلتراسیون (UF)

برای جداسازی ذرات بسیار ریز آب (ذراتی با اندازه کمتر از 0.02 میکرون) که با روش اسمز وارونه از آب جدا نشده‌اند، از روش اولترافیلتراسیون استفاده می‌شود. به این ترتیب آب در بالاترین حد ممکن عاری از ذرات جامد محلول خواهد بود.

• ضد عفونی آب دارویی

فرآیند تصفیه آب دارویی بدون ضدعفونی و گندزدایی کامل آب، ناقص خواهد ماند. بنابراین، این مرحله نیز جزء مراحل اصلی تصفیه آب دارویی است. از میان روش‌های گوناگون موجود برای ضدعفونی و یا کنترل و کاهش بار میکروبی آب، از جمله استفاده از ازن و یا پرتودهی و…، بهره‌گیری از لامپ UV و پرتو فرابنفش گسیل شده از آن، روشی سریع و کم هزینه به‌شمار می‌رود. از آب خالص و ضدعفونی شده می‌توان برای ساخت دارو بهره گرفت.

• گندزدایی با پرتو فرابنفش UV

یکی از روش‌هایی که با استفاده از پرتو افکنی انجام می‌شود، روش گندزدایی فرابنفش است. این سیستم بر روی یون‌های با خاصیت منفی برای آب تأثیر گذاشته و موجب ته‌نشین شدن آن‌ها می‌شود. این روش در واقع یکی از بهترین روش‌ها برای حذف مواد شیمیایی، باکتری و میکروب‌ها از آب است که در بسیاری از مواقع از آن استفاده می‌شود. ناگفته نماند که استفاده از این روش هزینه زیادی نسبت به روش اسمز معکوس دارد و به همین دلیل می‌تواند کم‌تر مورد استقبال قرار گیرد.

از این سیستم‌ها برای پاک‌سازی فاضلاب دارویی هم استفاده می‌شود چرا که این دسته از فاضلاب‌های صنعتی جزو خطرناک‌ترین و آلوده‌ترین فاضلاب‌ها شناخته می‌شوند. فاضلاب‌های دارویی چنانچه بدون فیلتراسیون در طبیعت رها شوند می‌توانند صدمات جبران‌ناپذیری به طبیعت و سلامت انسان‌ها وارد کنند.

مهمترین عامل تصفیه آب دارویی

از دستگاه تصفیه آب دارویی برای تولید آب استاندارد در صنعت داروسازی استفاده می‌شود که این آب باید دارای استانداردهای خاصی باشد. لوله های به‌کاررفته در این سیستم باید از جنس استیل 316 و داخل پولیش باشند تا احتمال درصد رشد باکتری در آنها به صفر برسد.

تمیزکردن آب شامل حذف یونهای کلسیم و منیزیم توسط رزین های آنیونی و کاتیونی و استفاده از پودرکربن فعال برای خنثی سازی کلر، یکی از پیش مقدمه های مهم در تصفیه آب دارویی بشمار میرود. مهمترین نکته در تولید سیستم آب دارویی آن است که تا حد ممکن مطمئن بشویم آب از لحاظ سختی و میکروبی تا حدی تصفیه شده باشد تا به عنوان ماده خام اولیه در مراحل بعدی توسط دستگاه RO قابل استفاده باشد.

شاخص آب یکی از اصلی‌ ترین نیازهای بشر است و به همین دلیل سالم بودن آن، اهمیت زیادی دارد. برای اینکه آب سالم و تصفیه شده به دست افراد برسد، ابتدا در تصفیه خانه‌ها تصفیه شده و شاخص‌ های مختلف آن اندازه‌گیری می‌شود.

می‌توان گفت اولین گام برای فرایند تصفیه آب، اطلاع از شاخص‌ های مهم و مورد نیاز آب است.

شاخص های مهم آنالیز آب

• الف) شاخص های املاح محلول آب
• ب) شاخص های مواد معلق آب
• ج) شاخص های ناخالصی های آلی آب
• د) شاخص بهداشتی بودن آب

جهت ارائه روش مناسب تصفیه برای نمونه آب مورد نظر، داشتن آنالیز آب خام که شامل شاخص های ذکر شده بالا باشد ضروری است.

 الف) شاخص های محلول آب

فاکتورهای املاح محلول در آب شامل TDS, EC, TH, PH, P&M می باشد.

1. شاخص TDS یا TOTAL DISSOLVED SOLIDS

منظور از TDS کل مواد جامد محلول در آب می باشد که برابر مجموع غلظت همه یون های موجود در آب می باشد. TDS معمولا بر حسب ppm یا میلی گرم در لیتر بیان می شود. TDS یکی از مهمترین فاکتورها در بررسی نتایج آزمایش آب خام برای تصفیه آب می باشد.

2. شاخص EC یا ELECTRICAL CONDUCTIVITY

هدایت الکتریکی یا کنداکتیویته آب، معرف قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان برق است. در آنالیز آب، EC آب معمولا بر حسب µs/cm یا میکرو زیمنس بر سانتی متر بیان می شود.

4. شاخص PH یا POWER OF HYDROGEN

منظور از pH در آنالیز آب، غلظت یون هیدروژن است. بخاطر اهمیت آن در رفتار آب می توان ادعا کرد که هیچ آنالیز آبی بدون تعیین pH کامل نخواهد بود. pH آب های طبیعی عموما در محدوده 8-6 قرار دارد. باید توجه داشت که کنترل درست pH رمز موفقیت بسیاری از فرایندهای تصفیه آب صنعتی است.

3. شاخص TH یا TOTAL HARDNESS

از نظر علمی سختی کل آب به مجموع غلظت کاتیون های دو ظرفیتی موجود در آب گفته می شود. ولی چون غلظت کلسیم و منیزیم در آب های طبیعی بیشتر از یون های دیگر است، در ادبیات تصفیه آب، منظور از سختی کل مجموع غلظت این دو یون می باشد. واحد رایج TH نیز ppm یا میلی گرم در لیتر است.

5. شاخص P&M یا شاخص قلیائیت آب

قلیائیت آب برابر با مجموع غلظت یونهای کربنات، بی کربنات و هیدروکسیل موجود در آب است. غلظت سایر آنیونها در مقایسه با غلظت این سه یون قابل صرفنظر کردن است. قلیائیت آب معیاری از ظرفیت آن در خنثی سازی اسیدها است.

انواع قلیائیت آب
• قلیائیت ساده یا قلیائیت نسبت به فنل فتالئین (P Alkalinity)
• قلیائیت کل یا قلیائیت نسبت به متیل اورانژ (M Alkalinity)

رابطه EC با TDS

چون در محلول ها، یون ها جریان برق را منتقل می کنند، EC با TDS رابطه دارد. این ارتباط برای هر نمونه آب فرق دارد و به غلظت و نوع ناخالصی های موجود در آب بستگی دارد.
1. در محلول های رقیق ارتباط بین این دو پارامتر به این صورت است : TDS = 0.5 EC
2. برای آب هایی با pH بین 5 تا 9 و دمای بین oC 40-10 تأثیر دما به صورت زیر است.
TDS(mg/l) = 0.5(1.02)(T-25) EC (µmho/cm)
3. برای بسیاری از آبهای شهری و طبیعی داریم : TDS = 0.55 EC

نکته : وقتی غلظت ناخالصی ها زیاد می شود، یون ها روی یکدیگر اثر منفی گذاشته و هدایت الکتریکی محلول مانند محلول رقیق متناسب با تعداد یون ها نمی باشد.

اهمیت TDS و EC

اهمیت این دو پارامتر در این است که سرعت خورندگی آب در شرایط یکسان با افزایشEC افزایش می یابد. افزایش هدایت الکتریکی نیز باعث کاهش درجه یونیزاسیون نمک های آب می شود. توجه به سرعت خورندگی آب در دستگاه آب شیرین کن دریایی و آب شیرین کن صنعتی برای آبهای شور اهمیت زیادی دارد. در طراحی این دستگاهها باید از تجهیزاتی استفاده کرد که در برابر خوردگی مقاوم باشند.

انواع سختی آب

1. سختی کل : مجموع سختی موقت و سختی دایم را سختی کل می نامند.
2. سختی موقت یا بی کربناتی : قسمتی از سختی آب که در اثر حرارت دادن از بین می رود. از نظر علمی بخشی از سختی آب است که به صورت املاح بی کربنات می باشد. املاح بی کربنات کلسیم و منیزیم در اثر حرارت از حالت محلول به حالت غیرمحلول در می آیند و به شکل کربنات کلسیم و منیزیم رسوب می کنند. سختی موقت آب مضرات بیشتری برای سیستم های حرارتی و برودتی دارد. زیرا با افزایش دما در این سیستم ها باعث رسوب در لوله ها و تجهیزات می گردد و عملکرد آنها را مختل می کند.
3. سختی دائم یا سختی غیرکربناتی : قسمتی از سختی آب که با حرارت تجزیه نمی شود. از نظر علمی سختی دایم آب در اثر وجود نمک های غیرکربناتی مثل سولفات، کلراید و نیترات می باشد.

از بین بردن سختی آب برای صنایع بسیار با اهمیت است. زیرا رسوبات حاصل از املاح موجود در آب صدمات فراوانی به سیستم ها میزند. گاه این صدمات باعث از کار افتادن و نیاز به تعویض قطعات دستگاهها می گردد. همچنین در تصفیه آب شرب نیز توجه به سختی آب برای سلامتی انسان ضروری است. برای از بین بردن سختی آب از دستگاه تصفیه آب صنعتی RO و یا دستگاه سختی گیر استفاده می شود.

رابطه قلیائیت و PH

1. هر چه قلیائیت ساده کمتر و قلیائیت کل بیشتر باشد، pH آب کمتر است.
2. هر چه قلیائیت ساده بیشتر شود، pH آب بیشتر می شود.
3. pH آب های طبیعی به هر دو قلیائیت ساده و کل بستگی دارد.
4. در تصفیه آب pH های مهم عبارتند از pH حدود 3/8 و 5/4 .
5. در pH کمتر از 3/8 قلیائیت ساده وجود ندارد و در pH کمتر از 5/4 قلیائیت کل، صفر است.