制藥工程中反滲透技術(shù)的應(yīng)用分析

周旋

摘 要：反滲透技術(shù)在世界上的多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是目前世界上最先進(jìn)的分離技術(shù)之一，對(duì)于制藥行業(yè)上的應(yīng)用，更是極大程度上的促進(jìn)了醫(yī)藥制造行業(yè)的發(fā)展。針對(duì)目前反滲透技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)從工作原理、系統(tǒng)組成、存在問(wèn)題及發(fā)展展望這些方面進(jìn)行探索和研究，使其在反滲透技術(shù)的應(yīng)用中取得更科學(xué)的使用方法。

關(guān)鍵詞：反滲透技術(shù)；滲透膜；制藥行業(yè)

一、反滲透與反滲透系統(tǒng)

1.反滲透

反滲透法最早使用于美國(guó)太空人將尿液回收為純水使用。反滲透膜可以將重金屬、農(nóng)藥、細(xì)菌、病毒、雜質(zhì)等徹底分離。整個(gè)工作原理均采用物理法，不添加任何殺菌劑和化學(xué)物質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生化學(xué)變相，并且反滲透膜并不分離溶解氧。一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過(guò)半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類(lèi)，濃度和溫度與半透膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來(lái)滲透的方向相反，這一過(guò)程稱(chēng)為反滲透。

2.反滲透系統(tǒng)工作原理

反滲透系統(tǒng)的基本工作原理是：運(yùn)用特制的高壓水泵，將原水加至 6- 20 公斤壓力，使原水在壓力的作用下滲透過(guò)孔徑只有 0.0001 微米的反滲透膜。化學(xué)離子和細(xì)菌、真菌、病毒體不能通過(guò)，隨廢水排出，只允許體積小于 0.0001微米的水分子通過(guò)。

3.反滲透系統(tǒng)組成

反滲透系統(tǒng)主要包括預(yù)處理系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)置，目的在于改善供水條件，使之達(dá)到反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求，從而保護(hù)反滲透主機(jī)，并延長(zhǎng)膜的使用壽命。在水處理系統(tǒng)中。常常需要針對(duì)不同的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理設(shè)計(jì)，最常見(jiàn)的是多介質(zhì)過(guò)濾器（濾除直徑大于10μm的懸浮顆粒）+活性碳（去除水中的異味、余氯、重金屬離子、有機(jī)致癌物等）+阻垢劑加藥裝置（或軟化裝置）（大大減少系統(tǒng)中鈣、鎂等結(jié)垢物質(zhì)形成垢）+精密過(guò)濾器（過(guò)濾精度為5μm，進(jìn)一步脫除水中殘留的顆粒性物質(zhì)）組成預(yù)處理系統(tǒng)。反滲透系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)泵、反滲透裝置（反滲透膜及膜殼、機(jī)架、電控箱）、沖洗或清洗裝置及中間水箱。

二、反滲透技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1.反滲透技術(shù)的工作原理

滲透水在密度的分配上，從密度高的一邊流向密度低的一邊，即從濃度高的地方流向濃度低地方，且只有水能夠穿過(guò)半透膜，溶解后的固體物質(zhì)不能穿過(guò)，溶液的自發(fā)性流動(dòng)，稀釋了溶液的濃度。當(dāng)流動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的壓力和水的流動(dòng)力平衡時(shí)，就能夠達(dá)到內(nèi)部的穩(wěn)定，這種穩(wěn)定的狀態(tài)并不是指完全靜止，而是水內(nèi)溶劑的濃度是一樣的，分子可以在兩邊進(jìn)行任意的流動(dòng)，密度、體積與水量都是相當(dāng)?shù)?。但是分子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是微小的，且用肉眼無(wú)法直接觀察到，因此我們看到的狀態(tài)就是一個(gè)相對(duì)靜止的狀態(tài)。如果外部壓力和內(nèi)部壓力保持在統(tǒng)一水平時(shí)，這種平衡維系的時(shí)間就會(huì)久。反滲透是滲透的一種逆向過(guò)程，因此反滲透技術(shù)的使用必須要具備兩個(gè)條件，即溶液內(nèi)的滲透壓低于外界施壓以及存在半透膜。

2.反滲透技術(shù)的特點(diǎn)

反滲透膜的特點(diǎn)就是能夠?qū)⑵渌镔|(zhì)排除在膜的外面，而只允許水通過(guò)。在膜的兩側(cè)形成靜壓，并保持膜分離的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)混合物的分離。反滲透分體技術(shù)的重要組成部分之一就是反滲透膜，其具有的節(jié)能環(huán)保、方便處理以及方便運(yùn)用的特點(diǎn)是其它分離技術(shù)難以超越的，因此在制藥工程的運(yùn)用中得到大力推廣。

3.制藥領(lǐng)域上反滲透技術(shù)的應(yīng)用

由于反滲透系統(tǒng)具有材料易得以及操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，反滲透技術(shù)得以在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中推廣和使用，并都得到了一定的發(fā)展，對(duì)于制藥工程的反滲透技術(shù)運(yùn)用來(lái)說(shuō)，其取得的成就也是其它分離工具無(wú)法比擬的，優(yōu)勢(shì)是在針劑、片劑、大輸液、生化制品設(shè)備清洗等工作中運(yùn)用反滲透技術(shù)實(shí)現(xiàn)的工作能效。在純化水的設(shè)計(jì)方案中，最先要對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，即通過(guò)活性炭過(guò)濾器、多介質(zhì)過(guò)濾器以及保安過(guò)濾器清理原水中的泥沙、顆粒、懸浮物等。確保欲處理的水能夠進(jìn)入到反滲透系統(tǒng)。其次，待處理的水可以進(jìn)入到反滲透裝置的下一步程序，即除溶解性鹽的程序。而后利用紫外線(xiàn)殺菌器、精密過(guò)濾器等特殊的儀器進(jìn)行欲處理水的消毒處理，使得處理之后的水能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

三、反滲透技術(shù)存在的問(wèn)題

反滲透技術(shù)在制藥應(yīng)用方面存在的問(wèn)題也很突出。對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題可以從四個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

1.水溫

在反滲透現(xiàn)象中的研究中，溫度常常能夠很大程度上的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)際的應(yīng)用中，溫度也常常是反滲透技術(shù)的主要制約因素，反滲透現(xiàn)象對(duì)于水溫的敏感，造成了水溫對(duì)于產(chǎn)量的巨大影響。

2.濃度

滲透的現(xiàn)象就是因?yàn)榇嬖跐舛炔疃纬傻?，濃度本身就是滲透反應(yīng)的主要決定因素。在操作過(guò)程中，濃度控制不當(dāng)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。對(duì)于壓差的敏感導(dǎo)致了整個(gè)反滲透技術(shù)應(yīng)用的難點(diǎn)。

3.滲透壓

只有壓力達(dá)到一定強(qiáng)度才會(huì)形成滲透現(xiàn)象，才會(huì)有相應(yīng)的滲透結(jié)果，而壓力把控不好往往會(huì)影響一個(gè)反滲透壓力的脫鹽效果；滲透壓力過(guò)大水中鹽的透度就會(huì)提高，那么滲透膜的含鹽量也會(huì)提高影響了滲透的過(guò)程，若是壓力過(guò)小，本身對(duì)于反滲透裝置的效果就不是很理想，進(jìn)而對(duì)于裝置的整體生產(chǎn)效果也不會(huì)產(chǎn)生讓人滿(mǎn)意的效果。

4.滲透膜的影響

在生產(chǎn)過(guò)程中，滲透膜是否能保持完好的工作狀態(tài)往往決定了一個(gè)反滲透裝置能否完成生產(chǎn)任務(wù)的一個(gè)決定性因素，整個(gè)過(guò)程要求滲透膜必須處于潔凈的狀態(tài)下。對(duì)于滲透膜的潔凈程度，整體形態(tài)有著很高的要求。一旦滲透膜受到污染將意味著整個(gè)生產(chǎn)流程的污染，將會(huì)影響到整體生產(chǎn)成果質(zhì)量的不確定性。

四、反滲透技術(shù)的發(fā)展前景

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，反滲透技術(shù)也廣泛應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，反滲透技術(shù)成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣、發(fā)展速度最快的一種分離技術(shù)。從上個(gè)世紀(jì)九十年代開(kāi)始到現(xiàn)在反滲透技術(shù)的應(yīng)用以每年 20%以上的增速發(fā)展，已經(jīng)遍布全國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生、電子生產(chǎn)、酒類(lèi)生產(chǎn)、冶金等多個(gè)行業(yè)。國(guó)內(nèi)不少企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)成套的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，反滲透技術(shù)也得到了一定的提高和發(fā)展，反滲透這種無(wú)污染、低成本的優(yōu)勢(shì)將給企業(yè)帶來(lái)更多的效益。因此未來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始研究反滲透技術(shù)，滲透膜是反滲透技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵，反滲透系統(tǒng)的工作質(zhì)量直接決定了滲透膜的滲透功能，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加大滲透膜的研發(fā)，研發(fā)出抗氧化能力、抗污染和抗腐蝕能力強(qiáng)的新型滲透膜。

五、結(jié)語(yǔ)

在制藥領(lǐng)域中隨著反滲透技術(shù)應(yīng)用的不斷加深，很大程度的改善了當(dāng)前制藥行業(yè)中存在的一些難題。一方面推動(dòng)了制藥工程的發(fā)展，一方面又提高了生產(chǎn)的規(guī)模和效率。但是也要承認(rèn)，反滲透技術(shù)還存在著很多不足，在實(shí)際的操作中往往容易對(duì)實(shí)際生產(chǎn)效果產(chǎn)生較大影響。因此，在不斷地生產(chǎn)中我們要不斷摸索和學(xué)習(xí)，不斷改進(jìn)反滲透技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的問(wèn)題，為祖國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步提供力量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李莉楠.淺析在制藥工程中應(yīng)用反滲透技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2013（13）：314-314.