一、工艺用水定义
三、工艺用水制备流程
四、工艺用水的使用要求和储存要求
五、工艺用水检验所需器具、试剂和环境
六、工艺用水的监测项目和监测周期
七、工艺用水的指标作用和检测目的
八、工艺用水检验用化学试剂的配制要求
九、工艺用水的检测方法和判定依据
十、工艺用水的用途
第二部分 制水设备管理要求
一、制水设备的材质要求
二、制水设备的结构组成
三、制水设备组件的作用
四、制水设备管道的清洗消毒方法
五、制水设备的日常维护要求排屑装置
六、制水设备的安装、调试、运行要求
七、制水设备的验证和确认规定
第一部分 工艺用水基础知识
一、工艺用水定义
在医疗器械生产过程中，根据不同的工序及质量要求，所用的不同要求的水的总称。依据《中华人民共和国药典》规定，工艺用水包括饮用水、纯化水、注射用水和灭菌注射用水。 其中：
（一）饮用水是指供人生活的饮水和生活用水，应符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
（二）纯化水（PW）是指经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜方法制备的供药用的水，不含任何附加剂。纯化水是以饮用水为原水，经过一定方法去除水中杂质、离子、悬浮物等后得到的符合标准要求的水。 理想的纯化水（不含杂质）在25oC下的电阻率为18.2MΩ.cm（电导率为0.055μs/cm），电导率随温度变化，温度越高，电导率越大。
（三）注射用水（WFI)是指纯化水经蒸馏法或超滤法制备的同等要求的水。
纯化水和注射用水的主要区别见表1。
表1 纯化水和注射用水的主要区别
项目 | 纯化水 | 注射用水 |
微生物 | <100CFU/mL | <10CFU/100mL |
热原 | － | <0.25EU/mL |
生产方法 | 蒸馏、离子交换、反渗透 其它适当的方法 | 纯化水经蒸馏或超滤 其它适当的方法 |
使用保存 | 一般应临用前制备 | >80℃保温 65℃循环保温 <4℃无菌状态存放 制备后12小时内使用 |
| | |
另外，医疗器械行业使用分析实验室用水时，其管理依据为《分析实验室用水用水规格和试验方法》（GB/T6682-2008）。
体外诊断试剂的配制可使用I级、II级、III级实验室用水。中国国家实验室用水标准见表2。
表2 中国国家实验室用水标准
指标名称 | 一级水 | 二级水 | 三级水 |
PH值范围（25℃） | - | - | 5.0-7.5 |
电导率（25℃） | ms/m≤ | 0.01 | 0.10 | 0.50 |
us/cm≤ | 0.1 | 1 | 5 |
比电阻MΩ.cm@25℃> | 10 | 1 | 0.2 |
可氧化物[以O计]mg/L | - | ≤0.08 | ≤0.40 |
吸光度（254nm,1cm光程）≤ | ≤0.001 | ≤0.01 | - |
可溶性硅（以二氧化硅计）含量（mg/L） | ≤0.01 | ≤0.02 | - |
| 微电脑时间控制器 蒸发残渣（mg/L） | - | ≤1.0 | ≤2.0 |
| | | | |
目前，医疗器械行业内还有“蒸馏水”和“去离子水”的说法。其中：
（一）蒸馏水即采用特殊设计的蒸馏器以饮用水为原水用蒸馏法制备的纯化水。也属于纯化水的一种，其要求与纯化水一致。蒸馏水优点是可除水中的非挥发性杂质；但能耗较大、制水量小。
（二）去离子水为采用离子交换法、反渗透法、超滤法等非热处理制备的纯化水。即去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯化水。去离子水经阳离子床、阴离子床和阴阳离子混合床交换制备得到。去离子水优点是出去离子能力强、纯度高；但设备操作复杂，不能去除有机物等非电介质，并且有微量交换树脂溶解在水中。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质，主要指采用离子交换树脂（经阳离子床、阴离子床、混合床交换后）处理方法。”现在的工艺主要采用反渗透的方法制取，也属于纯化水的一种。
（三）去离子水被称为“超纯水”或是“18兆欧水”的说法一般用于半导体行业中。相对而言，蒸馏水只是先汽化再冷凝，其纯度如电导率一般不如纯度高的去离子水。
蒸馏水与去离子水检验项目的主要区别见表3。
表3 蒸馏水与去离子水的主要区别
检验项目 | 蒸馏水 | 去离子水 | tsmm
性 状 | √ | √ |
酸 碱 度 | √ | √ |
氯 化 物 | √ | √ |
蜗轮副硫酸盐和钙盐 | √ | √ |
氨 | √ | √ |
超滤器二氧化碳 | √ | √ |
易氧化物 | √ | √ |
不挥发物 | √ | √ |
重 金 属 | √ | √ |
电 导 率 | × | √ |
热 原 | × | × |
| | |
二、工艺用水制备方法
水中需要去除的物质包括：电解质、颗粒、有机物、微生物。其中电解质以各类可溶性无机物、有机物离子状态存在于水中，因具有导电性，可通过测量水的电导率反映这类电解质在水中的含量；溶解气体包括CO2、CO、H2S、Cl2、O2、CH4、N2等；有机酸、有机金属化合物等有机物在水中常以阴性或中性状态存在，分子量大，通常用总有机碳（TOC)和化学耗氧量(COD)反映这类物资在水中相对含量；悬浮颗粒主要以泥沙、尘埃、微生物、胶化颗粒、有机物等为主，用颗粒计数器反映这类杂质在水中的含量；微生物则包括细菌、浮游生物、藻类、病毒、热原等。
目前，针对上述水中杂质去除的要求，纯化水制备主要有以下方式：
（一）树脂离子交换法折叠耳机
这是最早使用的至今依然被许多企业所采用的一种方法。其用阴、阳树脂交换水中离子使水质得到纯化的方法，投资少、使用方便。但是，当交换树脂饱和后需用大量酸碱去再生
树脂使其恢复活力，所排放出来的废酸碱易污染环境。
制备过程：
原水进入阳床与阳离子树脂接触，树脂将Ca2+、Mg2+、Na+、K+等阳离子从水中置换到树脂上，除去阳离子。进入阴床，与阴离子树脂接触，树脂将水中SO42-、Cl-、NO3-等阴离子置换到树脂上，水中的阴离子被除去。
（二）蒸馏冷凝法
这是过去常用的一种制备纯化水的方法。其先把原水加热蒸发，再冷凝下来除去水中离子，以制备纯化水。由于这种方法存在耗能大、水中溶解气体难去除、设备容易结垢等缺点，逐渐不被采用。
制备过程：
通过多次蒸馏，去除颗粒、细菌、热原、非挥发性有机物，无机离子和硅，用以获得注射用水。
（三）电渗析法
目前这种使用电渗析膜片制取纯化水的方法在部分企业中使用。由于电渗析法在制水过程中浓水排放量大，水源消耗多，从节能用水的角度，这种方法也越来越不被优先采用。
制备过程：
在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。水中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。
（四）反渗透法（RO)
从上世纪80年代后半期开始逐渐此法在制药、医疗器械生产工业中被采用。其利用反渗透
膜，并借助于外界施加的压力（如水泵压力）为动力，强制原水中的水分子透过有选择性透过膜达到除盐、除杂质的目的，使水得到纯化。这种方法操作方便，出水量大，无污染，近年来已被广泛地使用。
制备过程：
当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。
RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm（RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1μs/cm）, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2MΩ.cm，超过国家实验室一级用水标准（GB6682-2008）。
（五）反渗透+电去离子（Electrodeionization，简称EDI）法
EDI是一种将离子交换技术，离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。属绿环保技术。EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生等优点，已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。
制备过程：
是一种将离子交换技术，离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。在EDI除盐过程中，离
子在电场作用下通过离子交换膜被清除，同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。
目前，注射用水制备主要有以下方式：
（一）蒸馏法
蒸馏法蒸馏是分离、纯化液态混合物的一种常用的方法。指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管，使之冷却凝结成液体的一种蒸发、冷凝的过程。蒸馏是分离混合物的一种重要的操作技术，尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义。
制备过程：
将纯化水经蒸馏水器或蒸馏塔，经过多效蒸馏，制得注射用水。
（二）超滤法
超滤是一种加压膜分离技术，是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。即在一定
的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而得到纯化。能除去水中细菌、铁锈、胶体、大分子有机物、热原等。此种方法在国内较少见，多见于国外。
制备过程：
利用一种压力活性膜（或中空纤维超滤器），在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。
三、工艺用水制备流程
不同方法获得的纯化水主要制备流程见表4。
表4 获得纯化水的不同的制备流程
制备方法 | 蒸馏法 | 电渗析 | 树脂离子交换法 | 反渗透 | 反渗透+EDI |
流程 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 离子交换 ↓ 过滤 ↓ 蒸馏 ↓ 用水 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 电渗析 ↓ 离子交换 ↓ 精滤 ↓ 用水 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 离子交换 ↓ 混床 ↓ 精滤 ↓ 用水 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 一级RO ↓ 二级RO ↓ 精滤 ↓ 用水 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 组合反渗透 ↓ 混床 ↓ 精滤 ↓ 用水 | 原水 ↓ 预处理 ↓ 一级RO ↓ EDI ↓ 精滤 ↓ 用水 |
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