纯化水系统URS.docx

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纯化水系统URS

纯化水系统用户需求说明书

制定人：

签名/日期：

制定日期：

签名/日期：

审核人：

签名/日期：

批准人：

签名/日期：

XXXXXXX公司

1.概述

为了满足本公司原料药（非无菌）生产要求，公司新建纯化水系统，该系统将通过中国GMP、美国FDA认证。

2.参考标准

标准名称

标准代码

1）中国药典（2010）（有关水与蒸汽系统方面的内容）

（2）WHO关于饮用水水质的指南

（3）WHO关于水处理指南与洁净管道系统检查指南

（4）药品生产质量管理规范2010年修订

（5）洁净厂房设计规范

GB50073-2010

（6）ASMEBPE2009年版（生物加工设备）

（7）国际制药工程协会基本指南第四册关于水与蒸汽系统部分2001年版

（8）国际制药工程协会基本指南第五册关于开车调试与确认部分2001年版

（9）生物制剂生产设施指南国际制药工程协会（ISPE），首版，2004年7月

（10）药品检查协议/国际药品检查互认协会2002年版

（11）美国药典-36版

（12）欧洲药典第7版

（13）FDA联邦法规有关内容FDA-21CFRPart210,211

（14）中国压力容器批准许可证书

（15）国家现行相关行业标准及规范

纯化水系统包括纯化水制备系统及纯化水贮存分配系统。

3基本信息

3.1源水水质情况（主要检测项目）

1检验项目及标准

序号

检测项目

2010年版药典标准

内控标准

方法来源

1

性状

应为无色的澄清液体；无臭，无味

应为无色的澄清液体；无臭，无味

QC-02-632-00

2

肉眼可见物

应符合规定

应符合规定

GB5750-2006

3

pH

6.5~8.5

6.5~8.5

Ch.P.2010版二部附录ⅥH

4

氯化物

不得过250mg/L

不得过250mg/L

GB5750-2006

5

总硬度（以碳酸钙计）

不得过450mg/L

不得过450mg/L

GB5750-2006

6

微生物限度

菌落总数：

不得过100CFU/ml

菌落总数：

不得过100CFU/ml

GB5750-2006

3.2纯化水使用情况

序号

项目

要求

1

循环温度

室温

2

回水速率

应保持在1－1.5米/秒之间。

3

用水点数

62个

4

管道长度

≈米

5

用水峰值

≤3m3/小时

4整体要求

4.1技术要求

4.1.1系统组成

纯化水系统包括以下子系统或部件：

1）预处理系统包括原水储罐、原水泵、换热器、多介质过滤器、活性炭过滤器与软化器。

2）纯化水制备系统包括保安过滤器、高压泵、2级RO与EDI系统。

3）所需的仪表、人机界面与配电柜。

4）其它包括保温、标记与管架。

循环管路、管件

4.1.2纯化水系统纯化水用途如下：

1）用于设备CIP用水。

2）清洗用水。

纯化水可用于配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水，可作为中药注射剂、滴眼剂等灭菌制剂所用饮片的提取溶剂；口服、外用制剂配制用溶剂或稀释剂；非灭菌制剂用器具的清洗用水。

也用作非灭菌制剂所有饮片的提取溶剂。

6.1.3工艺描述

设备接收的原水来自市政给水，先通过预处理系统（原水储罐、原水泵、换热器、多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器），再经纯化水制备装置（保安过滤器、泵、2级RO与EDI系统），制成纯化水，直接输送至纯化水储罐。

6.1.4生产需求

1）预处理系统需适应纯化水产水及自身反洗的需要，纯化水产量为3T/h。

2）系统为24h不间断运行。

6.1.5工艺要求

1）纯化水标准：

纯化水检测项目及标准

序号

检测项目

标准要求

方法来源

1

性状

应为无色的澄清液体；无臭，无味

Ch.P.2010年版二部

2

酸碱度

应符合规定

Ch.P.2010年版二部

3

硝酸盐

应不得过0.000006%

Ch.P.2010年版二部

4

亚硝酸盐

应不得过0.000002%

Ch.P.2010年版二部

5

氨

应不得过0.00003%

Ch.P.2010年版二部

6

电导率

25℃时，测定的电导率值应不得过1.3us·cm-1（非温度补偿）；其它各温度点时，应符合规定

USP<645>

7

TOC

警戒限：

不得过0.20mg/L

行动限：

不得过0.40mg/L

合格限：

不得过0.50mg/L

USP<643>

8

不挥发物

应不得过1mg

Ch.P.2010年版二部

9

重金属

应不得过0.00001%

Ch.P.2010年版二部

10

细菌内毒素

应小于0.25EU/ml

Ch.P.2010年版二部

11

细菌、霉菌与酵母菌总数

警戒限：

应不得过25cfu/ml

行动限：

应不得过35cfu/ml

合格限：

应不得过50cfu/ml

Ch.P.2010年版二部

12

控制菌检测

大肠埃希菌应不得检出

Ch.P.2010年版二部

机组设计出水：

电导率≤0.5µs/cm（25℃）；

机组出水处置界限：

电导率≤0.6µs/cm（25℃）；

系统回水报警值：

电导率≥1.0µs/cm（25℃）；

系统回水处置界限：

电导率≥1.1µs/cm（25℃）；

反渗透水产水水质要求

电导率

≤20.0μs/cm（25℃时）

车间用纯化水统计

时间

用水量（L）

车间

8:

00

～9:

00

9:

00

～10:

00

10:

00

～14:

00

14:

00

～15:

00

15:

00

～17:

00

16:

00

～次日8点

生产车间

由上表可知：

8：

00～9：

00车间用水量L,10:

00～14:

00车间用水量L，14:

00～17:

00车间用水L，因此纯化水系统产水能力必须≥m3/h，纯化水储罐容积≥m3。

2）在线监测进水与产水的电导率、温度、流量、压力，RO之前的ORP值。

3）系统设计应最大限度地减少微生物生长的可能，避免对纯化水的意外污染，保安过滤器前满足6D要求，保安过滤器之后应无系统死点，符合3D要求。

4）为了控制纯化水产水的质量，必须控制每个设备单元水质，保证不合格水不进入下一设备单元，每一设备单元应设置合适的取样点及符合要求的取样阀。

5）整套装置应遵循一个程序运行，即使无用水需求，纯化水制备系统也应保持运行及系统循环以保证系统内微生物指标合格。

6）对原水与RO、EDI产水的电导率进行连续性的监控，其中RO及EDI带有不合格水排放与自动报警功能；当EDI产水的电导率低于设定值时开始进入纯化水储罐。

7）系统消毒主要为：

活性炭使用巴氏灭菌、RO+EDI装置在化学灭菌方式能够满足FDA、欧盟、国内GMP2010的要求情况下可不使用巴氏灭菌、多介质与软化器装置采用化学灭菌装置。

纯化水制备系统技术要求

处理单元

标准与要求

预处理

原水泵

两台，一备一用，流量≥4.0T/h

原水罐

500L，便于清洗、排放操作，可以80℃以上消毒。

介质过滤器

能反冲、排放操作，并设流量、压力监测。

应设取样口。

活性碳

过滤器

能反冲、排放操作，并设流量、压力监测。

应设取样口。

管道

304不锈钢管道，亚弧焊接或卡箍连接，可以80℃以上消毒。

阀门

不锈钢304卫生球阀、卡箍连接。

密封

罐盖、管道、阀门等所有密封均应采用PTFE或PVDF。

清洗消毒

预处理单元应能在线循环清洗、80℃以上消毒。

脱盐

一级、二级

反渗透

生产能力≥1.0T/h

一级、二级高压泵为不锈钢316L。

一级反渗透装置进口处应安装0.5μm的保安过滤器

应有流量、压力、电导率在线监测。

一级、二级各膜组均应分别设取样口。

管道采用316L不锈钢管道，亚弧焊接或卡箍连接，可以清洗、消毒。

一级出水后阀门均采用隔膜阀、卡箍连接。

管道、泵、阀门等所有密封均应采用PTFE、PVDF

一级、二级反渗透装置应配备清洗、消毒装置。

淡水罐

立式、容积500L，便于清洗、排放操作，设有取样口。

安装呼吸器，滤芯0.2μm、疏水性。

安装清洗球。

316L不锈钢管道，亚弧焊接或卡箍连接。

所有密封均应采用PTFE、PVDF。

安装液位计并联动自控保护。

EDI

生产能力≥1T/h

增压泵与纯化水泵同等要求，具体见纯化水泵。

可自动再生操作

应有流量、压力、电导率在线监测。

应配备清洗装置。

其它

RO、EDI所有盲管段长度≤3倍管径。

系统循环

不制水时，系统应能循环。

精处理

紫外杀菌器

紫外灯波长254nm。

应安装累时器、照度计。

微过滤器

滤芯0.22μm，滤器前后应安装压力表。

2.2纯化水贮存、输送系统技术要求

处理单元

标准与要求

纯化水

储罐

立式，容积1000L，316L不锈钢制作，Ra0.8~0.6并钝化处理，可以80℃以上消毒。

安装360度喷淋球。

安装疏水性、0.2μm的除菌空气过滤器。

排水阀采用不锈钢隔膜阀，且能排净。

设取样口。

换热器

采用不锈钢316L双管板结构管壳式换热器，换热面积应符合要求。

纯化水泵

主体材质不锈钢316L，电抛光Ra＜0.8~0.6并钝化处理。

卫生型结构，可排尽积水。

润滑剂采用纯化水本身

泵的流量应保证回水流速1~1.5m/s。

纯化水

输送管道

管道材质不锈钢316L，Ra0.8~0.6并钝化处理，密封为PTFE、PVDF。

管道应循环设计，并避免死角与盲管，回水流入储罐（接清洗球）。

管道应采用亚弧焊接或卡箍连接，不得使用螺纹连接。

管道应有3～5‰的坡度。

使用点、取样点等阀门均采用不锈钢隔膜阀，密封为PTFE/PVDF。

送、回水均设取样口。

回水管路安装流量计，以检测回水流速。

所有盲管段长度≤3倍管径。

消毒

系统控制回水温度80℃以上消毒。

3.仪表要求

3.1预处理以后的仪表均不得采用丝扣连接，仪表的连接也应保证所有盲管段长度≤3倍管径。

3.2仪表与产品水及产品过程水接触部分的材质应与同段设备材质相同。

3.3仪表精度应与满足计量要求。

下表中控制要求栏中打√为需要监测且控制，/为只需要监测。

序号

仪表名称

安装位置/用途

仪表要求

控制要求

1

液位

原水罐液位

/

√

2

一级淡水罐液位

/

√

3

二级淡水罐液位

/

√

4

纯化水储罐液位

/

√

5

流量计

原水流量

/

/

6

机械过滤器流量

/

/

7

活性炭过滤器流量

/

/

8

一级淡水流量

金属管浮子流量计卡箍连接

/

9

一级浓水流量

/

10

二级淡水流量

/

11

二级浓水流量

/

12

EDI淡水进水流量

/

13

EDI浓水进水流量

/

14

纯化水回水流量

√

15

压力

机械过滤器进出水压力

/

/

16

活性炭过滤器进出水压力

/

/

17

保安过滤器进出水压力

/

/

18

一级RO膜进水压力

316L不锈钢隔膜式压力表

√

19

一级浓水压力

√

20

二级RO膜进水压力

√

21

二级浓水压力

√

22

EDI淡水进水压力

√

23

EDI浓水进水压力

/

24

EDI出水压力

/

25

微过滤器进水压力

316L不锈钢隔膜式压力表

/

26

微过滤器出水压力

/

27

温度

源水温度

/

√

28

预处理单元消毒回水温度

/

√

29

反渗透单元清洗消毒回水温度

/

/

30

EDI单元清洗消毒回水温度

316L卡箍隔膜式

/

31

输水单元消毒回水温度

√

32

电导率仪

一级淡水电导

卡箍连接

/

33

二级淡水电导

卡箍连接

√

34

EDI出水电导

卡箍连接

√

35

纯化水回水电导

卡箍连接

√

36

累时器

紫外灯时间累计

/

/

37

照度计

紫外灯灯管照度检测

/

/

4主要元件品质要求

序号

元件名称

要求

1

RO膜

美国陶氏

2

RO泵

英国霏霖

3

纯化水泵

阿法拉伐

4

EDI

美国Ionpure

5

UV

6

隔膜阀

德国宝德

7

PLC

西门子

8

触摸屏

彩色TP270

9

流量计

SS316L、金属管浮子流量计、卡箍连接

10

电导率仪

5.控制系统要求

5.1联动与保护功能设计要求

序号

项目

要求

1

源水箱

分高、中、底液位控制

2

源水泵

源水箱液位控制源水泵启停

3

絮凝剂加药泵

与源水泵联动

4

阻垢剂加药泵

与源水泵联动

5

氢氧化钠加药泵

与二级泵联动

6

二级淡水

设定二级淡水出水电导率数值7.0

a.二级淡水出水电导大于设定值，

两位三通阀应打开排放；

b.二级淡水出水电导小于设定值，

两位三通阀关闭，进入二级淡水罐。

7

EDI

1.缺水保护

2.设定EDI出水电阻率数值5

a.EDI出水电阻率小于设定值，进入二级淡水罐中；

b.EDI出水电阻率大于设定值，进入纯化水罐中。

卫生泵

与纯化水储罐液位联动

回水电导率

设定回水电导率数值0.9

a.回水电导率大于设定值，进二级淡水罐；

b.回水电导率小于设定值，进纯化水储罐。

5.2软件需求

序号

描述

要求

1

控制

PLC

2

操作界面

彩色触摸屏

6.系统运行要求

纯化水制备系统连续运行，

7.公用系统要求

序号

名称

要求

1

压缩空气

≤0.6MPa

2

供电

380V±10%V，交流三相，接地。

3

工业蒸汽

≤0.3MPa

8.安全要求

序号

项目

要求

1

接地

所有的接线盒应按要求做好接地。

2

棱角

管道及其支持物的棱角应使其光滑。

3

蒸汽管道

操作位置应做好保温保护。

9.文件要求

应提供以下内容（但不限于）文件

序号

文件名称

1

设计文件

设计方案（包括硬件设计说明、软件设计说明）

2

符号、图例与一般说明

3

技术与功能描述（包括设备、系统清洗消毒、控制系统）

4

图纸资料

纯化水制备流程图

5

制备系统管道仪表工艺流程图

6

分配系统管路图

7

系统配置

设备配置清单

8

部件清单（包括阀门、管件）

9

仪表清单

10

管路规格单

11

证明文件

外购件合格证、说明书

12

主要部件材质证明（罐、管道、阀门、仪表等）

13

操作、维护、安装、消毒手册

14

所有仪器仪表的校验证明（系统调试用）

15

管路焊接

相关文件

带有焊接编号的管路轴侧图

16

焊接程序

17

焊工证

18

焊接记录文件

19

轨迹焊机打印输出

20

≥10%的轨迹焊或轨迹焊留样需要作内窥镜检查

21

分配管路处理文件

分配管路水压测试方案与报告

22

分配管路清洗测试方案与报告

23

分配管路钝化测试方案与报告

24

分配管路消毒测试方案与报告

25

系统运行

SAT

系统运行调试报告

26

系统功能性试验记录

27

验证文件

DQ、IQ、OQ、PQ验证方案

10.风险评估

10.1絮凝剂

10.1.1目的：

预处理单元加入絮凝剂，以更好的去除水中的固体物、胶体物、有机物等。

10.1.1.2风险：

絮凝剂有很多种，如选择不恰当，不能去除，将会对成品水造成污染。

10.1.1.3要求：

应选择高分子

10.2阻垢剂

10.2.1目的：

10.2.2风险：

阻垢剂种类很多，选择不好，会造成后段去除困难。

10.2.3要求：

10.3除菌过滤器

10.3.1目的：

纯化水储存分配系统安装除菌过滤器，进一步去除极微细颗粒、细菌与被杀死的细菌残核。

10.3.2风险：

存在细菌的堆积，过滤负荷的累加。

10.3.3要求：

应定期清洗消毒、定期更换，更换前后均应进行密封性、完整性检查。

9.4用水峰值

纯化水的使用，不应超过用水峰值—1T/H，如果连续使用2小时

11.培训要求

负责对技术管理人员、操作人员、维护人员进行结构原理、性能、操作、清洗、维护、故障排除等基本知识的培训。

12.售后服务

12.1质保期内免费进行系统的维修或更换；

12.2接到

13.供货期

附录

序号

英文简写

描述

1

URS

用户需求规格

2

cGMP

现行药品生产质量管理规范

3

FDA

美国食品与药物管理局

4

UV

紫外

5

RO

反渗透

6

EDI

电去离子

7

PLC

可编程控制器

8

DQ

预确认

9

IQ

安装确认

10

OQ

运行确认

11

PQ

性能确认

水系统设计过程

用水要符合USP、EP、CP。

所以RO＋EDI成为选择的工艺。

同时，电导率、TOC将被监控，监控点在系统出水、循环回水处。

治水系统采取可热水消毒的方式，包括预处理与RO/EDI机组。

预处理可随时进行，RO/EDI只是在停产大修时进行。

储存分配系统采用热水消毒的方式，平时为了保证水质，进行冷却控制，将水系统控制18±2℃。

在EDI后的管路管件阀门系统都要符合GMP卫生级要求。

系统运行要满足大使用点（一般是指示在＞5m3/h的点），同时打开两个，而其他小使用点开一半，同时满足回流，回流的速度基本保证在1m/s以上，在峰值是不小于0.51m/s。

系统必须保持正压。

系统的验证要采用DQ、IQ、OQ、PQ的模式。

文件要中英文对照，以满足国外验证要求。

系统必须24h运行，除了大修期间。

制水系统RO/EDI部分也需要不间断的供水与自循环。

用水点多，管道长，因此分为两个独立的供水循环，并且设计中考虑了扩产预留的点。

国外cGMP检查清单

1.原水与前处理是否准备了有效制微生物的措施；

2.对于一些易于染菌的系统，如活性碳过滤器、软化器等，是否由消毒措施。

3.RO/EDI段的设计是否按卫生要求去设计，（比如，去除中间水箱），同时保持24h自循环，并且可以消毒。

4.EDI后端的系统设计需要进行3D与6D的控制，系统可以排净，管路坡向最低点。

5.采用的材料都是制药等级的管道、材料、密封圈、换热器、罐与泵等，并且由相关证书。

6.系统有TOC、流量计、电导率、PH、取样阀在系统风险点进行监控。

控制系统可以打印24h监控的数据。

7.储存系统可以进行消毒（加热、臭氧、化学），储罐可以达到喷淋球测试要求，储罐配无菌过滤器。

8.泵可以满足设计的最大使用要求，并同时满足回流保持充分湍流通过变频调节。

系统不会断流。

整个系统的流量运行为0.5～2.51m/s。

9.使用点保持正压，流量略大于需求，与系统连接的部分可以进行拆除货在线消毒。

系统需要完全消除交叉污染的风险。

10.尽量不采用UV灯与液体无菌过滤器作为主要的灭菌手段，（因为存在生物膜的风险），而是通过系统设计莱保证无菌。

比如控制温度，湍流连续运行，定期消毒。

11.系统按BPE的相关要求进行了自动与手动焊接与内窥镜检查，并且按ASTM380标准进行了酸洗钝化。

以上的程序有非常详细的报告莱记录。

12.保温、支架灯辅助材料符合洁净室要求。

验证注意事项

DQ过程极其重要，除了相关的流程图、平面图、轴侧图、材料清单、技术规范外，风险评估、质量计划、测试计划都是重要环节。

IQ过程最主要的一点就是要过程控制文件，也就是记录要每日更新，要与现场的安装吻合。

OQ过程很重要的就是对于工艺相关文件的测试，如FDS、HDS、SDS等。

同时，对于自动化验证也是一个重要的环节。

PQ可以按DQ中的理化指标，运行指标来进行测试，如果系统设计与运行达到要求，这个环节出现问题就比较少。

为了使一个好的系统能够实现最佳的运行，以下措施使必要的：

人员的培训要在OQ时就开始。

系统的预防性维修计划需要提前制定。

备品备件的及时采购。

日常维修记录完整。

生活饮用水卫生标准（ＧＢ5749－85）

　生活饮用水水质标准

项目

标准

感官性状与

一般化学指标

色

浑浊度

臭与味

肉眼可见

ｐＨ

总硬度（以碳酸钙计）

铁

锰

铜

锌

挥发酚类（以苯酚计）

阴离子合成洗涤剂

硫酸盐

氯化物

溶解性总固体

色度不超过15度并

不得呈现其他异色

不超过3度，特殊

情况不超过5度

不得有异臭、异味

不得含有

6.5～8.5

450mg/L

0.3mg/L

0.1mg/L

1.0mg/L

1.0mg/L

0.002mg/L

0.3mg/L

250mg/L

250mg/L

1000mg/L

毒理学指标

氟化物

氰化物

砷

硒

汞

镉

铬（六价）

铅

银

硝酸盐（以氮计）

氯仿*

四氯化碳*

苯并（a）芘*

滴滴涕*

六六六*

1.0mg/L

0.05mg/L

0.05mg/L

0.01mg/L

0.001mg/L

0.01mg/L

0.05mg/L

0.05mg/L

0.05mg/L

20mg/L

60mg/L

3mg/L

0.01mg/L

1mg/L

5mg/L

细菌学指标

细菌总数

总细菌总数

游离余氟

100个/mL

3/L

在与水接触300后应不低于0.3mg/L。

集中式给水除出厂水应符合上述要求

外，管网末梢水不应低于0.05mg/L。

放射性指标

总α放射性

总β放射性

0.1Bq/L

1Bq/L

6.2设备要求

6.2.1预处理系统

1）预处理系统由原水储罐、原水泵、换热器、多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器等装置组成。

2）利用原水泵从原水储罐中吸水，配置必要的阀门、止回阀、压力表与管路，原水泵应考虑一台软化器工作、另一台软化器再生同时进行时的流量，同时能够满足多介质过滤器与活性炭过滤器的反洗，或单独配置反洗泵。

3）多介质过滤器内装卵石、砂砾、石英砂等多介质；采用全自动控制，根据设定的反洗时间，通过气动控制阀进行产水与反洗、排污的切换，可实现自动反洗、排污；同时可实现手动操作。

4）活性炭过滤，采用全自动控制，根据设定的反洗时间，通过气动控制阀进行产水、反洗与排污的切换，可实现自动反洗、排污；同时可实现手