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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：

l 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；

l 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；

l 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）。

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：

l 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；

l 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；

l 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

功能與優(yōu)勢

l 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。

l 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。

l 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。

l 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。

l 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。

l 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。