تصميم محطات مياة التناضح العكسىكيمياء محطات المياةمفهوم التناضح العكسى

محطات التناضح العكسى للأغراض الطبية وحدات الغسيل الكلوى

مواصفات المياه التي تستخدم فى صناعة الأدوية
المواصفات والتشريعات المصرية والعربية ودستور الأدوية الأمريكي والكندي والإنجليزي
وأى من هذه المواصفات تتبعها شركات الأدوية

هذا ما سنتعرف علية فى هذا الموضع الاشبة بحوار صحفى بين م.ك/ وليد السيد ود/ محمد شعبان
هيا نبدأ
رد الدكتور محمد شعبان:
بالطبع تختلف المواصفات المطلوبة تبعاً للاستخدام فالمياه المطلوبة للمستحضرات السائلة التي تعطي بالفم كذلك المياه المعبئة بغرض إذابة المضادات الحيوية البودر وكذلك الكريمات والمراهم نكتفي بأن تكون (Purified water) … أما التي تحقنللدم والتطعيمات والأمبولات لإذابة المضادات الحيوية التي تحقن في الدم لابد أن تكون من النوع (WFI) وهنا يختلف النوعان بالحدود المسموح بها كيميائياً وميكروبيولوجياً … أما بالنسبة لقطرات العين والأنف يُفضل أن تكون (Highly Purified water)
ما هى الفروق بين:
(Sterile purified water – highly purified water – purified water – WFI (Water for injection)
رد الدكتور محمد شعبان بهذا الجدول:
ماذا عن الpH ؟
وماذاعن التوصيلية الكهربية والأملاح؟ هل يشترط أن تكون التوصيلية صفر(أى Demi-water) (0.1 ميكروسيمنز للأمبولات مثلاً) أم تحت العشرة ميكروسيمنز؟
أم أيضاً حسب الإستخدام؟ وكيف نصل بالتوصيلية إلى هذه القيم؟
هل باستخدام الRO على عدة مراحل أم بامرار مياه البيرميت على مبادل كاتيونى وأنيونى ion exchange أو ميكسد بيد(Mixed bed) ؟
رد الدكتور محمد شعبان: في كل الأنواع السابقة تتفق في حدود ال pH المسموح بها وهي (5 – 7) … أما عن التوصيلية الكهربية فلابد أن نقرر أنه ليس هناك من الأنواع التي تعطي توصيلية صفر والذي يعني النزع الكامل للأملاح لكن قد يكون أقل من قيمة حساسية قياس جهاز التوصيلية أما القيمة المسموح بها فتختلف من دستور لآخر فمثلاً دستور الدواء البريطاني مسموح لل (Purified water) حتي 4.3 µS/cm أما ال (WFI) حتي 1.3 µS/cm أما الدستور الأمريكي فكلا النوعين سواء حتي 1.3 µS/cm عند درجة حرارة 25ºC ونقول أن ما يحكمنا في الاختيار هو استخدام المياه
أما كيفية الوصول لهذه القيم المنخفضة من التوصيلية بالطبع يمكننا الوصول لها باستخدام أحد الطرق التالية :
– RO-RO بمعني التصميم Two passes RO
– RO – DI
– RO- Mixed-bed
– RO- EDI

ماذا عن المحاليل التى تستخدم فى المختبر (المعمل) المستخدمة فى المعايرة أو أجهزة الكروماتوجراف السائلLiquid chromatography ؟
هناك شقين بعض الاجهزة المعملية التي تحتاج اتصال مباشر مع المياه فيوصي مصنع ومورد الجهاز بالنوع المناسب من المياه واكثرهم يوصون بمياه DI واما الاستخدام الكيمايائي داخل المعمل للاذابة مثلا لبعض انواع البودر فتستخدم Distilled water

ماذا عن تعقيم المياه؟
بافتراض حتمية أن تكون منطقة الإنتاج على أعلى مستوي من النظافة والصحة High hygiene zone … هل يتم التعقيم بإضافة المعقمات المعتادة كالكلور أو الأوزون؟
أم نكتفى بالUV ثم وضع فلتر ميكرونى 0.2 ميكرون؟
أم نستخدم جهاز الأوتوكلاف فى التعقيم ثم الحفظ فى ثلاجة لفترة معلومة؟
أم نستغنى عن كل هذا ونكتفى بغسيل اللوب Loop أو البايب Pipe الخارج من الRO كل ست ساعات مثلاً
وكيف يكون الغسيل ومواصفات اللوب أو البايب نفسه؟
هل يُشترط أن يكون من الاستانلس ستيل غير قابل للتآكل؟ ولماذا؟
الدكتور محمد شعبان:التعقيم يتم بإحدي الطرق المعتادة الفيزيائية كالتعقيم بالحرارة (Hot water sanitization) كالأوتوكلاف أو ال ( UV) أو الكيميائية كالتعقيم بالكلور والأوزون وفوق أوكسيد الهيدروجين وقد يكون مضاف إليه فوق حمض الخليك (الأسيتيك) وقد يتم الجمع بين نوعين من التعقيم كوجود UV مع الأوزون ولابد من وجودها لتكسيره وكذلك وجودها مع التعقيم بالكلور فهي توضع كنوع من أنواع التأكيد علي التعقيم ولا يعتمد عليها بشكل كامل بمفردها أما أمرغسيل خط التوزيع وتعقيمه فهو شئ مفروغ منه.
– التعقيم قد يكون كل شهر أو اكثر للخطوط وتعتمد المدة علي دراسات الصلاحية (validation studies) دائماً خطوط توزيع المياه النهائية داخل منطقة الإنتاج مصنعة من الإستانلس استيل 316L وذلك لحمايتها من تآكل المياه لأنها في Acidic range وكذلك لضمان جودتها دوناً عن أي سبيكة أخرى.

تنك التخزين يتم ادخال المياه إليه ؟
هل بطريقة الاسبراىSpray باستخدام Spray ball توضع فى أعلى التنك والذى يعمل على توزيع المياه على جوانب التنك مثل “الدُش” Shower؟ ةما هى فائدته؟ وهل بالفعل يتم التفتيش من قبل وزارات الصحة على السبراى بوول؟
رد الدكتور محمد شعبان:من المكونات الأساسية التي يتم السؤال عليها في التفتيش من قبل وزارة الصحة هي ال spray ball وذلك لضمان وجود مياه غير راكدة في شكل بلل علي جدران التنك في حالة ملئ التنك وتفريغه عدة مرات.
بما أن الهواء هو مصدر من مصادر التلوث الميكروبى ...

كيف يتم منع دخول الهواء عن التنك؟
وكيف يتم تصريف الهواء الذى يملأ التنك قبل التعبئة بالمياه؟ وماذا عن الAir vent filter؟
الدكتور محمد شعبان:
الإتصال بالهواء الخارجي مسموح فقط من خلال فلتر بكتيري للهواء يسمي بال vent filter وهو يضمن خروج ودخول الهواء للتنك دون ميكروبات وأتربة.
ال vent filter ده عباره عن فلتر بكتيرى 0.2 بيركب على التنك من أعلى بحيث يسمح بإزاحة الهواء إلى الخارج عند تشغيل المحطات على التنك وكذلك يسمح بدخول هواء نقى من الخارج عند سحب المياه من تنك التخزين أثناء عملية الإنتاج

هل يتم تدوير المياه فى تنك التخزين على الدوام؟
لابد من التدوير المستمر 24 ساعة في اليوم لا تتوقف نهائياً لعدم حدوث ال stagnancy state … فحالة السكون للمياه من أكثر العوامل المساعدة للنمو البكتيري.
ويضاف لذلك انه مطلب من مطالب التفتيش الدوائي اي ان لو لم يوجد تدوير للمياه المنتجة المخزنة تاخذ علي المصنع نقطة عدم تطابق

لماذا لا يُحبذ البعض استخدام الأشعة فوق البنفسجيةUV فى التعقيم فى الاستخدامات الطبية؟
هل بسبب تكون الإندوتوكسينات؟
هذه نقطة بها نقاش بين أهل التخصص لكن وجود فلتر بمسامية 0.2 ميكرون قد يكفي للأمان وطالما يتم قياس ال TOC بشكل دوري فلا داعي للقلق وأظن السيطرة عليها أسهل من ترك كائنات دقيقة تنمو دون تحكم.

هل يتم عمل اختبارات فى معامل الميكروعلى الهواء بمنطقة الإنتاج للتأكد من عدم حدوث أى تلوث ميكروبي؟
بالتأكيد يتم عمل ذلك.

ما هى أهم الإختبارات الميكروبيولوجية فى شركات الأدوية؟
وهل يتم تعقيم الوحدة دورياً (كل شهر مثلاً) أو أقل بناءً على هذه التحاليل؟
الدكتور محمد شعبان: دراسة الصلاحية (validation study) الخاصة بتحديد مدة التعقيم الملائمة تتم بتحليل المياه الميكروبيولوجية ويتم التحليل بشكل روتيني بحيث يغطي كل نقاط الإستخدام والإنتاج داخل المحطة خلال أسبوع واحد بشكل روتيني.

ما هى اشتراطات تخزين الWFI؟
وهل يجب أن لا تقل عن 85 درجة مئوية؟
يُفضل فقط التخزين الساخن ولكن ليس شرطاً … قد يتم التخزين علي البارد بعد خروج الماء من المبخر … وفي التخزين الساخن نراعي أن تكون درجة الحرارة أعلي من 70 درجة مئوية والمفضل من 81 إلي 85.

بأى مياه يتم تنظيف وغسل المعدات؟
Cleaning and rinsing of equipments or containers
نوع المياه المستخدمة في التنظيف تعتمد علي شقين نوع الأدوات والمعدات من حيث استخدامها ثم تعتمد علي مرحلة الغسيل فمثلاً كل الأنواع تغسل أول غسلة بماء بلدية ساخن أو بارد باستخدام منظف أو بدونه وتلك الغسلة هي الأكثر استهلاكاً للمياه يأتي بعدها الشطف بمياه من نوعية مطابقة للمستخدمة في المستحضرات المستخدم فيها الأدوات والمعدات فمثلاً أدوات ومعدات الأشربة تُشطف نهائياً بمياه purified water أما أدوات ومعدات إنتاج المستحضرات العقيمة يكون شطفها بمياه WFI وأخيراً تتفق جميعاً في آخر خطوة وهي أخذ عينة من مياه الشطف وارسالها للمعمل للحكم بنظافة المُعِدَّة أم لا.

ما هى مواصفات المياه المطلوبة للغسيل الكلوي Hemodialysis؟

على الهامش
مكونات محطات مياه الغسيل الكلوي
تانك ابتدائي بولي ايثيلين
مضخات ابتدائية استالس استيل
فلتر رملي
فلاتر كارتريدج متدرجه
فلتر كربوني
سوفتنر
جهاز RO
ميكسيد بيد
خزان نهائي استانلس استيل
جهاز تعقيم UV
فلتر بكتيري 0.2 ميكرون
شبكة مواسير من pvc
لوحة تحكم كهرباء لتعمل المحطة اوتوماتيك بدون تدخل بشري

مواصفات مياه الغسيل الكلوى
tds less 100 ppm
– Ca less 20ppm
Aluminium less 0.1 ppm
– count of bacteria less. 5
Nitrite less 0.02

الغرض من محطه مياه الغسيل الكلوى اساسا هو استخلاص يعض العناصر مثل الالومونيوم حيث وجوده فى المياه يؤدى الى تبادل ايونى بينه وبين الكالسيوم فى العظام وبالتالى يؤدى الى ضعف المريض
ايضا استخلاص. الكالسييوم والنيترات والنترات والبكتيريا والفيروسات
كيفية تصميم محطة مياه الغسيل الكلوي وعلى اي اساس نختار المكونات وكيفية حساب كمية الميه اللازمة والكافية للغسيل
من المعروف ان ماكينة الغسيل الكلوي تستهلك 35 لتر/ساعه ونفترض ان مركز الغسيل الكلوي به 40 ماكينة ويتم تشغيل الماكينات يوميا ثلاث ورديات وبالتالي نحتاج كمية مياه
35×40×3+ 20% = 5040 لتر/يوم مياه صالحة للغسيل الكلوي
اذن نحتاج الى محطة تنتج تقريبا 5 متر3/يوم ومن هنا نصمم حجم مضخات التغذية والتوزيع وحجم الفلاتر والهيد بتاعها وحجم جهاز الضغط الاسموزي وعدد الاغشية وحجم التانك النهائي وحجم جهاز التعقيم بالاشعه
ننتقل الى مواصفات غرفة المحطة طبقا لمواصفات وزارة الصحة …
يجب ان تكون بعيدة تماما عن دورات المياه لتجنب حدوث تلوث ووجود البكتريا القولونية يجب ان تكون كلها سيراميك وقريبة من ماكينات الغسيل يجب ان يكون جميع المعدات في وضع تثبيت جيد
ننتقل الى مواصفات المياه طبقا لقرار وزارة الصحة لسنة 96 ولكن هناك قرار تم تعديله لسنة 2010 وتم فية خفض نسب الاملاح تماما ولم احصل عليه لتركي المجال وهنا قرار لسنة 96 وهذه عينة من احدى المستشفيات وتحاليلها والنسب المسموح بها طبقا لقرار سنة 96
وهذه الايام لو ذادت نسبة الاملاح الكلية عن 10يتم رسوب العينة
ولو هناك اي نسبة لوجود البكتريا خاصة القولونية يتم رسوب العينة
هناك سؤال لماذا يتم تركيب فلتر بكتيري 0.2 ميكرون مع ان موجود جهاز اشعه فوق بنفسجية
من المعروف جهاز الاشعة لا ينزع البكتريا ولكن يكسرها بالبلدي يقطعها وبعد ذلك يتم تكوين ما يسمى بيرجين pyrogen وهذا البيرجين يعرفه الاطباء لانه يرفع ضغط المرضى وبالتالي الفلتر البكتيري يمنع مرور البيرجين
وطبعا المحطة مع الماكينات بالكامل تكون closed system
بالنسبه لوحدات الادويه تصمم حسب مواصافات الدستور الامريكى للادويهUSP 23
ومياه الادويه انواع purified water تسخدم فى صناعه الاشربه والكابسولات والاقراص
ونوع اخر WFI ويستخدم فى صناعه الامبولات والحقن
وطبعا ينطبق عليها ما ينطبق على اى محطه يتم تصميمها
لابد من وجود تحليل كامل للمياه التى سوف تستخدم لانتاج المياه الخاصه بصناعة الدواء
لابد أن تكون هناك المواصفه الخاصه بالمياه المنتجه سواء Purified water أو WFI
لابد من معرفة كمية المياه المطلوب إنتاجها من المحطه
ولابد من مراعات المتطالبات الخاصه لتعقيم المحطه وتعقيم ال Loop و تنك التخزين وكذلك تعقيم اجزاءومكونات المحطه
ولابد من وضع مكونات فى المحطه لحماية المياه من نمو البكتريا مثل حقن الكلور على المياه المغذيه للمحطه وايضا وضع وحدات UV وفلاتر بكتيريه على ميكرونيه المياه المنتجه من المحطه والمياه المخزنه للانتاج
ولابد من مراعات انت تكون المحطه من ال استنلس ستيل 316L
ولابد من وجود أجهزة قياس on Line على المحطه مثل أجهزة قياس الكوندكتيفتى وسنسورات لقياس درجه الحراره واجهزه لقياس معدل سريان المياه
ولابد من أن يتم توصيل هذه الاجهزه بلوحة التحكم ال PLC الخاصه بالمحطه حتى يتم التحكم فى عملية المعالجه اتوماتيكي
يراعى في تصميم المحطات أن تكون المياه فى حركه مستمره بدون توقف وبسرعة محسوبه على حسب طريقة المواسير المستخدمه حتى لا نعطى فرصه لنمو الميكروب ايا كان
ولابد من مراعات أن يكون هناك نقاط سحب عينات sample point بعد كل مرحله من مراحل المعالجه حتى يتم سحب عينات منها وعمل الاختبارات الكيميائية والمكر بيولوجية الخاصه بكل مرحله
ولابد أن تكون هذه النقاط موجوده فى كل الاقسام التى تستخدم المياه المعالجه فى داخل المصنع وفى داخل الإنتاج والمعمل
ونقاط سحب العينات لابد أن تكون معرفه بكود تعريف
موجود على المحطه وموجود فى المعمل الذى يقوم بسحب العينات وتحليلها ولابد من وجود عدادات ضغط قبل وبعد الفلاتر ويتم تسجيل قراءة هذه العدادات بصفه يوميه
ولابد من عمل معاييره لهذه العدادات مره كل سنه على الاقل ولابد من الاحتفاظ بشهادات المعايره
وعملية المعايره هذه تنطبق على كل أجهزة القياس الموجوده فى المحطه ولابد من مراعاة نقطه مهمه جدا انت تكون المحطه وتنك التخزين وال Loop خاليه من النقاط الميته حتى لا يحدث نمو البكتريا وبالتالى تتلاشى عدم تكون فاولنج بكتيرى داخل المحطه
الوصلات فى اللوب نوع dead leg zero لابد ان تتوفق المحطه مع مواصفات وزراره الصحه مع اجتياز PQ . QQ . OQ
وهذا مخطط مرسوم باليد لمحطات التناضح العكسى لوحدات الغسيل الكلوى
وهذه صور لمحطه ادويه purified water صغيره
1-يوجد فلتر بكتيري هوائي يستخدم للتعقيم في شركات الادوية والمعامل
2-يوجد فلتر بكتيري هوائي يستخدم في التحاليل والمعامل المركزية
3- يوجد فلتر بكتيري (ورقة ترشيح) قياس نسبة معامل الطمي SDI ومهندس وليد تكلم عن هذا الموضوع سابقا
4- والفلتر البكتيري مختلف poor size
منه 0.1 ميكرون
0.45 ميكرون
0.2 ميكرون وهكذا
5- الفلتر البكتيري المائي وهو ما قصدته في هذه المحطه هو الفلتر البكتيري المائي
واليك بعض صور الفلتر البكتيري ويختلف نهايته طبقا للهاوسنج

الفلاتر البكتيريه 0.2 ليها دور مهم جدا فى حجز البكتريا الحيه والميته من المياه
ويفضل وضع الفلتر البكتيرية 0.2 بعد وحدات ال UV مباشرتا لكى يتم حجز البكتريا
وغالبا يكون مكان الفلتر البكتيرية ال 0.2 فى اخر مرحله قبل دخول المياه إلى تنك التخزين
وهناك بعض الشركات تضع وحدات UV وبعدها فلتر 0.2
على المواسير loop التى توصل المياه إلى الإنتاج بعد تنك التخزين حتى تضمن وصول مياه خاليه من البكتريا الى قسم الانتاج
يتم تغيير الفلاتر البكتيريه كل ثلاث شهور او عند ارتفاع فرق الضغط قبل وبعد الفلتر عن 0.8 بار
ولابد من تسجيل هذا التغيير فى السجلات الخاصه بذالك ال Logbook حتى يتم الاطلاع عليها عند وجود زياره من وزارة الصحه أو زياره خارجيه

Download

ولمن اراد تفاصيل اكثر
اليكم احدى المراجع الاجنبية
https://goo.gl/DvFdcN