ACQUA PER USO FARMACEUTICO
Non esiste acqua chimicamente pura in natura. L’acqua può contenere almeno 90 possibili contaminanti indesiderati. La composizione dell’acqua è variabile in base alle stagioni, zone geografiche, ecc. Le impurezze devono essere eliminate per evitare la contaminazione chimico-fisica chimico-fisica del prodotto. Tra i contaminanti dell’acqua rivestono particolare importanza i Sali alcalini di calcio e magnesio, responsabili della durezza dell’acqua. La durezza è infatti indice del contenuto complessico compl essico di Sali di Ca e Mg sciolti nell’acqua. Si distingue in dureza temporanea (dovuta ai bicarbonati di Ca e Mg solubili che alla T di ebollizione passano a carbonati insolubili), durezza permanente permanente (altri Sali di Ca e Mg) e durezza totale (somma delle altre due). L’elevata durezza può comportare una riduzione dell’efficacia dell’azione dei saponi e detersivi e causare incrostazioni su elementi idraulici e macchinari, d ovuti alla precipitazione dei Sali.
Acqua per preparazioni iniettabili Definizione: acqua acqua per preparazioni di medicinali per somministrazione parentale quando come veicolo è usata l’acqua ( acqua ppi grande volume) e per la dissoluzione i per la diluizione di sostanze o preparazioni per somministrazione parenterale ( acqua sterilizzata ppi).
L’acqua per preparazioni iniettabili in grande volume si ottiene dall’acqua che soddisfa alla disposizione sull’acqua per il consumo umano emanate dall’autorità competente o da acqua p urificata perdistillazione di un apparecchio le cui parti a contatto con l’acqua sono di vetro neutro, quarzo o metallo idoneo e che è munito di un dispositivo che impedisce il trascinamento delle goccie. E ’ essenziale una corretta manutenzione dell’apparecchio. La prima porzione del distillato ottenuta quando l’apparecchio comincia co mincia a funzionare, deve essere scartata e il distillato, raccolto e conservato. Usi dell’acqua ppp in grande vo lume: 1) preparazione di prodotti o ftalmici 2)preparazione di soluzioni di prodotti sterili 3) risciacquo dei contenitori di prodotti sterili L’acqua L’acqua sterizillata per ppi : acqua ppi in grande volume che è stata distribuita in adatti contenitori, chiusi e sterilizzati al calore, in condizioni tali da assicurare che il prodotto soddisfi ancora il saggio delle endotossine batteriche. L’acqua sterili zzata ppi è esente da ogni altra sostanza aggiunta. Processi di purificazione: si dividono in specifici (distillazione, deionizzazione, osmosi inversa, ultrafiltrazione) e coadi uvanti (filtrazione su carbone attivo,filtrazione su membrane,radiazioni UV). La scelta degli impianti di produzione dipende: dalle caratteristiche dell’acqua di alimentazione; dalle specifiche di qualità dell’acqua richiesta. Fase di pretrattamento: prima di essere sottoposta ai trattamenti di purificazione specifici, l’acqua può su bire se necessario, trattamenti preliminari atti ad eliminare: solidi in sospensione, odori (di origine chimica o biologica), co lorazioni (dovute a sostanze organiche o inorganiche). Processi : filtrazione iniziale-filtri multi-media-coagulazione o flocculazione-deionizzazione con resine a scambio ionico. FLOCCULAZIONE: FLOCCULAZIONE: è il trattamento con cui si eliminano dall’acqua le sostanze colloidali. I colloidi sono costituiti da partic elle disperse non visibili al microscopio ottico, di dimensioni comprese tra 5 e 500 micrometri chimicamente si può trattare di sostanze organiche o inorganiche. Le particelle colloidali tendono ad assorbire sulla loro superficie soluti presenti nel mezzo disperdente e a rivestirsi di cariche elettriche. La flocculazione consiste nell ’aggregazione di queste particelle in particelle più grandi che precipitano. I principali agenti flocculanti sono: alluminio solfato, sodio alluminato, solfato ferroso, solfato o cloruro ferrico, eventualmente utilizzati insieme a coadiuvanti come silice attivata, bentonite. Rimozione del cloro- filtrazione su carbone attivo (o uso di bisolfiti): la filtrazione su CA può allontanare le impurezze organiche a basso peso molecolare e gli additivi ossidanti (es. composti clorurati). Il bisolfito ha azione antimicrobica, ma lascia residui di solfato. DEIONIZZAZIONE: eliminazione degli elettroliti disciolti. Processo: per scambio ionico mediante resine a scmabio ionico. Le r esine a scambio ionico sono polimeri sintetici insolubili a struttura reticolare tridimensionale, su cui sono inseriti medianti legami covalenti, gruppi funzionali ionizzati. Rigenerazione delle resine: la rezione di scambio ionico è una reazione reversibile reversibile per questo permette la cosiddetta rigenerazione rigenerazione dello scambiatore mediante una soluzione contenente lo ione inizialmente presente nella resina (vedi slide).
I letti di resine di possono rigenerare in equicorrente o in controcorrente a seconda della direzione di flusso delle soluzioni rigeneranti. Nel caso di colonne a letto misto il processo di rigenerazione deve essere preceduto nella separazione fisica dei due tipi di resina mediante: un prolungato lavaggio in controcorrente, che sfrutta la differente densità dei due tipi di resina. ELETTRODEIONIZZAZIONE: ELETTRODEIONIZZAZIONE: è un metodo che consente di ottenere acqua deionizzata operando in co ntinuo utilizzando resine scambiatrici di ioni, membrane ionoselettive e un campo elettrico. Permette di ottenere acqua deionizzata senza l’uso di reag enti chimici. Si tratta di un processo di separazione a membrane semipermeabili piane e caricate rispettivamente con gruppi funzionali cationici ed anionici con elettrodi alle estremità che stabiliscono un campo elettrico. Le membrane semipermeabili di scambio cationico e anionico sono posizionate alternativamente all’interno del pacco, cosicchè gli ioni possano migrare sotto l’effetto del campo elettrico e concentrarsi nella fase di rigetto in cui agli ioni non è consentito di riattraversare la membrana. L’acqua demineralizzata viene raccolta invece nelle camere dove avvie ne l’impoverimento degli ioni. Per ottenere un efficacia di demineralizzazione in tali camere sono caricate resine cationiche ed anioniche forti miscelate tra loro in modo da simulare il comportamento di un letto misto. Queste resine vengono rigenerate dagli ioni di idrogeno e di idrossile prodotti dalla dissociazione dell’acqua sotto l’effetto del campo elettrico. Tra i vantaggi dell’elettrodeionizzazione riscontriamo:
Qualità dell’acqua elevata e costante
Bassi costo di esercizio e manutenzione
Facilità d’uso
Rispetto dell’ambiente (nessuna rigenerazione chimica)
Sistema compatto
Ulteriori fasi di purificazione dopo i processi di pretrattamento:
1.
Disinfezione
2.
Osmosi inversa (o deionizzazione)
3.
Filtrazione
4.
Ultrafiltrazione
5.
Distillazione
DISINFEZIONE: ha lo scopo di abbattere la carica batterica presente nell’acqua. Un disinfettante adatta deve presentare: buona attività a basse concentrazioni e in tempi rapidi, innocuità per uomo ed animali,assenza di odori e sapori alle concentrazioni d’uso,facilità di dosaggio, dosa ggio, buona concentrazione residua, facilità di rimozione. Tra i metodi fisici di disinfezione ricordiamo il calore (più affidabile), l’ozono (prodotto con facilità, non lascia residui), UV (abbatte la carica microbica ma non sterilizza, critica velocità del flusso dell’acqua, problemi di ricontaminazione, le lampade hanno vita limitata). I metodi chimici comprendono: acqua ossigenata,alogeni,formaldei ossigenata,alogeni,formaldeide. de. DISTILLAZIONE: consiste nella voporizzazione dell’acqua seguita dalla condensazione del vapore ottenuto, per eliminare le impurezze volatili o non volatili alla temperatura di ebollizione eboll izione dell’acqua. OSMOSI INVERSA: la rimozione dei Sali è abbastanza completa. Gli ioni cloruro sono troppo grandi per passare attraverso gli spazi disponibili. I microrganismi e le macromolecole ( pirogeni) sono trattenuti da un lato e tendono a ostruire i pori. In Europa non è ammesso l’uso dell’osmosi inversa per la preparazione di acqua ppi perché l’efficienza della filtrazione non può essere verif icata verif icata con sicurezza. Queste membrane possono presentare fessure che derivano dal loro processo di produzione. ULTRAFILTRAZIONE: permette la concentrazione di prodotti termolabili, il recupero di antibiotici dai brodi di fermentazione, la separazione di cellule da brodi di fermentazione, la chiarificazione di soluzioni e rimozione di contaminanti a basso PM. Può essere usata per produrre acqua ppi o il risciacquo finale: le membrane per ultrafiltrazione possono lavorare a 80°C e tollera la sterilizzazione a 121 °C. Allontana i contaminanti organici, tra cui le endotossine batteriche. E’ un processo di separazi one molecolare selettiva che consente di separare un liquido da sostanze ad alto peso molecolare applicando una pressione a una membrana semipermeabile. SCHEMA DI PRODUZIONE
Produzione di acqua depurata da acqua potabile:
Radiazioni UV
Filtrazione su carbone attivo
Filtrazione su membrana
Addolcimento
Osmosi inversa
Produzione di acqua ppi da acqua potabile:
Fase di pretrattamento: 1) filtrazione su CA 2)deionizzazione con resine a scambio ionico 3)filtrazione su membrane
Distillazione
SISTEMA PER LA PRODUZIONE E IL TRASPORTO DI ACQUA – caratteristiche:
Tubazioni inclinate per facilitarne il drenaggio, evitando punti ristagno
Accessori e connessioni di tipo “sanitario”
Materiali di costruzione adeguati (es.acciaio inox)
Ricircolo dell’acqua nelle linee linee di distribuzione
Inserimento di valvole di non ritorno.
Il quantitativo di contaminanti nell’acqua può essere misutato attraverso diversi metodi: per i contaminanti inorganici si fa ricorso ala conduttività, per quelli organici si misura il carbonio organico totale (TOC), per i batteri la conta di colonie su membrana da 0,45 micrometri, le endotossine tramite il LAL test.
