Diseño de una planta de producción de agua ultrapura para la industria farmacéutica mediante un proceso híbrido de osmosis inversa e intercambio iónico con una capacidad de 240 m3/día

Abstract

[ES] El proyecto se enmarca en la necesidad de suministrar agua ultrapura a la industria farmacéutica que requiere de unos estándares de calidad superior por cuestiones de seguridad e higiene. Para ello se realiza el diseño de una planta de producción de agua ultrapura, ubicada en la provincia de Barcelona, con una producción de 240 m3/día, y que trabaja mediante un proceso hibrido que combina tecnología de membranas y resinas de intercambio iónico. Con el objetivo de alcanzar las especificaciones mínimas marcadas por la farmacopea europea se emplea agua de red como alimentación del proceso, que es sometida a una serie de etapas de tratamiento, entre las que se incluyen etapas de pretratamiento fisio y químico, una unidad principal de ósmosis inversa y como tratamiento de afino una unidad resinas de intercambio iónico además de una unidad de radiación UV para alcanzar los requerimientos de calidad y seguridad sanitaria. El apartado de dimensionado de las unidades principales se realiza con ayuda del software WAVE de Dupont para realizar los cálculos. El objetivo final es optimizar el diseño con el propósito de minimizar el volumen de agua residual (concentrados de osmosis inversa y regeneración de resinas) gracias a valores elevados de conversión de agua y sincronización de los ciclos de intercambio iónico. Finalmente se realiza el correspondiente presupuesto y estudio económico para determinar el coste específico del tratamiento del agua y su repercusión en el coste de los productos farmacéuticos

[CAT] El present projecte s’emmarca en la producci´o d’aigua ultrapura destinada a la ind´ustria farmac`eutica la qual requereix uns elevats est`andards de qualitat per motius de seguretat i higiene. Per a aix`o, es realitza el disseny d’una planta de producci´o d’aigua ultrapura, que est`a situada a la ciutat de Barcelona, amb una producci´o de 240 m3/dia. Aquesta planta de producci´o treballa mitjan¸cant un sistema h´ıbrid en el qual es combinen la tecnologia de membranes i les resines d’intercanvi i`onic. Amb l’objectiu d’aconseguir les especificacions m´ınimes, marcades per la farmacopea Europea, s’empra aigua de xarxa com a alimentaci´o del sistema i aquesta es sotmet a diverses etapes de tractament. En primer lloc ´es sotmesa a una etapa de pretractament f´ısic i qu´ımic, seguidament una unitat principal d’osmosi inversa, com a tractament d’afinament s’empren resines d’intercanvi i`onic amb el qual obtindre les especificacions marcades i finalment es mant´e en recirculaci´o mentre ´es tractada amb una unitat UV per a previndre el creixement microbi`a una vegada tractades. El dimensionament de les principals unitats es realitza amb ajuda del programa WAVE de Dupont per a poder realitzar els c`alculs. Finalment, es realitza el pressupost i estudi econ`omic amb el qual es determina el cost espec´ıfic del tractament de l’aigua i la seua repercussi´o en el cost dels productes farmac`eutics

[EN] The project is part of the need to supply ultrapure water to the pharmaceutical industry, which requires superior quality standards for health and safety reasons. For this, the design of an ultrapure water production plant is carried out, located in the province of Barcelona, with a production of 240 m3/day, and which works through a hybrid process that combines membrane technology and ion exchange resins. In order to meet the minimum specifications, set by the European Pharmacopoeia, tap water is used as feed for the process, which is subjected to a series of treatment stages, including physical and chemical pretreatment stages, a main unit of reverse osmosis and as refining treatment an ion exchange resin unit as well as a UV radiation unit to meet quality and health safety requirements. The sizing section of the main units is carried out with the help of Dupont's WAVE software to solve the calculations. The main goal is to optimize the design in order to minimize the volume of wastewater (reverse osmosis concentrates and resin regeneration), and this was achieved through to high values of water conversion and synchronization of ion exchange cycles. Finally, the corresponding budget and economic study was carried out to determine the specific cost of water treatment and its impact on the cost of pharmaceutical products.