آب دمین بسته به تعریف تنها شامل H۲۰، به مفهوم حضور یونهای +H  و -OH می باشند که با یکدیگر در حالت تعادل قرار دارند. هدایت الکتریکی این آب در حدود ۰,۰۵۴ uS/cm در دمای  ۲۵۰C می باشد که بصورت مقاومت  ۱۸.۳ Mohm نیز بیان می شود. آب دمین عمدتا در صنایع نیمه هادی و صنایع داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد.فرایند دستیابی به آب دمین غالباً در دو مرحله صورت می پذیرد. به عنوان مثال، چنانچه منبع آب خام ورودی، آب تصفیه شده شهری و یا آب زیر زمینی باشد، آب خام ابتدا به منظور حصول EC نهایت ۱۰ uS/cm ، توسط فرایندهای غشائی و یا تبادل یونی خالص گشته و پس از آن از درون ستونهای Mixed Bed Resin با کارائی بالا و یا توسط الکترودیونایزر پردازش می شود.
آب داروسازی – آب دمین

آب قابل تزریق یا آنچه که به نام WFI – آب دمین – گفته می شود آبی است که برای تولید محصولات دارویی و انواع محصولات تزریقی که در آنها مقدار اندوتوکسین نیاز به کنترل دارد، مورداستفاده قرار گیرد. گاه این آب برای شستشوی تجهیزات و یا مجموعه های در تماس با محصولات تزریقی بکار می رود، حداقل کیفیت منابع آب تغذیه کننده آب قابل تزریق، آب آشامیدنی بر مبنای تعاریف فارماکوپیای آمریکا، اروپا و ژاپن و یا تعاریف لازم توسط WHO است.

آب تغذیه پروسه های لازم را طی می کند و بعد از آماده سازی در مرحله بعدی خود وارد سیستم تقطیر یا سیستم های دیگر تائید شده می گردد. آب خروجی باید تمام مشخصه های شیمیایی آب کاملا خالص را بعلاوه مشخصه  های اندوتوکسین باکتریایی را داشته باشد. مونوگراف تولید آب قابل تزریق در فارماکوپیای امریکا (USP)  از چند دوره گذشته روش استحصال آنرا از طریق تقطیر یا روش های معادل و یا پروسه های برتر و ممتاز مورد تائید قرار می دهد.
روش های تولید آب قابل تزریق (WFI)

استانداردهای بین المللی در زمینه تولید دارو علیرغم داشتن همسویی و شباهت های بسیار، همچنان دارای تفاوت های بسیاری هستند.آب قابل تزریق مطابق با استاندارد USP می تواند از طریق انواع روش های آبسازی بدست آید.

فارماکوپیای ژاپن امکان تولید آب قابل تزریق را با تقطیر، اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون تائید می کند. اما فارماکوپیای اروپایی تنها تقطیر را برای این محصول قبول دارد، بطور سنتی تقطیر در صنایع بیوفارما مورد استفاده قرار گرفته است و امروزه اغلب آب قابل تزریق دارویی به شیوه تقطیر به  دست می آید. اما با این حال در برخی شرکت های تولید کننده آب با خلوص بالا از روش های دی یونیزاسیون و اولترافیلتراسیون برای تولید آب قابل تزریق یا با کیفیت بالاتر از آن استفاده می کنند و از تقطیر برای تولید استفاده نمی شود و اغلب صنایع محدودیتی برای این کار ندارند.

تقطیر:

بر مبنای خواسته های USP ، آب قابل تزریق – آب دمین – باید با روش تقطیر یا یک روش خالص سازی که در حد تقطیر یا برتر از آن باشد استحصال گردد. همچنین این آب باید آزمایشات مربوط به TOC و کانداکتیویته را طی نماید و سطح اندوتوکسین باکتریایی آن باید در سطح پایین تر از ۰.۲۵(ml) واحد اندوتوکسین باشد. سطح آلودگی میکروبی نباید بالاتر از ۱۰ cfu در هر۱۰۰ میلی متر باشد، روش تقطیر می تواند آب مقطر با سطح آلودگی پایین را به همراه حذف اندوتوکسین آن تامین نماید.

سیستم تقطیر با تراکم بخار شامل دو سری نرم کننده، مبدل حرارتی، فیلتر کربن اکتیو، میکروفیلتر اولیه ۵µm (میکرون)، سیستم انتخابی اسمز معکوس با امکان بکارگیری آب گرم برای تمیزکاری و شستشو و یک سیستم نهایی تقطیر تراکمی بخار می باشد. سیستم تقطیر تراکمی درصورت داشتن مشخصه های درخواستی توسط انواع فارماکوپیاهای مطرح دارای مزیت های زیر نیز می باشد.

*کارکرد معمولا مداوم و با ثبات

*بکارگیری انرژی موثرتر از روش تقطیر متناوب (ضربدری)

*عدم نیازمندی به طراحی پیچیده

*نگهداری و تعمیرات تقریبا کم

اگر چه سیستم های تقطیر ممکن است دارای ثبات باشند. اما این صحت و ثبات، محصول آن ها را تضمین نمی نماید و ممکن است در زمانهایی که سیستم دارای کارکرد صحیح نباشد و یا به صورت مکانیکی اشکال پیدا می کند، تولید آب پایروژن نماید و این در شرایطی است که آب تغذیه با اندوتوکسین بالا وارد سیستم می شود و بسته به روش تهیه آب تغذیه آزمایشات اندوتوکسین ممکن است جواب خطا را نشان دهد.

سیستم تقطیر بر مبنای تراکم بخار نیازمند انرژی زیاد و هزینه بالایی نسبت به سیکل عمر خود و در مقایسه با سیستم های ممبران می باشد.

این سیستم ها نیازمند آب خروجی از اسمز معکوس (RO) یا اسمز معکوس با همراه آب  دیونیزه (RO/Deionization) برای تغذیه خود هستند و همچنین این مجموعه ها نیازمند نیروی انسانی زیادتر نسبت به سیستم تقطیر در دستگاه های تقطیر چند مرحله ای می باشند. دستگاه تقطیر چند مرحله ای (MED) معمولا شامل فیلترهای چند رسانه ای (Multi Media Filter) آب نرم کننده های دوگانه، تانک های ذخیره (Break tank) مبدل حرارتی، مخزن فیلتر کربن اکتیو (قابل تمیزکاری با آب داغ)، میکروفیلترهای ۵µs ، سیستم های تنظیم pH، دستگاه های اشعه UV ۲۵۴  نانومتر، دستگاه اسمز معکوس قابل تمیزکاری با آب داغ (که سابق بر این اغلب از ستون کاتیون و آنیونی برای دی یونیزاسیون استفاده می شد) و الکترودی یونیزاسیون پیوسته (CEDI) که در نهایت به دستگاه تقطیر چند مرحله ای (MED) منتهی می گردد.

همراه با برآورد کردن الزامات مربوط به فارکوپیاهای مختلف، تقطیر چند مرحله دارای نقاط قوت دیگری نیز می باشد که عبارت از ثبات و پایداری در تولید و نداشتن قطعات متحرک می باشد. اما نقاط ضعف این سیستم ها عبارتند از:

*نیازمندی  به آب تغذیه با کیفیت بالا و کلراید در حد ۰.۵ ppm، ضرورت کمتر بودن حدود سیلیکا در حد ۱ppm و کانداکتیویته کمتر از ۵ میکرو زیمنس در هر سانتی متر (µs/cm)

*مصرف انرژی بسیار زیاد نسبت به تقطیر با بخار تراکمی

*داشتن هزینه بسیار بالای سیکل کارکرد آن نسبت به سیستم های دارای ممبران

*آسیب پذیری در مقابل ورود اندوتوکسین ها که این اشکال در هر دو نوع تولید آب مقطر به روش تقطیر مستقیما مرتبط با آب تغذیه سیستم می باشند.

*FDA در بازرسی آب تغذیه با خلوص بالا به این صورت تاکید دارد که بسیاری از دستگاه های تقطیر کاهش ۲.۵Log تا ۳log مقدار از اندوتوکسین ها را می توانند انجام دهند.بنابراین در صورتیکه حد اندوتوکسین در آب تغذیه به ۲۵۰Eu/ml برسد امکان پیدا شدن اندوتوکسین در WFI نیز خواهد بود.
سایر روش های جایگزین

*روش های جداسازی مختلفی مانند RO و اولترافیلتراسیون و اکسیداسیون با ازن می توانند اندوتوکسیون را حذف کنند.

*حرارت، تقطیر، UF ، RO و فیلتراسیون، ازن، نور ماورابنفش و روش های شیمیایی می توانند سطوح پایین میکروبی را در آب تامین کنند.

*اسمز معکوس دوبارگذر (TPRO) یا (DPRO) قابلیت تولید آب مقطر – آب دمین – را دارا می باشد. یک سیستم اسمز معکوس دوبار گذر از یک فیلتر چند رسانه ای، آب نرم کن دوگانه، تانک ذخیره، مبدل حرارتی، فیلترکربن اکتیو قابل شستشو با آب گرم، میکروفیلتر ۵µs ، تنظیم کننده pH و دستگاه مولد اشعه ماورا بنفش ۲۵۴nm و یک مجموعه TPRO قابل تمیزکاری با آبگرم تشکیل می شود.

*سیستم می تواند شامل یک مجموعه RO باشد که یک دستگاه CEDI متعاقب آن قرار دارد و بعد از آن یک مجموعه RO که انجام عملیات پولیشینگ سیستم را قبل از مخزن ذخیره انجام و آب استحصال شده به عنوان آب قابل تزریق – آب دمین – مورد مصرف قرار می گیرد.
مزایای بکارگیری RO برای تولید آب قابل تزریق به شرح ذیل می باشد:

*داشتن کم هزینه ترین سیکل عمر

*کمترین مصرف انرژی

*کاهش دهنده کانداکتیویته، TOC ، اندوتوکسین و سطوح میکروبی

*کارکرد پایدار

*شستشو و تمیزکاری گرم بصورت پیوسته

*مورد تائید بودن از نظر کاربرد بوسیله USP

روش دیگر در مقابل تقطیر استفاده از اولترافیلتراسیون با استفاده از UF های مرسوم یا UF گرم بصورت پیوسته می باشد. مدول های اولترافیلتراسیون در دو شکل از مواد مختلف در بازار موجود هستند، مدول ها از مواد پلیمری و سرامیکی ساخته می شوند و در شکل های حلزونی، مارپیچی، لوله ای، چندین کاناله توخالی هستند. برخی مدول ها برای کارکرد در دمای محیط و با شستشوی شیمیایی ساخته می شوند.

در حالی که برخی  دیگر می توانند در دمای ۸۰oC یا بیشتر بصورت پیوسته یا متناوب کار کنند، سیستم های ممبران سیستمهای خود تنظیم از نظر شستشو هستند. رشد میکروبی در آنها وجود ندارد، اما نیازمند شستشوی متناوب برای اطمینان خاطر از بازده سیستم هستند.معمولا یک سیستم UF شامل یک مجموعه RO قابل شستشو با آبگرم سیستم CEDI و یک  مجموعه UF است. در سیستم جایگزین بجای دستگاه UV ثانویه و یک سیستم  UF بعد از CEDI می توان سیستم UF پیوسته گرم را جایگزین آن نمود.
اولترافیلتراسیون مزایای بسیاری دارد:

*هزینه سیکل عمر کم

*مصرف انرژی کم

*سابقه استفاده برای تولید آب قابل تزریق در آمریکا و ژاپن

*تاریخچه قابل توجه در آمریکا

*امکان پذیری کاربرد پیوسته در دمای ۸۰oC

*کاهنده اندوتوکسین تا حد ۴logs

نواقص مربوط به استفاده از این تکنولوژی این است که هنوز مجوزی برای استفاده از آن در فارماکوپیای اروپایی وجود ندارد. کاهش کانداکتیویته در آن منوط به آماده سازی اولیه مناسب آب برای سیستم است و ممبران احتمال آسیب دیدن را داشته و همچنین سیستم ممکن است نیازمند تمیزکاری متناوب باشد.