Dokumen tersebut membahas tentang klasifikasi air dan sistem pengolahan air untuk keperluan farmasi. Air diklasifikasikan menjadi air minum, demineralisasi, dimurnikan, tingkat tinggi dimurnikan, untuk injeksi, dan bebas pirogen untuk injeksi. Sistem pengolahan air terdiri atas pra-pengolahan, pengolahan pertama, pengolahan akhir, dan distribusi. Tahapan pra-pengolahan meliputi tangki air baku, filter multimedia, penghilang kesad

1. PENGOLAHAN AIR

2. Water Generation System

3. Klasifikasi Air
Sesuai dengan pemakaiannya, air dapat dibagi atas :
1. Drinking Water
air untuk keperluan minum dengan persyaratan sebagai berikut :
 Tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna.
 Bebas mikro-organisme patogen yang sering dijumpai dalam air,
seperti : E.Coli, Salmonella, Mycobacteri dll
 Mengandung mineral dengan jumlah sesuai dengan kadarnya
dalam peluh dan darah.

4. 2. Demineralized water (DMW / Aquademineralisata)
Air bebas mineral baik ion positif yang berasal dari logam (besi, mangan, dll),
kesadahan (kapur, magnesium, dll) maupun ion negatif yang berasal
dari udara (HCO3
-, CO3
=, NO3
-), gas halogen (Cl -, Br -, I -, F-), belerang (HSO3
-,
SO4
=) dll.
DMW juga memenuhi persyaratan mikro-organisme sama seperti pada air
minum (bebas bakteri patogen) dengan conductivity max 10 µS/cm pada 25°C.
3. Purified Water (PW)
Air murni yang dihasilkan melalui serangkaian proses pendahuluan untuk
menghilangkan rasa, bau, warna, kesadahan, ion positif & negatif dengan
menggunakan water softener, mixed bed, RO / reverse osmosis system dan
sinar UV / ultraviolet. Kualifkasi PW harus memenuhi persyaratan European
Pharmacopoeia & USP-28 dan harus di-recycle terus menerus selama 24 jam
non-stop.

5. 4. Highly Purified Water (H.P.W)
Air murni yang dihasilkan dengan sarana seperti diatas kecuali mixed bed diganti
E.D.I/Electro Deionization System sehingga kadar logam berat & nitrat dapat
ditekan rendah.
E.D.I : pengikatan ion-ion dalam air dengan menggunakan elektroda yang diberi
arus listrik.
Kualifikasi H.P.W/highly purified water harus memenuhi persyaratan Eur.
Pharmacopoeia dan harus di recycle terus menerus 24 jam non stop.
5. Water For Injection (W.F.I)
Air untuk injeksi dihasilkan dengan sarana seperti pada produksi H.P.W, hanya
pada fase terakhir dilakukan pemanasan dalam tangki tertutup untuk
mensterilkan air yang dihasilkan dan selama distribusi dalam pipa.
Kualifikasi W.F.I harus memenuhi persyaratan Eur. Pharmacopoeia dan & USP-28
dan harus di recycle terus menerus 24 jam non stop.

6. 6. Pyrogen Free water for Injection (PFWFI)
Air untuk injeksi yang bebas pirogen dihasilkan dari air baku : P.W (purified water)
atau H.P.W (highly purified water) yang di destilasi 2 kali (bi-destilation).
Kuaifikasi P.F.W.F.I harus memenuhi persyaratan yang tecantum pada USP-28 serta
harus di recycle selama 24 jam.
Pasokan air (Raw water)
Ada 3 jenis air yang dapat dipakai sebagai raw water :
1. Air PAM/city water
2. Shallow Well water : air dari sumur dangkal (10 – 20 m)
3. Deep Well water : air dari sumur dalam (80 – 150 m)
Variasi mutu dari pasokan air mentah (raw water) yang memenuhi syarat
ditentukan dari target mutu air yang akan dihasilkan.
Demikian pula mutu air menentukan peralatan yang diperlukan untuk pengolahan
air tersebut.

7. Dalam banyak produk, air termasuk dalam lebih dari 70% bahan baku tambahan.
Jadi jika ada masalah dengan kualitas air, maka akan berdampak langsung pada
kualitas produk.
Pembagian System Pengolahan Air
Umumnya sistem pengolahan air terdiri atas 4 bagian sebagai berikut :
1. Pra-pengolahan /water pre-treatment system
2. Pengolahan pertama / water first treatment system
3. Pengolahan akhir / water final treatment system
4. Sistem distribusi / piping looping

8. Prinsip Utama
Ada banyak sistem yang ditawarkan suplier untuk sistem pengolahan air, tapi
beberapa prinsip utama harus tetap dipegang :
1. Alat yang dipasang pada sistem bukan merupakan tempat tumbuhnya mikro-
organisme
2. Hilangkan & basmi mikro-organisme sejak dari sumber air dan sepanjang aliran
proses pengolahan
3. Hilangkan partikel tak larut, bahan-bahan organik dan beberapa mineral tanah
di tahap pra-pengolahan/pre-treatment
4. Hilangkan zat-zat terlarut dan sisa zat organik di tahap pengolahan pertama /
first treatment.
5. Hilangkan sisa-sisa oxidizer (chlorine / ozone, peroxide dll) dan partikel partikel
sisa di tahap pengolahan akhir.

9. Tahap Pra-pengolahan / pre treatment
1. Raw water tank
Air baku yang dipakai harus mendekati kualitas air minum Suplai air baku
perlu disimpan dan diklorinasi dalam suatu tangki stainless steel 304 (SS 304)
untuk memastikan terjadi waktu kontak yang cukup antara Clorine dan mikro-
organisme yang ada di air baku. Diperlukan kadar chlorine yang cukup tinggi
(0,2-0,5 ppm) karena sebagian chlorine akan diikat oleh partikel-partikel tak
larut, zat-zat organik, jasad renik dsb
2. Multi media filter
Fungsi :
Menghilangkan zat-zat tak larut dan beberapa mineral seperti besi (Fe),
mangan (Mn), dan silika (Si02). Zat-zat ini biasa ditemukan dalam air tanah
maupun air permukaan.

10. Multimedia Depth Filtration

11. Komposisi : - Pasir hijau (Green sand), untuk menyerap zat besi & mangan
- Antrasit, untuk menyerap silika dengan waktu pakai lebih lama
Karena proses pengolahan berlangsung terus menerus, maka multimedia filter
disediakan sepasang. Bila satu unit dicuci maka yang lain masih bisa beroperasi.
3. Water softener
Fungsi : Menghilangkan kesadahan pada air dengan cara mengikation Ca2
+
(kalsium) dan ion Mg2
+(magnesium) denganmenggunakan resin negatif (kation resin )
Berbentuk cylinder tank terbuat dari bahan fiber (PVC - SCH 80) yang dilengkapi
Automatic back washing & Automatic control valve yang diatur melalui PLC
(Programmable Line Control) agar sinergis dengan peralatan lainnya.

12. Karena proses pengolahan berkesinambungan, make didesain Twin-type agar bila
yang satu diperbaiki maka yang lain masih bisa beroperasi.
4. pH Adjuster
Fungsi : Mengontrol pH air agar selalu sesuai dengan persyaratan air sebelum
ditambahkan antioksidan sodium metabisulfit agar kerjanya dapat optimal (pH
optimal untuk sod. Metabisulfit 6,5- 8,5)
Larutan adjuster pH terdiri atas :
- NaOH 0.1 N : bila pH dibawah 5,0
- HCI 0,1 N : bila pH air diatas 8,0
Berbentuk sepasang cylinder tank terbuat dan bahan fiber (PVC - SCH - 80) yang
dilengkapi pompa khusus tahan bahan kimia dengan closing valve yang dilengkapi
automatic control dan diatur melalui PLC (Programmable Line Control) agar
sinergis dengan peralatan lainnya.

13. 5. Sodium metabisulfit dosing system
Fungsi : Menghilangkan chlorine atau zat oksidasi lain (hidrogen peroksida /
asam persulfat) yang masih terkandung dalam air dengan penambahan larutan
antioksidan, sodium metabisulfit 0,1%
Berbentuk cylinder tank kapasitas 10 galon, terbuat dari bahan HDPE (High Density
Poly Ethylen) yang dilengkapi pompa khusus tahan bahan kimia dengan automatic
control dosing valve yang diatur melalui PLC agar sinergis dengan peralatan lainnya.
6. Anti scalant dosing system
Fungsi : Menghilangkan silika yang terkandung dalam air dengan cara membentuk
senyawa yang tak larut untuk kemudian difiltrasi melalui filter pore size 5 µ

14. 7. UV Desinfectant
Fungsi : Menghilangkan dan membasmi mikro-organisme yang masih terkandung
dalam air dengan penyinaran ultra-violet yang dipancarkan pada panjang
gelombang 254 nm dengan jarak tertentu (max. 25 cm)
Agar kerja radiasi UV dapat maksimal. dibentuk seperti pipa memanjang dengan
panjang 1,5 - 3,0 meter dan aliran air diatur tak melebihi 2 m3/jam
8. Mikron Filter
Fungsi . Menghilangkan partikel-partikel zat organik/inorganik serta
mikroorganisme yang ukurannya di atas 5µ agar air baku yang akan melalui R.O
(Reverse Osmosis) sudah cukup bersih dari pengotoran mekanik & mikro.

15. Mikron filter biasanya dijual dalam bentuk filter housing dari stainless stell +
catridge. Catridge filter yang tersumbat dapat diketahui dari naiknya tekanan air
melebihi batas maksimum (> 40 psi) Catridge filter tersebut bila sudah tersumbat
harus diganti dan bisa didapat dengan berbagai merek, diantaranya : Fin Aqua,
Millipore, Waters, Wedeco dll.Selain ukuran 5µ juga terdapat pore size lainnya
seperti : 0,22µ , 45µ & 50µ.

17. Tahap Pengolahan Pertama /Water First Treatment System
A. Reverse Osmosis (RO)
Salah satu perubahan kualifikasi air murni / Purified water yang tercantum dalam
USP 26 adalah persyaratan Total Organic Carbon / TOC sebesar 0,5 ppm (500ppb)
Untuk mencapai kualifikasi air seperti di atas diperlukan sarana RO / Reverse
Osmosis.
Cara Kerja RO : Reverse Osmosis (RO) adalah suatu teknik purifikasi air yang dapat
mengurangi 99% dari Total dissolve solids (TDS) di air. Proses yang terjadi
merupakan tahap filtrasi terbaik dari teknologi membran (hinqqa 0,0001 mikron)
Untuk itu aliran air baku dengan tekanan hingga 150 - 200 psi yang dihasilkan
dengan pompa tekanan tinggi dialirkan melalui membran semi permeabel khusus.

18. Proses yang terjadi merupakan penyaringan molekuler dimana hanya air
murni saja yang bisa melewati membran.
Sementara kontaminan akan ditolak dan dibuang ke dalam saluran limbah.
Kontaminan yang direject oleh membran diantaranya garam terlarut senyawa
bermolekul besar > 150-250 Dalton.

19. Pemilihan R.O :
Dalam pemilihan RO perlu dipertimbangkan beberapa hal :
1. Single RO atau Double RO
Sinqle reverse osmosis hanya memiliki 1 unit permeable tube filter dalam 1
rangkaian proses dan direkomendasikan untuk air baku dengan kadar silika
rendah.Double reverse osmosis memiliki 2 unit atau lebih permeable tube filter
dalam rangkaian prosesnya dan direkomendasikan untuk air baku dengan kadar
silika tinggi seperti di daerah Semarang dll.
2. Jenis desinfeksi dan sanitasi yang akan dilakukan
Ada 2 macam RO yang ada di pasaran :
2 .1. Industrial Grade (tidak direkomendasi untuk industri farmasi)

20. 2.2. Pharmaceutical Grade :
1.2.1. Tipe chemical Desinfection
A. Tahan Chlorine (Cl2)
- Jenis membran : Celullose Acetate / CA
- Jenis desinfectan : Chlorine /klorin dipakai Ca-Hipoklorit
B. Tahan Hidrogen peroxide (H2O2), ozon (03) & asam persulfat
- Jenis membran : Polyamide / PA
- Jenis desinfectan : Hidrogen peroxide / ozon (03)
PA membran memiliki daya lentur yang lebih besar dibanding CA
1.2.2. Tipe heat resistant desinfection
Tahan terhadap desinfeksi yang menggunakan air panas (90- 95°C) - Jenis
membran : Celullose Acetate / CA

21. 3. Kapasitas reduksi TDS (Total dissolve solids)
Kapasitas TDS reverse osmosis targantung dari kapasitas filter dan aliran
masukan air (feed water flow). Semakin besar feed water flow makin besar pula
TDS.Kapasitas TDS optimal ± 5 ppm untuk kebutuhan Purified Water 1000 l/ jam
4. R.O Cleaning cycle
Yang terbaik adalah dengan sistem otomatis yang dapat secara periodik
melakukan auto cleaning setelah nilai TDS melewati ambang batas (± 5ppm)
Sanitizing cycle time : 30 menit
5. Permeate capacity dan membran RO
Merupakan tolok ukur kemampuan filtrasi dan membran permeable RO.
Biasanya dinyatakan dalam % salt rejection capacity.

23. Komponen pengolahan yang tidak direkomedasi
Beberapa komponen dan prasarana yang tidak direkomendasi karena
merupakan tempat tumbuhnya mikro-organisme adalah :
1. Active carbon
2. Ion exchanger dengan resin
3. Mixed bed

24. D.WFI can be prepared by :
1.distillation or by
2. membrane technologies (RO or UF).
* The European Pharmacopeia (EP) only permits
distillation as the process for producing WFI.
*The USP and Japanese Pharmacopeia (JP) allow
application of all these technologies.
*RO = Reverse osmosis; UF = Ultrafiltration

25. III. AIR
a. Syarat
- Fisika , Kimia , Biologi
b. Sumber
- air permukaan, air tanah , deep well
c. Pemurnian: - I.E (ion Exchange)
- EDI ( Electrodeionisasi )
- Distilasi
- R.O (Reverse Osmosis)
d. Air Hasil Pemurnian
-PW
-WFI
-SWFI
-BWFI
-WFIr

26. AIR
III. Air untuk Injeksi, Syarat
1. Jernih
2. Tidak berwarna
3. Tidak berbau
4. pH: 5,0-7,0
5. Bebas mikroba
6. Bebas pirogen
7. Bebas partikel
Batasan terhadap jumlah:
a. Klorida e. CO2
b. Kalsium f. Logam berat
c. Sulfat ion g. Oxidizable Substance
d. Ammonia h. Total zat padat terlarut
(≤ 10 ppm)

27. III.2. Pharmaceutical Grade
Water Requirements
Purified Water Highly Purified Water Water For Injection
(Eur. Pharm. + USP)
(European
Pharmacopeia) (Eur. Pharm.) USP
Conductivity at 25°C ≤ 1.3 µS/ cm ≤ 1.3 µS/ cm ≤ 1.3 µS/ cm
Heavy Metals - 0.1 ppm 0.1 ppm -
Nitrate - 0.2 ppm 0.1 ppm -
Total Organic
Compound < 500 ppb < 500 ppb < 500 ppb
Microbial Limit < 100 cfu/ ml < 10 cfu/ ml < 10 cfu/ ml
Endotoxines - < 0.25 Eu/ ml < 0.25 Eu/ ml

28. III.1.Sumber dan Syarat Air untuk Injeksi
A.Berdasarkan Sumber atau asal :
a. Air permukaan
b. Air tanah
B. Syarat air untuk injeksi (USP, FI):
a. Fisika
b. KImia
c. Biologis
III.2. Syarat-syarattersebutmeliputi(USP):
pH (5-7), Khlorida (0,5 ppm), sulfat (1 ppm), ammonia (0,1 ppm),
Calcium (1 ppm), Carbone dioxide (5 ppm), Logam berat (0,1 ppm
sebagai Cu), zat yang dapat mengoksidasi (lolos uji permanganate
USP), zat padat total (10 ppm), pyrogen (EU/ml by LAL) 0,25; bebas
mikroba.
PROSESPURIFIKASIAIR: ...

29. III.3.Proses pemurnian air
a. Metode pemurnian:
1) Ion Exchange
– Single bed
– Mixed bed
 Tahap pertukaran ion
 Tahap regenerasi (HCl/NaOH)
 * ELECTRO DEIONISATION
2) Distilasi
– Simple still distilation
– Multiple effect still distilation
 Kelebihannya dengan simple still dist
3) Reverse Osmosis (RO)
– Proses pemurniannjya
– Kelebihan dan kekurangannya
Pemurnian Air…

30. FIGURE 2 Water plant with holding tank.