生物制藥工廠工藝設計要點

2022-11-09 14:10 昆山清陽凈化系統(tǒng)工程有限公司

1生物藥物：是利用生物體、生物組織、細胞或其成分等材料，綜合應用生物學、醫(yī)學、物理化學和工程學以及藥學的原理與方法研制而成的一大類用于預防、診斷、治療和康復保健的醫(yī)用制品。

2生物制藥工廠工藝設計：是指工藝工程師在一定工程目標的指導下，根據(jù)對擬建工程的要求，采用科學方法統(tǒng)籌規(guī)劃，制定方案，對生物制藥工廠進行擴建與技術改造時，從事的一種創(chuàng)造性工作。

3工藝設計：是生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝、流程、參數(shù)、制造方法、設備選型、物料、能量平衡和提出公用工程需求等全套技術的總稱。

4交叉污染：是指通過人員往返、工具傳送、物料運輸和空氣流動等途徑，使原輔料或產(chǎn)品受到其他原輔料或產(chǎn)品的污染。也指因人員、器具、物料、空氣等不恰當?shù)牧鲃?，使?jié)崈舳燃墑e低的區(qū)域的污染物進入潔凈度級別高的區(qū)域造成的污染。

5勞動定額：是指在一定的生產(chǎn)條件下，為生產(chǎn)合格產(chǎn)品所預先規(guī)定的勞動消耗量標準。

6工藝設計：是一項復雜而細致的工作，包括工藝流程設計、工藝設備布置、管道設計、輔助設施、向非工藝專業(yè)提出條件、設計說明、概算等諸多內(nèi)容，與其他專業(yè)關系十分密切，例如總圖、建筑、結(jié)構(gòu)、安裝、設備、供排水、通風采暖、電氣和儀表等。此外，環(huán)保、消防、勞動安全衛(wèi)生、節(jié)能、工程經(jīng)濟和總概算也包含一部分工藝設計的措施和內(nèi)容。

7物料消耗定額：是在制造單位成品或完成單位工作量時，對各種物質(zhì)的消耗所規(guī)定的限制數(shù)量。三種方法：經(jīng)驗統(tǒng)計法、技術計算法及實際查定法。

8經(jīng)常儲備：指定期對生產(chǎn)補充供應原材料，以滿足生產(chǎn)需要。

9基本預備費：指在項目設施中可能發(fā)生的難以預料的支出，需要事先預留的費用，又稱工程建設不可預見費，主要指設計變更及施工過程中可能增加工程量的費用。

10生物安全問題：指作出各種努力以減輕或消除由于生物技術和其產(chǎn)物所造成的各種潛在風險。

1生物制藥工廠工藝設計的具體對象是設計一個新的生物制藥工廠，包括生產(chǎn)與輔助車間及設施，或?qū)σ延械墓S進行擴建、改建。一般包括總體設計與局部設計。凡是設計范圍涉及整個工廠的，稱總體設計。凡是設計的范圍不涉及整個工廠的全部內(nèi)容，而只是其中的某些部分或某一部分，稱局部設計。

2生物制藥工廠工藝設計的基本過程包括工藝包設計（基礎設計）和工程設計兩個階段。工藝包設計通常是由專利商或具有工藝技術的工程公司的工藝專業(yè)主導來承擔，提供工程公司作為工程設計的依據(jù)。工程設計通常又劃分為工藝設計、基礎工程設計和詳細工程設計三部分。

3生物制藥工廠潔凈廠房污染控制包括塵?？刂坪臀⑸锟刂?，尤以微生物控制重要。

4塵?？刂坪臀⑸锟刂朴职ㄈ齻€方面：①污染源控制；②散播過程控制；③交叉污染控制。

5廠區(qū)區(qū)域劃分為生產(chǎn)廠房、公用系統(tǒng)、輔助車間、儲運系統(tǒng)、辦公區(qū)、生活設施。

6根據(jù)生物制藥工廠組成和生產(chǎn)性質(zhì)將廠區(qū)劃分為生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、行政管理區(qū)和生活區(qū)。

7進行廠房集中布置時，應注意：①應滿足生產(chǎn)工藝要求，并考慮擴建和工藝改革的可能性；②要有消除生產(chǎn)上相互影響的有效措施；③能適應建筑結(jié)構(gòu)、設備基礎及施工的要求；④應充分考慮在一個車間內(nèi)更換品種輪換生產(chǎn)的可能性。

8廠房集中布置的幾種形式：一是水平方面合并，即將幾個生產(chǎn)性質(zhì)相近的車間工序合并或串聯(lián)。二是垂直方向上合并，即采取單層改多層，這樣廠房內(nèi)部平面路線和運輸路線由垂直方向所取代.三是混合方向合并，即單層與多層合并。

9工藝設計的基本要求：①生物制藥工廠工藝設計要嚴格按照GMP要求進行設計，要確保工廠投產(chǎn)后，能生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的合格藥品。②采用的工藝技術應與資源條件、經(jīng)濟發(fā)展和管理水平相適應，與項目的建設規(guī)模、產(chǎn)品方案相適應。

10工藝設計基本原則：①盡可能采用先進設備、先進生產(chǎn)方法及成熟的國內(nèi)外新技術成果。②經(jīng)濟合理。③合理選擇工藝流程和設計指標。④重視環(huán)境保護，減少污染。

11工藝設計依據(jù)：①任務下達通知單；②業(yè)主提供的資料，包括：工藝規(guī)程、生產(chǎn)崗位操作方法、12原輔料和成品的規(guī)格和包裝形式以及質(zhì)量標準等；③與業(yè)主簽訂的會議紀要；④業(yè)主對工藝設計的要求；⑤業(yè)主確認或有關部門審查意見。

13確定工藝流程的依據(jù)：①產(chǎn)品的劑型和質(zhì)量要求；②原料的組成和性質(zhì)；③投資、規(guī)模和技術裝備水平；④產(chǎn)品工藝規(guī)程；⑤包裝材料的要求；⑥原料的要求

18工藝管道設計的依據(jù)：①工藝管道及儀表流程圖；②工藝設備布置圖(平面圖，剖面圖)；③設備安裝圖；④設備總裝圖。

19熱原的除去方法：高溫法、酸堿法、吸附法、離子交換法、凝膠過濾法、反滲透法和超濾法、蒸餾法。

14設備計算通常分兩階段進行，第一階段的設計內(nèi)容是計算，確定計量和儲存設備的容積以及決定這些容積型設備的尺寸和臺數(shù)等。第一階段設備設計完成后，即可開展工藝流程圖的設計，并在工藝流程圖設計的基礎上完成水、電、氣等能量的計算，決定反應器和單元操作所需參數(shù)，如傳熱面積、過濾面積等，并對相關設備進行設計或選型，對工藝流程進行修改和充實。

15工藝流程圖由物料流程、圖例和必要的文字說明組成。主要內(nèi)容：①將設備外輪廓以一定比例畫出，并標明設備位號；②畫出設備的物料及水、汽、壓縮空氣、真空、冷凍等管線和流動方向；③畫出設備和管道上的主要閥門及管路附件；④畫出重要的控制點；⑤必要的文字說明，如廢水、廢氣及半成品、副產(chǎn)品的去向等。

16車間工作人員主要包括生產(chǎn)工人、輔助生產(chǎn)工人、管理人員、工程技術人員和勤雜人員。

17車間工藝布置基本原則是使生產(chǎn)流程順暢，工序銜接合理，盡量縮短物料的運輸距離，充分考慮設備安裝、操作和維護、檢修的方便，以滿足總圖和其他專業(yè)對車間布置的要求以及GMP關于廠房與實施的有關要求。

20閥門分類  根據(jù)其在管路中的作用不同，有截止閥、節(jié)流閥、止回閥、安全閥、減壓閥等；根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)形式不同，有閘閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、襯里閥等；根據(jù)閥門的材料不同可分為不銹鋼閥、鑄鋼閥、塑料閥等。

21發(fā)酵過程管道連接方式三種：螺紋連接、法蘭連接和焊接。

22管道及儀表流程圖（PID）是用圖示的方法把工藝流程和所需要的全部設備、機器、管道、閥門、管件和儀表表示出來。

23管道布置設計原則：①管道布置設計必須符合管道及儀表流程圖的設計要求，并應做到安全可靠、經(jīng)濟合理，并滿足施工、操作、維修等方面的要求；②管道布置必須遵守安全及環(huán)保的法規(guī)，以便管道布置能滿足安全生產(chǎn)的要求；③管道布置應滿足熱脹冷縮的柔性要求；④管道布置應嚴格按照管道等級表和特殊件表選用管道組成件。

24物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定原料和產(chǎn)品間的定量關系，計算出原料和輔助材料的用量，各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、成品的產(chǎn)量和組成以及三廢的排放量。

25根據(jù)所劃定的衡算體系分為三種：①過程總衡算，對一個制藥過程進行物料衡算；②設備衡算，對一個生物制藥設備進行物料衡算；③結(jié)點衡算，對物流的混合點或分支點進行衡算。

26根據(jù)衡算的目標分為三種：①物料的總衡算，對總物料進行衡算；②組分衡算，對某組分進行衡算；③元素衡算，對某元素進行衡算。

27生物藥物生產(chǎn)車間包括發(fā)酵車間、提取車間和制劑車間。

28設備選型和工藝設計原則：合理性、先進性、安全性、經(jīng)濟性。

氨基酸生產(chǎn)方法有水解提取法、化學合成法、微生物發(fā)酵法以及酶轉(zhuǎn)換法

29根據(jù)不同的性狀和要求，藥品的干燥大致可采用下述兩類方法：一類是從水溶液直接噴霧干燥成為顆粒；另一類是溶液經(jīng)結(jié)晶、過濾后將結(jié)晶物進行干燥，如真空干燥、氣流干燥，熱敏性藥物常采用冷凍干燥。

30噴霧干燥設備類型：壓力噴霧干燥法，氣流噴霧干燥法，離心噴霧干燥法

31工藝的安全性包括：①在設計條件下能夠安全運轉(zhuǎn)；②偏離設計條件時也能安全處理并恢復原來的生產(chǎn)條件；③確立安全的快速啟動或停車辦法。

32清潔生產(chǎn)的內(nèi)容包括三方面：一是清潔的能源；二是清潔的生產(chǎn)過程；三是清潔的產(chǎn)品

33廢渣處理技術：化學法，焚燒法，熱解法，填埋法。

34植物細胞生物反應器（機械攪拌式、氣升式、鼓泡式、填充床、流化床、膜反應器等）動物細胞反應器（氣升式、中空纖維管、通氣攪拌）固定化酶和固定化細胞生物反應器（間歇式攪拌反應器、連續(xù)流動攪拌、填充床、流化床、循環(huán)等）

35工藝物料管路配管設計①培養(yǎng)基進料管路②移種管路③補料管路

36工藝過程闡述的內(nèi)容：①產(chǎn)品、產(chǎn)品方案及設計規(guī)模②生產(chǎn)方法、工藝過程及流程簡述③工藝物料計算④工藝能量計算⑤工藝設備選型與計算⑥車間區(qū)域和工藝設備布置⑦車間管道系統(tǒng)和工藝管道系統(tǒng)⑧存在問題及處理意見。

37施工圖設計說明書設計依據(jù)①初步設計審批文件的文件號和內(nèi)容，其他重要來往文件及會議記要等②對初步設計的變更、修改和補充的說明和文件③其他有關工藝專業(yè)施工圖設計的技術資料來源的名稱和內(nèi)容。

38廢水處理分三級：一級處理通常是采用物理方法或簡單的化學方法除去水中的漂浮物和部分處于懸浮狀態(tài)的污染物，以及調(diào)節(jié)廢水pH值等。二級處理是指生物處理法，以去掉廢水中大部分有機物。三級處理一般采用過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析、反滲透基生物法等，以去除二級處理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有機物、可導致水體富營養(yǎng)化的無機物，以及各種病毒、病菌等。