生物制药工厂工艺设计

1生物药物：是利用生物体、生物组织、细胞或其成分等材料，综合应用生物学、医学、物理化学和工程学以及药学的原理与方法研制而成的一大类用于预防、诊断、治疗和康复保健的医用制品。

2生物制药工厂工艺设计：是指工艺工程师在一定工程目标的指导下，根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划，制定方案，对生物制药工厂进行扩建与技术改造时，从事的一种创造性工作。

3工艺设计：是生产原理、生产工艺、流程、参数、制造方法、设备选型、物料、能量平衡和提出公用工程需求等全套技术的总称。

4交叉污染：是指通过人员往返、工具传送、物料运输和空气流动等途径，使原辅料或产品受到其他原辅料或产品的污染。

也指因人员、器具、物料、空气等不恰当的流动，使洁净度级别低的区域的污染物进入洁净度级别高的区域造成的污染。

5劳动定额：是指在一定的生产条件下，为生产合格产品所预先规定的劳动消耗量标准。

6工艺设计：是一项复杂而细致的工作，包括工艺流程设计、工艺设备布置、管道设计、辅助设施、向非工艺专业提出条件、设计说明、概算等诸多内容，与其他专业关系十分密切，例如总图、建筑、结构、安装、设备、供排水、通风采暖、电气和仪表等。

此外，环保、消防、劳动安全卫生、节能、工程经济和总概算也包含一部分工艺设计的措施和内容。

7物料消耗定额：是在制造单位成品或完成单位工作量时，对各种物质的消耗所规定的限制数量。

三种方法：经验统计法、技术计算法及实际查定法。

8经常储备：指定期对生产补充供应原材料，以满足生产需要。

9基本预备费：指在项目设施中可能发生的难以预料的支出，需要事先预留的费用，又称工程建设不可预见费，主要指设计变更及施工过程中可能增加工程量的费用。

10生物安全问题：指作出各种努力以减轻或消除由于生物技术和其产物所造成的各种潜在风险。

1生物制药工厂工艺设计的具体对象是设计一个新的生物制药工厂，包括生产与辅助车间及设施，或对已有的工厂进行扩建、改建。

一般包括总体设计与局部设计。

凡是设计范围涉及整个工厂的，称总体设计。

凡是设计的范围不涉及整个工厂的全部内容，而只是其中的某些部分或某一部分，称局部设计。

2生物制药工厂工艺设计的基本过程包括工艺包设计（基础设计）和工程设计两个阶段。

工艺包设计通常是由专利商或具有工艺技术的工程公司的工艺专业主导来承担，提供工程公司作为工程设计的依据。

工程设计通常又划分为工艺设计、基础工程设计和详细工程设计三部分。

3生物制药工厂洁净厂房污染控制包括尘粒控制和微生物控制，尤以微生物控制最重要。

4尘粒控制和微生物控制又包括三个方面：①污染源控制；②散播过程控制；③交叉污染控制。

5厂区区域划分为生产厂房、公用系统、辅助车间、储运系统、办公区、生活设施。

6根据生物制药工厂组成和生产性质将厂区划分为生产区、辅助生产区、行政管理区和生活区。

7进行厂房集中布置时，应注意：①应满足生产工艺要求，并考虑扩建和工艺改革的可能性；②要有消除生产上相互影响的有效措施；③能适应建筑结构、设备基础及施工的要求；④应充分考虑在一个车间内更换品种轮换生产的可能性。

8厂房集中布置的几种形式：一是水平方面合并，即将几个生产性质相近的车间工序合并或串联。

二是垂直方向上合并，即采取单层改多层，这样厂房内部平面路线和运输路线由垂直方向所取代.三是混合方向合并，即单层与多层合并。

9工艺设计的基本要求：①生物制药工厂工艺设计要严格按照GMP要求进行设计，要确保工厂投产后，能生产出符合质量要求的合格药品。

②采用的工艺技术应与资源条件、经济发展和管理水平相适应，与项目的建设规模、产品方案相适应。

10工艺设计基本原则：①尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟的国内外最新技术成果。

②经济合理。

③合理选择工艺流程和设计指标。

④重视环境保护，减少污染。

11工艺设计依据：①任务下达通知单；②业主提供的资料，包括：工艺规程、生产岗位操作方法、12原辅料和成品的规格和包装形式以及质量标准等；③与业主签订的会议纪要；④业主对工艺设计的要求；⑤业主确认或有关部门审查意见。

13确定工艺流程的依据：①产品的剂型和质量要求；②原料的组成和性质；③投资、规模和技术装备水平；④产品工艺规程；⑤包装材料的要求；⑥原料的要求
18工艺管道设计的依据：①工艺管道及仪表流程图；②工艺设备布置图(平面图，剖面图)；③设备安装图；④设备总装图。

19热原的除去方法：高温法、酸碱法、吸附法、离子交换法、凝胶过滤法、反渗透法和超滤法、蒸馏法。

14设备计算通常分两阶段进行，第一阶段的设计内容是计算，确定计量和储存设备的容积以及决定这些容积型设备的尺寸和台数等。

第一阶段设备设计完成后，即可开展工艺流程图的设计，并在工艺流程图设计的基础上完成水、电、气等能量的计算，决定反应器和单元操作所需参数，如传热面积、过滤面积等，并对相关设备进行设计或选型，对工艺流程进行修改和充实。

15工艺流程图由物料流程、图例和必要的文字说明组成。

主要内容：①将设备外轮廓以一定比例画出，并标明设备位号；②画出设备的物料及水、汽、压缩空气、真空、冷冻等管线和流动方向；③画出设备和管道上的主要阀门及管路附件；④画出重要的控制点；⑤必要的文字说明，如废水、废气及半成品、副产品的去向等。

16车间工作人员主要包括生产工人、辅助生产工人、管理人员、工程技术人员和勤杂人员。

17车间工艺布置基本原则是使生产流程顺畅，工序衔接合理，尽量缩短物料的运输距离，充分考虑设备安装、操作和维护、检修的方便，以满足总图和其他专业对车间布置的要求以及GMP关于厂房与实施的有关要求。

20阀门分类根据其在管路中的作用不同，有截止阀、节流阀、止回阀、安全阀、减压阀等；根据阀的结构形式不同，有闸阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、衬里阀等；根据阀门的材料不同可分为不锈钢阀、铸钢阀、塑料阀等。

21发酵过程管道连接方式三种：螺纹连接、法兰连接和焊接。

22管道及仪表流程图（PID）是用图示的方法把工艺流程和所需要的全部设备、机器、管道、阀门、管件和仪表表示出来。

23管道布置设计原则：①管道布置设计必须符合管道及仪表流程图的设计要求，并应做到安全可靠、经济合理，并满足施工、操作、维修等方面的要求；②管道布置必须遵守安全及环保的法规，以便管道布置能满足安全生产的要求；③管道布置应满足热胀冷缩的柔性要求；
④管道布置应严格按照管道等级表和特殊件表选用管道组成件。

24物料衡算是根据质量守恒定律确定原料和产品间的定量关系，计算出原料和辅助材料的用量，各种中间产品、副产品、成品的产量和组成以及三废的排放量。

25根据所划定的衡算体系分为三种：①过程总衡算，对一个制药过程进行物料衡算；②设备衡算，对一个生物制药设备进行物料衡算；③结点衡算，对物流的混合点或分支点进行衡算。

26根据衡算的目标分为三种：①物料的总衡算，对总物料进行衡算；
②组分衡算，对某组分进行衡算；③元素衡算，对某元素进行衡算。

27生物药物生产车间包括发酵车间、提取车间和制剂车间。

28设备选型和工艺设计原则：合理性、先进性、安全性、经济性。

氨基酸生产方法有水解提取法、化学合成法、微生物发酵法以及酶转换法
29根据不同的性状和要求，药品的干燥大致可采用下述两类方法：一类是从水溶液直接喷雾干燥成为颗粒；另一类是溶液经结晶、过滤后将结晶物进行干燥，如真空干燥、气流干燥，热敏性药物常采用冷冻干燥。

30喷雾干燥设备类型：压力喷雾干燥法，气流喷雾干燥法，离心喷雾干燥法
31工艺的安全性包括：①在设计条件下能够安全运转；②偏离设计条件时也能安全处理并恢复原来的生产条件；③确立安全的快速启动或停车办法。

32清洁生产的内容包括三方面：一是清洁的能源；二是清洁的生产过程；三是清洁的产品
33废渣处理技术：化学法，焚烧法，热解法，填埋法。

34植物细胞生物反应器（机械搅拌式、气升式、鼓泡式、填充床、流化床、膜反应器等）动物细胞反应器（气升式、中空纤维管、通气搅拌）固定化酶和固定化细胞生物反应器（间歇式搅拌反应器、连续流动搅拌、填充床、流化床、循环等）
35工艺物料管路配管设计①培养基进料管路②移种管路③补料管路
36工艺过程阐述的内容：①产品、产品方案及设计规模②生产方法、工艺过程及流程简述③工艺物料计算④工艺能量计算⑤工艺设备选型与计算⑥车间区域和工艺设备布置⑦车间管道系统和工艺管道系统⑧存在问题及处理意见。

37施工图设计说明书设计依据①初步设计审批文件的文件号和内容，其他重要来往文件及会议记要等②对初步设计的变更、修改和补充的说明和文件③其他有关工艺专业施工图设计的技术资料来源的名称和内容。

38废水处理分三级：一级处理通常是采用物理方法或简单的化学方法除去水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物，以及调节废水pH 值等。

二级处理是指生物处理法，以去掉废水中大部分有机物。

三级处理一般采用过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透基生物法等，以去除二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化的无机物，以及各种病毒、病菌等。