发酵工厂设计概论.docx

发酵工厂设计概论现代生物制药工厂设计理念姓名：许忠福 学号：201011805125 班级：生工101班1、我国生物制药工厂发展概况新中国成立后，制药工业取得了有目共睹的巨大成绩，1980年全国制药工厂共有800家，到1996年增至8000多家，2004年通过GMP达标的制约工厂有5000多家。尤其是生物制药异军突起，发展迅速。1953年青霉素在上海第三制药厂正式投产，1958年中国最大的抗生素生产厂华北制药厂建成，随后全国各地陆续建成一批抗生素生产厂，主要品种都能生产，不仅能满足国内需求，还能实现出口创汇。改革开放后，各地又建设了一批高新生物制药工厂，开发生产重组乙肝疫苗、痢疾疫苗、甲肝疫苗、狂犬疫苗、干扰素、重组人生长激素、促红细胞生成素、白细胞介素2、各种诊断试剂等产品。我国生物制药企业可分为如下三大类型：1.1 中小型生化制药企业 在20世纪50-60年代逐步建成和发展起来，主要生产脏器制品和生化药物，如从猪胰脏中生产胰酶和胰岛索，从猪脑垂体中生产后叶针、缩宫素和加压素等。到20世纪80年代以后，随着生物分离工程技术的发展与应用，这类企业逐步壮大、整合、发展成为现代生化制药企业，如生产肝素钠和各种治疗酶的常州干红生化制药公司、生产胰岛素及其制剂的徐州万邦生化制药厂和生产玻璃酸钠及其制剂的山东正大福瑞达制药有限公司。1.2 大型微生物制药企业 应用发醉工程和晦工程技术生产抗生素、有机酸、维生素和氨基酸类药物，如生产青霉素v甲、7氨基3去乙酰氧基头孢烷酸(7ADCA)和万古霉素等的华北抗生素制药厂，生产7氨基头抱烷酸(7ACA)、辛伐他汀和美伐他汀的浙江海正药业，生产大观霉素和头孢地嗪的山东鲁抗制药，以及中国维生素产业“四大家族”：东北制药总厂、江苏江山制药、维尔康药业和维生药业。氦基酸工业年生产能力已达20多万吨其生产企业近百家，如湖北八峰氨基酸公司、浙江亚美生物化工股份有限公司、南昌化工(集团)有限责任公司和安徽科苑股份有限公司等。1.3 现代生物工程制药企业 国内目前至少有3000多家单位从事生物工程研究，有200余家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，已上市近30种生物技术药物，主要有基因工程药物、疫苗和单克隆抗体，并开始步人自主创新研发阶段。企业格局正向群落化、集约化转变，形成生物谷、生物城、生物岛等新模式。这类较大型的生产企业有长春生物制品研究所、成都科奥生物工程有限公司、上海生物制品研究所、沈阳三生制药股份有限公司、海南新大洲药业有限公司、长春长生基因药业股份有限公司、安微安科生物工程有限公司、深圳海王药业有限公司、珠海丽珠医药集团股份有限公司、北京四环生物制药有限公司等。2、现代生物制药工厂设计理念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。生物制药工厂工艺设计，不仅要具有一般制药工厂工艺设计知识如生产工艺流程设计、工艺设备布置设计、管道设计以及制药过程原理和设备、药物制剂生产工艺、药品生产质量管理规范、化学工程、药物分离与纯化技术等，而且还要具有生物制药工厂工艺设计的专门知识，如发酵工程、生化工程、基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、抗体工程和生物催化反应器等。生物制药工厂工艺设计除了在确定工艺流程、设备选型、车间设备布置和管线安装时必须遵循相关国家规范、规定和标淮外，还必须严格执行药品生产质量管理规范(简称GMP)有关厂房与设施、设备、物料、卫生、生产管型、质量管理、验证等方面的规定，努力做到技术上先进，经济上合理。生物制药工厂工艺设计是生物制药工厂工程设计的主导设计，工艺专业是主体导)专业，它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设计的作用，但仅有生物制药工艺设计是不可能完成生物制药工厂全部工程设计工作的。也就是说，除了工艺设备及工艺管道外，还包括(房屋)建筑、给排水、采暖通风、供热、供电(照明、动力)、供汽(气)、弱电、火灾报警、自控仪表、工程经济、总图运输、外管等，这些项目都属于非工艺设计项目，这些非工艺设计专业根据工艺专业提出的要求进行设计。因此，无论是生物制药工厂总体设计，还是车间设计，都是内工艺设计和非工艺设计组成的。生物制药工厂工程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。生物制药工厂工程设计一般包括总(整)体设计和局部设计。凡是设计范围涉及整个工厂的称总体没计。如某抗生素厂的总体设计有总平面、工艺、供排水、供电、供汽(气)、暖通、土建等设计以及有关厂址选择、生产检测与控制仪表、环境保护、生产组织与劳动定员、技术经济与概算等内容。总体设计的范围包括了工厂内应该配置的一切单项工程与完整设计，一般包括总平面布置和厂内外运输、生产车间、动力设施(锅炉房、冷冻站、变电站、水泵房等)、辅助生产设施车间(仓库、动物房、质检、制水站、污水处理站)、办公楼等单项工程设计。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。新建厂的设计般属于总体设计。扩建厂、改建厂的设计一般属于局部设计。2.1 生产方法的选择理念2.1.1技术上先进性 就是技术上的先进和经济上的合理可行。具体包括：基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择物料损耗小、循环量少，能量消耗小和回收利用好的生产方法。2.1.2经济可靠性是指所选择的生产方法是否成熟可靠（不成熟的工艺技术，会造成极大的浪费）。因此，对于尚在试验阶段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待，要防止只考虑新的一面，而忽略不成熟、不稳妥的一面，坚持一切经过试验的原则，不允许把未来的生产当作试验工厂进行设计。2.1.3结合国情在工厂设计时不能单从技术观点考虑问题，应结合具体国情例如 ：（1） 消费水平及产品的消费趋势；（2） 设备及电气仪表的制造能力；（3） 原料等供应情况；（4） 环境保护的有关规定和三废排放情况；（5） 劳动就业与生产自动化关系；（6） 资金筹措等情况。具体收集的内容主要有以下几个方面：（1） 国内外生产情况，生产方法及工艺流程；（2） 原料来源及产品应用情况；（3） 试验研究报告；（4） 安全技术及劳动保护措施；（5） 综合利用及三废处理等等。2.2 工艺流程的设计理念1、保证产品质量：保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量要求。2、尽量采用成熟的、先进的技术和设备。努力提高原料利用率，提高劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量消耗，降低生产成本，使工厂建成后能迅速投产，在短期内达到设计生产能力和产品质量要求，并做到生产稳定、安全、可靠。3、尽量减少三废排放量。有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用；对于无法回收利用的，则须进行妥善处理。4、确保安全生产，以保证人身和设备的安全。制定安全生产措施。5、生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。确定整个生产工序或每台设备的各个不同部位要达到和保持的操作条件，选用合适的控制仪表。6、提高设备利用率。确定每个过程或工序的组成，采用多少设备和由哪些设备来完成这一生产过程，以及各种设备之间应如何连接，并明确每台设备的作用和它的工艺参数。2.3 工厂设计工作基本理念1、设计工作要以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观为中心，贯彻落实节能减耗、节水、节地、节材和资源综合利用，积极采用清洁生产和循环利用，从源头减少资源消耗和污染物的产生。2、计工作必须认真进行调查研究。设计的经济技术指标达到或超过国内同类工厂的平均先进水平。3、放思想、积极采用新技术，技术上做到适用性和先进性，经济上合理。尽可能提高劳动生产率，尽量实现机械化、自动化4、合实际，因地制宜，体现通用性和独特性结合，不能千厂一貌；工厂规模、品种，要适应市场；考虑资金来源、建厂地点、时间、三废综合利用的条件，并留有发展余地。5、物工厂设计应考虑微生物发酵的独特要求，注意周围环境的清洁卫生，和厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。食品类发酵工厂，要符合食品卫生法的有关规定充分体现卫生、优美、流畅，并能让参观者放心的原则。6、计工作必须加强计划性，各阶段工作要有明确的进度。3、生物制药工厂工艺设计的主要内容 工艺设计是生物制药工厂工程设计的主要环节，工艺设计的好坏直接影响生产和技术的合理性，并且与建设费用、药品生产质量、产品成本、劳动强度等都有密切的关系。同时，工艺设计又是其他非工艺设计的依据。因此，工艺设计在生物制药工厂工程设计中占有非常重要的地位。工艺设计的主要内容如下。确定生产工艺梳程。进行物料计算。工艺设备选型和计算。车间工艺设备布置。确定劳动定员及生产班制。车间水、电、汽(气)、冷公用工程用量的估算。管路计算和设计。设计说明书的编写概预算的编写。非工艺项目的设计此外，还必须向其他专业提出下列要求。工艺流程、车间布置对总平面布置相对位置的要求工艺对土建、暖通、自控等非工艺专业设计的要求车间水、电、汽(气)、冷用量及负荷要求。工艺用水的水质要求。对排水性质、流量及废水处理的要求。通过工艺设计，应使生物制药工厂在工艺技术、设备布置和选型、劳动组织等方面能保证设计项目投产后正常生产、经济适用，符合GMP，并在产品的数量和质量上达到设计要求。4