淺析生物制藥工藝設計中PFD

吳友何

【摘要】本文總結生物制藥工藝設計中，PFD的應用、及繪制標準與方法，以供設計同行參考。

【關鍵詞】生物制藥；雞胚活疫苗原液；PFD

【中圖分類號】R4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1671-8801（2015）05-0024-01

1 總述

PFD--Process Flow Diagram--工藝流程圖，包含了主要的工藝流程，關鍵控制方案，有關物料平衡數(shù)據(jù)、能量數(shù)據(jù)以及操作條件（如操作壓力、操作溫度）等。

在生物制藥工藝設計中，PFD能直觀表達出生產(chǎn)工藝流程、工藝設備及輔助系統(tǒng)的要求。在完成PFD和P&ID之前，首先要做出該項目的管道等級表和圖例。這是繪制PFD和P&ID的基礎。管道等級表包含了物料代號，管道命名規(guī)則，表達格式，壓力等級，不同介質(zhì)的管道材質(zhì)，管道連接方式等。而圖例則是對PFD和P&ID中所表示的一些常規(guī)圖形的描述，如閥門表示，管線，泵的表示等，這里就不作詳細描述了。

2 PFD的繪制及注意事項

生物制藥生產(chǎn)的特點是房間多，設備多，操作步驟多，不連續(xù)，因此，在繪制PFD的時候，除了滿足相關的規(guī)范和繪制PFD的基本要求外，還需要把主要操作房間，主要生產(chǎn)設備及物料流向等直觀清晰的表示出來。下面我們以獸用雞胚活疫苗原液生產(chǎn)為例，來舉例說明。

獸用雞胚活疫苗原液生產(chǎn)流程：用蛋盤接收來自卡車的SPF雞蛋后，用蛋車轉(zhuǎn)移到暫存間暫存。使用時，蛋車和雞蛋經(jīng)過消毒，去預孵化器孵化9～11日，在無菌條件下將毒種接入，之后在后孵化器中繼續(xù)培養(yǎng)3～5日，培養(yǎng)完成后收獲病毒原液。收獲的病毒原液置冷庫冷藏備用。

從圖中，我們需要注意以下幾點：一是通過管道的物料，都用實線箭頭表示，如廢液排放等，不通過管道直接連接的步驟都用虛線箭頭表示。二是不同的操作房間都用虛線方框表示出來了，這樣每一步操作對應了什么房間，該房間有什么主要工藝設備都一目了然。比如暗室功能是用來照蛋，如果用人工操作，該房間內(nèi)設備就是幾張工作臺，操作人員在工作臺上用照蛋燈檢測孵化雞蛋是否合格。在PFD繪制中，也需要清晰的表達出來，具體圖中表示就是暗室中放置一個工作臺。再比如，種毒制備間，生產(chǎn)主要工藝設備就是生物安全柜，因此，我們在表示該房間操作的時候，畫出了生物安全柜的示意，和生物安全柜內(nèi)的基本操作。病毒毒種從低溫冰箱取出來以后，先在培養(yǎng)箱進行培養(yǎng)，而后在生物安全柜的保護下進行操作，圖中畫出了簡單示意。三是主要工藝設備配套的公用工程管線，在圖中也要表示出來，但是不需要具體表示管徑、材質(zhì)等參數(shù)。比如預孵化器，從圖中就能直接讀出需要儀表空氣（IA）、純化水和20℃的冷卻水。四是設計人員可以將物料衡算的結果和圖紙相結合。比如在雞胚活苗生產(chǎn)過程中，從卡車接收雞蛋一批為20000枚，那么，去預孵化器的雞蛋也是20000枚，預孵化后，按照死亡率30%計算，則合格雞蛋剩余14000枚。則進入后孵化的雞蛋為14000枚，廢棄雞蛋6000枚，破碎后去滅菌柜滅菌后轉(zhuǎn)移到固體廢棄物站。按照每個雞蛋收獲病毒原液10ml計算，則14000枚雞蛋共計收獲原液140L。這個計算過程，設計人員可以以表格的形式表示在PFD中。

通常來說，PFD的出圖都在1號圖紙上，如果采用2號或3號圖，需要延長時，其長度盡量不要超過1號圖的長度。PFD流程圖繪制中，一般只需要畫出與生產(chǎn)流程有關的主要設備，不畫輔助設備及備用設備。作用相同的并聯(lián)或串聯(lián)的同類設備，一般只表示其中的一臺（或一組），而不必將全部設備同時畫出。設備大小可以不按比例畫，但其規(guī)格應盡量有相對的概念。

PFD在繪制過程中，需要隨著設計的深入不斷的完善。隨著設計的深入，操作步驟會逐漸細化，流程上會研究得更加細致。比如初步設計中，蛋車是從卡車接收后直接到后孵化箱。設計過程中，通過不斷的討論，修改，確定了從卡車接收的蛋盤，放上蛋車去預孵化，因為后孵化涉及到接毒，操作環(huán)境帶有活毒，所以蛋車進行了交換。在PFD圖中，不同的蛋車，不同的房間，也清晰的體現(xiàn)了出來，使讀圖者一目了然。

3 總結

在生物制藥工藝設計中，PFD是貫穿始終的非常重要的設計文件。雖然相對于大化工設計要求來說更簡單，但是不同于普通合成藥或中藥提取的流程，生物制藥的流程更加繁瑣，對每一步的要求更加細致。因此，在繪制PFD的過程中，對物料的走向，管道的連接，房間的功能要區(qū)分得更加細致，要做到清晰明了。

參考文獻：

[1]《化工工藝設計手冊》（第四版）

[2]《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（2010版）

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