原料药中试车间设计与验证

韩永祥

(江苏宝众宝达药业有限公司，江苏如皋226511）

化学工程

原料药中试车间设计与验证

韩永祥

(江苏宝众宝达药业有限公司，江苏如皋226511）

主要介绍了符合GMP规范的原料药中试车间的设计，采用两套梯度放大，独立单元与流水线相结合，适应多产品多功能的原料药中试生产。车间的布局、洁净区、HVAC系统、纯化水系统、文件验证体系等满足GMP要求。介绍了中试车间建成后成功生产右美沙芬、列格利汀、阿哌沙班等原料药，并于2016年顺利通过美国FDA的现场复审。

原料药；中试车间；梯度放大；验证；GMP

1 原料药中试车间简介

随着我国原料药在美国、欧洲、日本等国际市场的拓展，原料药生产企业和研发企业加大新药、仿制药的研究开发，经过实验室小试到规模生产，需要放大规模进行中试。其目的有：用来验证小试工艺条件，摸索放大效应并调整工艺参数，为后续放大生产的设备选型、操作规范提供指导；研发成功的新产品，在潜在国销售、使用进行注册申报；生产一定量的产品，迅速占领市场；中试设备的投资少，有效降低项目前期投资的风险。

2 设计要求

原料药中试车间设计以生产右美沙芬为主线，兼顾灵活多变的其他产品。设计符合国家医药监督管理局新版GMP的要求，原料药出口到欧洲、美国、日本等市场，满足美国FDA、欧洲EDQM和日本PMDA等规范要求，洁净区洁净度达到D级要求。

中试化工单元反应有缩合、加成、环合、水解、酰化、磺化等一般工艺，也有氧化、氯化、氟化、加氢、硝化、重氮化等高危工艺；化工单元操作如浓缩、结晶、萃取、过滤、离心、干燥等。温度范围在-20℃～300℃，压力范围在-0.1～4.0 MPa。

3 设计过程

3.1 中试规模两套放大梯度的设计

实验室小试规模以100～1000 mL玻璃瓶为主，最大可达到10 L规模。中试用于实验室工艺的考察研究，放大梯度以10～50倍为宜，对于已经掌握其机理放大梯度可到50～100倍。本设计有放大10~30倍梯度小产能生产线和在小产能生产线基础上再放大10倍梯度的大产能生产线两条生产线。

小产能生产线以30～100 L釜为反应独立单元，5～300 L为辅助处理设备，配套的公用工程（冷冻、冷却、蒸汽、热水），采用可移动的储罐、离心机、压滤机等配套设施，快开式接口，使用软管连接。其优点灵活组合，适用性强，缺点是清洗工作量大，操作周期长，生产效率低。用于考察反应机理、放大效应为主，也用于生产销售量kg级、高价值的原料药。

大产能生产线以生产右美沙芬流水线布置，反应单元或操作单元间设备使用固定管道连接，两个单元间采用金属软管和快开式连接。生产线采用500～1500 L的反应釜，50～3000 L的辅助处理设备。其优点为生产过程流畅，设备利用率高，无交叉污染，易操作和能达到一定产量。缺点是切换其他产品时，需要将设备重新组合，管道设施调整费用高。用于放大生产工艺的验证，也可以量产每批数十千克至百千克。

3.2 中试车间功能设计

3.2.1 合成车间功能与布置

中试车间主厂房长48 m，宽15 m，车间跨度6 m，四层框架结构，层高在2.8~4.2 m，设置一般合成反应区、后处理区、洁净区。合成区划分为小产能生产线区和大产能生产线区，各区域间用缓冲间缓冲，人流物流通道分开。四层、三层布置反应釜、处理釜，二层为管道技术夹层，一层为离心、干燥功能间。

北侧辅助厂房宽度为6 m，两层结构，层高4.5 m。设置配电设施、空调机组、纯化水系统和DCS操控间。

在用人单位的分析结果中可以看出，用人单位认为毕业生最需要掌握的软件是基础软件Excel、Word和PPT，需掌握比率高达100%；其次是Spss和Eviews。而其他软件相差不大。因而在统计学课程的教学中，不要过分要求学生掌握所有统计分析方法，在熟练掌握基础办公软件的情况下，对Spss、Eviews、SAS、R等统计软件进行基础概念性知识运用与分析，可以提高学生的综合素质水平，增强专业实践能力，提升日后步入社会的竞争能力。

3.2.2 高危工艺车间功能与布置

高危工艺集中布置在高危工艺车间，与主车间距离35 m，面积400 m2，两层框架结构。车间墙柱为防爆结构，采用轻质彩钢瓦屋顶、有机玻璃窗户、防火门等设计满足泄爆防爆要求，配套氢气、氯气、氨气、氟化氢等气体供应站。

3.2.3 洁净区与HVAC系统

洁净区面积为180 m2，人流和物流分开，配有门禁系统。用于生产非无菌原料药，洁净区按D级要求设计。洁净室的温度为18℃～26℃，相对湿度为45%～65%.，换气次数大于18次/h，同等级的洁净室之间的压差不小于5 Pa，洁净区与室外（换鞋间、外包装间）的压差应不小于12 Pa，同时开启的门采用互锁控制。

洁净区HVAC系统由组合式空调箱、表冷器、加热器、加湿器、臭氧发生器、风机系统及风管系统组成。系统采用新风和回风混合形式，洁净空气气流采用层流分布送入各洁净室后，受污染新风（离心间、干燥间、打粉间、包装间等）直接排出；其余回风返回到空调箱进口再利用，HVAC系统风量采用变频调节，温湿度采用自动调节控制。

3.2.4 纯化水系统

纯化水系统由原水预处理系统、反渗透系统及消毒系统组成。原水取之于市政管网，经过活性炭、袋式过滤器粗滤和超滤的预处理，再通过二级反渗透制备纯化水。纯化水储罐中纯化水由输送泵经在线紫外消毒与臭氧消毒过滤处理后，送至洁净区车间等的纯化水使用点，最后通过循环回路返回纯化水储罐。在纯化水系统中二级反渗透出水、贮罐总出、总回均安装在线电导率仪，当电导率达到规定行动指标时，纯化水返回一级反渗透水贮罐。

3.2.5 验证文件系统

原料药车间厂房、生产设备设施、纯化水系统、洁净区和空调系统进行验证管理，有完整的文件体系。文件体系有支持GMP文件和GMP文件，支持GMP文件有用户需求（URS），采购合同说明书、供应商提供的产品合格证、设计图纸、竣工验证报告等；GMP文件主要有DQ、IQ、OQ、PQ、PV，设备预防性维护计划、维修、回顾总结等。

4 原料药产品生产验证

中试车间于2013年3月建成，先后对右美沙芬、氯苯达诺、列格利汀、阿哌沙班等原料药进行中试放大，同期完成厂房、设备设施的验证。车间于2014年7月通过美国FDA审计，2016年4月通过复审。

4.1 小产能生产线

2014年8月在完成列格利汀的3批次试验批的生产，每批次生产量为6 kg，用于工艺验证，GMP药品注册，申报批文和客户确认。

2015年3月完成阿哌沙班3批次试验批的生产，每批次生产量为1.3 kg，用于工艺验证、GMP药品注册、申报批文和客户确认。

2017年2月完成阿哌沙班3批次试验批的生产，每批次生产量为7 kg，用于美国FDA药品注册，申报批文。

4.2 大产能生产线

2013年8月完成3批次的验证生产，2013年12月完成1800 kg生产销售。2015年完成500 kg生产销售，2016年完成3000 kg生产销售。

2014年2月，在此线经改造完成氯苯达诺3批次的验证生产，完成1500 kg的生产销售。

5 总结

原料药中试车间的设计，采用了小产能生产线与大产能生产线相结合的方式，反应釜规模从30 L到1000 L，梯度放大。小产能生产线反应装置为独立单元，组合搭配，高度灵活。大产能生产线为流水线设计，工艺流畅，生产产量大，生产成本低。两条线设计满足原料药不同放大规模的中试工艺验证、药品注册和小规模生产销售要求。原料药中试车间在厂房布局、洁净区、设施设备、HAVC、纯化水系统、验证文件系统等方面满足GMP规范。建成灵活、适应性广、功能全、投资省的多功能符合GMP的中试车间，能够提高产品研发能力，加速产品的工业化进程，抢占市场，提升企业的核心竞争力，为参与国际市场竞争赢得时间，为医药行业的快速发展提供强劲的推动力。

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Design&Verify of Middle Stage Test Workshop of API

HAN Yong-xiang
（Jiangsu Baozong&Baoda Pharmachem Co.，Ltd.，Rugao，Jiangsu 226511，China）

This article mainly introduced the design of middle stage test workshop of API which conform to the GMP standard，adopted two sets of gradient amplifier，independent units&flow line，adapted to multi-productmulti-function API workshop.It satisfied the requirement of GMP from the layoutofthe workshop，clean area，HAVC system，purified water system，selection of process equipment，document validation system and so on.The workshop had successfully produced dextromethorphan，linagliptin，apixaban and other API production and pastthe FDA Repeataudit in 2016.

API；middle stage test workshop；gradient amplifier；validation；GMP

1006-4184（2017）7-0032-03

2017-04-12

韩永祥（1975-），男，工程师，主要从事原料药生产工艺设计、工程管理与项目改造。E-mail：hyxty@sina.com。