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admin 342d2cc409 docs: 新增光甘草定中试项目技术规格书

2026-09-10 09:22:08 +08:00

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光甘草定（Glabridin）发酵生产中试项目技术规格书

文档类型：工艺技术规格书（Process Technical Specification）项目代号：GGCD-project 生产规模：发酵工作体积 1000 L（中试 / Pilot Scale）

项目	内容
文档编号	GGCD-SPEC-001
版本	V1.0（草案）
密级	内部
编制
审核
批准
生效日期

修订记录

版本	日期	修订内容	修订人
V1.0		初版发布

总则
项目概述
产品与质量标准
工艺总流程
种子扩培工段
发酵工段
分离纯化工段
溶剂回收工段
物料平衡
主要设备清单
公用工程
洁净区与中试车间布局
自控与仪表
质量控制与检测
安全、环保与职业健康
验证与确认
偏差、变更与记录
技术澄清项
附录

1. 总则

1.1 目的

本规格书用于规定以工程化微生物发酵法生产中试规模（1000 L 发酵工作体积）光甘草定（Glabridin）的工艺路线、工段划分、关键工艺参数、设备要求、质量控制及安全环保要求，作为中试装置设计、设备采购、安装调试、工艺验证及试生产的依据。

1.2 适用范围

本规格书适用于 GGCD-project 中试车间的以下四个工段：

工段一：种子扩培（Seed Expansion）
工段二：发酵（Fermentation）
工段三：分离纯化（Separation & Purification）
工段四：溶剂回收（Solvent Recovery）

本规格书不适用于后续商业化放大设计，放大设计须另行编制。

1.3 编制依据

《药品生产质量管理规范》（GMP，2010 年修订）
《药品生产质量管理规范附录：原料药》
GB 50457《医药工业洁净厂房设计标准》
GB 50160《石油化工企业设计防火标准》
GB 50016《建筑设计防火规范》
GBZ 1《工业企业设计卫生标准》
《危险化学品安全管理条例》
ICH Q3C《残留溶剂指导原则》
ICH Q7《原料药 GMP 指南》
企业内部控制标准及同类产品工艺开发报告

1.4 术语与缩略语

缩略语	英文全称	中文含义
GGCD	Glabridin	光甘草定
OD600	Optical Density at 600 nm	600 nm 吸光度（菌体浓度）
DO	Dissolved Oxygen	溶解氧
DCW	Dry Cell Weight	细胞干重
YPD	Yeast Extract Peptone Dextrose	酵母浸出粉胨葡萄糖培养基
CIP	Clean In Place	在线清洗
SIP	Sterilize In Place	在线灭菌
PW / WFI	Purified Water / Water for Injection	纯化水 / 注射用水
DCS	Distributed Control System	集散控制系统
PLC	Programmable Logic Controller	可编程逻辑控制器
HPLC	High Performance Liquid Chromatography	高效液相色谱
VOC	Volatile Organic Compounds	挥发性有机物
RSD	Relative Standard Deviation	相对标准偏差

2. 项目概述

2.1 产品简介

光甘草定（Glabridin）是从甘草中分离得到的异黄烷类黄酮化合物，具有美白、抗炎、抗氧化等生物活性，广泛用于化妆品及功能食品领域。本项目采用合成生物学路线，通过工程化酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵法生产，摆脱对甘草植物资源的依赖。

项目	内容
中文名	光甘草定
英文名	Glabridin
CAS 号	59870-68-7
分子式	C₂₀H₂₀O₄
分子量	324.37
外观	白色至类白色结晶性粉末
生产菌种	工程化酿酒酵母（基因工程菌，含 GGCD 生物合成途径）
碳源	葡萄糖（补料分批）
诱导剂	半乳糖（GAL 启动子诱导）

2.2 生产规模

参数	设计值	备注
发酵罐公称容积	1500 L
发酵工作体积	1000 L	装料系数约 0.67
设计批次产量（粗品）	≥ 1.0 kg	以发酵效价 2.0 g/L 计
成品纯度	≥ 98%（HPLC）
设计年运行批次	60 批/年	双班制，按需调整
年产能（成品）	约 60–70 kg/年	中试规模

2.3 工段划分

┌──────────┐   ┌──────────┐   ┌──────────────┐   ┌──────────────┐
│ 种子扩培  │──▶│   发酵    │──▶│  分离纯化     │──▶│  溶剂回收     │
│ (工段一)  │   │ (工段二)  │   │  (工段三)     │   │  (工段四)     │
└──────────┘   └──────────┘   └──────────────┘   └──────────────┘
     ▲                                                  │
     └──────────────── 回收溶剂循环利用 ◀───────────────┘

3. 产品与质量标准

3.1 成品质量标准（草案）

检验项目	方法	标准
性状	目视	白色至类白色结晶性粉末
鉴别	HPLC 保留时间 / MS	与对照品一致
含量（纯度）	HPLC（外标法）	≥ 98.0%
有关物质	HPLC	单一杂质 ≤ 0.5%，总杂 ≤ 2.0%
残留溶剂	GC（ICH Q3C）	乙醇 ≤ 5000 ppm，乙酸乙酯 ≤ 5000 ppm
水分	卡尔费休法	≤ 0.5%
灼烧残渣	炽灼法	≤ 0.2%
重金属	原子吸收 / ICP-MS	≤ 10 ppm
微生物限度	平皿法	需氧菌 ≤ 10³ cfu/g，霉菌酵母 ≤ 10² cfu/g
粒度	激光粒度仪	D90 ≤ 50 μm（按客户要求）

3.2 中间体控制指标

中间体	控制指标
一级种子液	OD600 ≥ 4.0，无杂菌污染
二级种子液	OD600 ≥ 8.0，纯度 ≥ 95%（镜检）
发酵液	效价 ≥ 2.0 g/L，残糖 ≤ 5 g/L，OD600 ≥ 60
提取浓缩液	光甘草定含量 ≥ 30%（HPLC 面积归一）
层析洗脱液	目标峰纯度 ≥ 85%
结晶粗品	纯度 ≥ 95%

4. 工艺总流程

4.1 工艺流程框图

flowchart TD
    A[工作种子库<br/>甘油管 -80°C] --> B[摇瓶活化<br/>250 mL / 2 L]
    B --> C[一级种子罐<br/>50 L]
    C --> D[二级种子罐<br/>200 L]
    D --> E[发酵罐<br/>1500 L / 1000 L工作体积]
    E -->|补料: 葡萄糖/半乳糖| E
    E --> F[固液分离<br/>离心/膜过滤]
    F --> G[细胞破碎<br/>高压均质]
    G --> H[溶剂提取<br/>乙酸乙酯/乙醇]
    H --> I[减压浓缩]
    I --> J[大孔树脂层析]
    J --> K[硅胶柱层析]
    K --> L[结晶 / 重结晶]
    L --> M[真空干燥]
    M --> N[粉碎 / 包装]
    H -.废溶剂.-> O[溶剂回收工段]
    J -.洗脱溶剂.-> O
    K -.洗脱溶剂.-> O
    O -.回收溶剂回用.-> H

4.2 流程说明

种子扩培：工作种子库菌种经摇瓶活化、两级种子罐逐级扩大培养，获得足量、高活力的接种种子液。
发酵：在 1000 L 发酵罐中进行补料分批培养，控制温度、pH、溶解氧及补料速率，积累光甘草定，发酵结束后放罐。
分离纯化：发酵液经固液分离收集菌体，破碎后以有机溶剂提取，再经浓缩、树脂层析、硅胶层析、结晶及干燥获得高纯度成品。
溶剂回收：对提取、层析工序产生的含醇/酯废溶剂进行蒸馏回收，回收溶剂回用于生产，降低单耗与废液排放。

5. 种子扩培工段

5.1 工艺流程

工作种子（甘油管，−80 °C）→ 摇瓶一级活化（250 mL）→ 摇瓶二级扩培（2 L）→ 一级种子罐（50 L）→ 二级种子罐（200 L）→ 移种至发酵罐。

5.2 培养基配方

培养基	组成	灭菌条件
摇瓶种子培养基	YPD：酵母浸粉 10 g/L，蛋白胨 20 g/L，葡萄糖 20 g/L	121 °C，20 min
一级种子培养基	YPD + 微量元素	121 °C，20 min（糖单独灭菌）
二级种子培养基	YPD + 微量元素 + 消泡剂 0.1%	121 °C，20 min（糖单独灭菌）

5.3 关键工艺参数

参数	一级种子罐	二级种子罐
公称容积	50 L	200 L
工作体积	30 L	100 L
接种量	摇瓶 2 L（约 6–7%）	一级种子 30 L（约 30%）
培养温度	30 ± 0.5 °C	30 ± 0.5 °C
pH	5.5 ± 0.2（NH₄OH/H₃PO₄ 控制）	5.5 ± 0.2
通气量	0.5–1.0 vvm	0.5–1.0 vvm
搅拌转速	150–300 rpm	120–250 rpm
DO	≥ 20%	≥ 20%
培养时间	12–16 h	12–16 h
移种标准	OD600 ≥ 4.0	OD600 ≥ 8.0

5.4 过程控制与接受标准

每级种子移种前取样镜检，确认无杂菌污染、细胞形态正常。
移种采用无菌压缩空气/氮气压送，移种管路 SIP 灭菌。
一级/二级种子罐具备温度、pH、DO、消泡在线检测及自动控制。
种子液滞留时间不得超过规定上限，否则降级或废弃。

6. 发酵工段

6.1 工艺流程

二级种子液按 10%（v/v）接种至 1000 L 发酵工作体积 → 分批培养至葡萄糖耗尽 → 补料分批阶段（葡萄糖限制性流加）→ 诱导阶段（半乳糖诱导）→ 效价达标后放罐。

6.2 发酵培养基

组分	浓度	作用
葡萄糖	20–40 g/L（初始）	碳源
酵母浸粉	10 g/L	氮源/生长因子
蛋白胨	20 g/L	氮源
(NH₄)₂SO₄	5 g/L	无机氮源
KH₂PO₄ / K₂HPO₄	3 / 1 g/L	缓冲/磷源
MgSO₄·7H₂O	1 g/L	镁源
微量元素（Fe/Zn/Mn/Cu 等）	适量	辅因子
维生素（生物素、泛酸钙等）	适量	生长因子
消泡剂	0.05–0.1%	抑泡

补料液：葡萄糖 500–600 g/L（含微量元素），诱导期加入半乳糖至终浓度 5–20 g/L。

6.3 关键工艺参数

参数	设计值	控制方式
发酵罐公称容积	1500 L	—
工作体积	1000 L	—
接种量	10%（100 L）	压差移种
培养温度	30 ± 0.5 °C（生长）；诱导期 25 ± 0.5 °C	夹套循环水温控
pH	5.5 ± 0.2	NH₄OH / H₃PO₄ 自动流加
DO	≥ 20%（不低于 20%）	通气 + 搅拌级联控制
通气量	0.5–1.0 vvm	质量流量计控制
罐压	0.02–0.05 MPa	背压阀
残糖	0–5 g/L（补料期）	葡萄糖在线分析/流加反馈
发酵周期	144–168 h	—
放罐标准	效价 ≥ 2.0 g/L，残糖 ≤ 5 g/L	取样 HPLC + 生化分析

6.4 发酵过程控制策略

生长阶段：温度 30 °C，pH 5.5，DO 联动搅拌与通气维持在 20–40%。
补料阶段：当初始葡萄糖耗尽（DO 反弹）后启动指数/恒定流加，维持残糖 0–5 g/L，避免 Crabtree 效应产乙醇。
诱导阶段：OD600 达设定值后加入半乳糖诱导，降温至 25 °C，延长产物积累期。
放罐：效价连续两次取样达标或达到设定周期后放罐。

6.5 染菌防控

发酵罐及管路每批 SIP（121 °C，30 min），接种前保压检漏。
空气经 0.22 μm 除菌过滤器，蒸汽过滤器定期完整性检测。
定期取样涂平板及镜检，发现染菌立即评估并按规定处理。

7. 分离纯化工段

7.1 工艺流程

发酵液 → 固液分离（碟片离心/陶瓷膜）→ 菌体收集 → 高压均质破碎 → 溶剂提取 → 减压浓缩 → 大孔树脂层析 → 硅胶柱层析 → 结晶/重结晶 → 真空干燥 → 粉碎包装。

7.2 各单元操作参数

单元	关键参数	控制指标
固液分离	碟片离心机 ≥ 8000 rpm 或陶瓷膜 0.2 μm	菌体回收率 ≥ 96%
细胞破碎	高压均质 800–1200 bar，2–3 遍	破碎率 ≥ 95%
溶剂提取	乙酸乙酯/乙醇，料液比 1:3–1:5，温度 40–50 °C，提取 2–3 次	提取率 ≥ 92%
减压浓缩	真空度 −0.08～−0.095 MPa，温度 ≤ 50 °C	浓缩至规定体积
大孔树脂层析	D101/AB-8，乙醇梯度洗脱（30%→70%→95%）	收率 ≥ 88%，纯度 ≥ 70%
硅胶柱层析	石油醚/乙酸乙酯梯度洗脱	收率 ≥ 82%，纯度 ≥ 90%
结晶	乙醇/甲醇体系，降温结晶	收率 ≥ 85%，纯度 ≥ 95%
真空干燥	≤ 50 °C，真空度 ≤ −0.09 MPa	水分 ≤ 0.5%

7.3 溶剂与物料

溶剂	用途	安全等级
乙酸乙酯	提取	甲类易燃（Exd II BT4）
乙醇	提取/洗脱/结晶	甲类易燃
石油醚	硅胶层析	甲类易燃
甲醇	结晶（如适用）	甲类易燃/有毒

7.4 纯化过程控制

各层析步骤以 TLC/HPLC 跟踪，按纯度切峰收集。
洗脱溶剂集中收集送溶剂回收工段。
结晶母液回收套用或送回收工段，减少损失。

8. 溶剂回收工段

8.1 工艺流程

含醇/酯废溶剂 → 预处理（过滤/中和）→ 间歇/连续精馏 → 塔顶回收溶剂 → 塔釜残液处理 → 回收溶剂检验合格后回用。

8.2 主要回收溶剂及指标

溶剂	回收方式	回收率	回收纯度	回用要求
乙醇	精馏	≥ 95%	≥ 95%（v/v）	检验合格回用于提取/洗脱
乙酸乙酯	精馏	≥ 90%	≥ 98%	检验合格回用于提取
石油醚	精馏	≥ 90%	≥ 90%	回用于层析

8.3 关键工艺参数

参数	设计值
精馏塔类型	填料塔/板式塔（间歇或连续）
操作方式	常压或减压精馏
塔顶温度	按溶剂沸点控制（乙醇 78 °C，乙酸乙酯 77 °C）
回流比	1–3（按分离要求调整）
加热方式	蒸汽加热（再沸器）
冷凝方式	循环冷却水/冷冻水冷凝
回收溶剂储罐	按溶剂种类专罐专用，标识清晰

8.4 控制与安全

精馏系统全程防爆设计，设置温度、压力、液位联锁及超压泄放。
回收溶剂按批检验（纯度、水分、不挥发物），合格后方可回用。
塔釜残液作为危险废物委外处置，不得直接排放。

9. 物料平衡

9.1 单批物料平衡（设计基准）

以发酵液 1000 L、效价 2.0 g/L（光甘草定总量 2.0 kg）为基准。

工序	光甘草定输入 (kg)	收率	光甘草定输出 (kg)	累计收率
发酵液	—	—	2.00	—
固液分离（菌体收集）	2.00	96%	1.92	96.0%
破碎 + 溶剂提取	1.92	92%	1.77	88.3%
大孔树脂层析	1.77	88%	1.55	77.7%
硅胶柱层析	1.55	82%	1.27	63.7%
结晶精制	1.27	85%	1.08	54.2%
干燥/包装	1.08	98%	1.06	53.1%

说明：上表为设计目标值，实际收率以中试验证数据为准。综合收率设计目标 ≥ 50%，单批成品（纯度 ≥ 98%）≥ 1.0 kg。

9.2 主要原辅料单耗（估算）

物料	单批用量	备注
葡萄糖	约 120–180 kg	含补料
酵母浸粉/蛋白胨	约 30–40 kg
半乳糖	约 10–20 kg	诱导剂
乙酸乙酯	约 500–800 L	部分回收
乙醇	约 800–1200 L	部分回收
石油醚	约 300–500 L	部分回收
纯化水	约 3000–5000 L

10. 主要设备清单

序号	设备名称	规格	数量	材质	备注
1	摇瓶培养箱	30–37 °C，±0.5 °C	1	—	种子活化
2	一级种子罐	50 L，带温控/pH/DO	1	316L	SIP/CIP
3	二级种子罐	200 L，带温控/pH/DO	1	316L	SIP/CIP
4	发酵罐	1500 L，工作 1000 L	1	316L	补料/SIP/CIP
5	补料罐	200 L	2	316L	葡萄糖/诱导剂
6	碟片离心机	≥ 8000 rpm	1	316L	固液分离
7	陶瓷膜过滤系统	0.2 μm	1	316L/陶瓷	可选
8	高压均质机	1000 bar	1	316L	细胞破碎
9	提取罐	1000 L，带搅拌/夹套	1	316L	溶剂提取
10	减压浓缩器	500 L	1	316L	浓缩
11	层析柱	Φ300×1500 mm 等	2–4	316L/玻璃	树脂/硅胶
12	结晶罐	300 L，带夹套/搅拌	1	316L	结晶
13	真空干燥箱	≤ 50 °C	1	316L	干燥
14	粉碎机/筛分机	按粒度要求	1	316L	成品
15	精馏塔	填料/板式	1–2	316L	溶剂回收
16	溶剂储罐	500–2000 L	若干	316L	专罐专用
17	空气压缩机/除菌过滤	0.22 μm	1	—	供气

所有接触物料的设备表面材质应满足 GMP 要求，不锈钢采用 316L，内表面 Ra ≤ 0.6 μm（关键工序）。

11. 公用工程

公用工程	参数	用途
蒸汽	0.3–0.6 MPa（饱和）	灭菌、加热、精馏
热水	60–90 °C（循环）	夹套加热、CIP 热水、干燥
循环冷却水	进水 ≤ 32 °C	冷凝、降温
冷冻水（冷水）	7–12 °C	低温控温、冷凝
压缩空气	0.4–0.7 MPa，无油（工艺气经 0.22 μm 除菌）	通气、气动
氮气	0.3–0.6 MPa，≥ 99.9%	压料、惰化、保护
纯化水（PW）	符合 ChP	配液、CIP 清洗
工艺用水/软化水	按工艺要求	冷却、清洗
电	380 V/220 V，双回路供电	动力、控制系统
尾气处理	VOC 处理装置	环保

公用工程接口位置、管径、压力及流量由设计院依据设备负荷表与本章第 12.8 节接口要求确定。

12. 洁净区与中试车间布局

12.1 设计原则

中试车间按“人流、物流、气流分开，洁净区与一般区严格分区”的原则进行平面布置。
涉及基因工程菌操作的区域满足生物学隔离要求，洁净区与一般区、防爆区与非防爆区之间满足物理隔离要求。
产品直接暴露的工序（结晶、干燥、粉碎、包装）设置于洁净区内，其余密闭/封闭工序设于一般生产区。
车间具备 24 小时连续运行能力，空调净化系统、温控系统、监控系统按冗余（N+1）配置。

12.2 洁净区划分与洁净等级

区域	洁净级别	相对压差	温度/湿度	主要工序
菌种保藏/摇瓶区	D 级背景 + 生物安全柜	相对负压	20–25 °C / 45–65%	菌种活化、摇瓶
种子扩培区	一般生产区（封闭系统）	—	按工艺（30 °C 控温）	一/二级种子罐
发酵区	一般生产区（封闭系统）	—	按工艺（30/25 °C 控温）	发酵、补料
提取/层析区	一般生产区（防爆）	—	常温，通风	提取、浓缩、层析
精制/结晶区	D 级	相对正压	20–25 °C / 45–65%	结晶、重结晶
干燥/粉碎/包装区	D 级	相对正压	20–25 °C / 45–65%	干燥、粉碎、内包
溶剂回收区	一般生产区（防爆）	—	常温，防爆通风	精馏、储罐
微生物/中控实验室	BSL-2 相应区域	相对负压	20–25 °C	检验、监测

洁净级别最终按产品用途（化妆品/药用原料）及法规要求确定；非无菌原料药暴露工序一般不低于 D 级。

12.3 中试车间功能分区与布局

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        中试车间（示意）                        │
│  ┌────────────┐   ┌────────────┐   ┌──────────────────────┐  │
│  │ 菌种/摇瓶   │   │ 种子扩培   │   │       发酵区          │  │
│  │ (D+生物柜) │──▶│ 50L/200L   │──▶│      1500L 发酵罐     │  │
│  └────────────┘   └────────────┘   └──────────┬───────────┘  │
│                                               │              │
│  ┌────────────┐   ┌────────────┐   ┌──────────▼───────────┐  │
│  │ 精制/结晶   │◀──│ 提取/层析   │◀──│      固液分离/破碎     │  │
│  │   (D级)    │   │  (防爆)     │   │                      │  │
│  └─────┬──────┘   └─────┬──────┘   └──────────────────────┘  │
│        │                │                                    │
│  ┌─────▼──────┐   ┌─────▼──────┐   ┌──────────────────────┐  │
│  │ 干燥/包装   │   │  溶剂回收   │   │ 公用工程间（水电气/冷热）│  │
│  │   (D级)    │   │  (防爆)     │   │                      │  │
│  └────────────┘   └────────────┘   └──────────────────────┘  │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘

功能分区：菌种区、发酵区、纯化区、精制包装区、溶剂回收区、公用工程区、仓储区、质检区。
洁净区设置人员更衣缓冲（一更/二更/风淋）与物料气闸/传递窗。
防爆区集中布置，设置泄爆面、防爆墙及独立通风系统。

12.4 生物学隔离与物理隔离要求

生物学隔离（针对基因工程菌）

生产菌为基因工程酿酒酵母，按相应生物安全等级管理，操作区域保持相对负压或密闭。
发酵尾气经 0.22 μm 疏水除菌过滤器过滤后排放，防止重组微生物气溶胶逸散。
发酵废液、废菌体、废渣经灭活处理（121 °C、30 min 湿热灭活或等效化学消毒）后方可进入后续处理。
菌种操作、取样、接种在生物安全柜或超净工作台内进行，废弃物分类收集并高压灭菌。
车间排水设独立收集与消毒单元，防止重组菌随污水外排。

物理隔离

洁净区与一般生产区之间设实体隔断，通过气闸/缓冲间连接，压差梯度明确（洁净区相对正压，产尘/生物操作区相对负压）。
防爆区与非防爆区之间设防火墙分隔，防火分区面积满足 GB 50016。
洁净区墙面、地面、吊顶采用不产尘、易清洁、耐腐蚀材料（彩钢板、环氧自流平、圆弧角处理）。
公用工程管线、排水地漏设置防倒灌与空气阻断，防止交叉污染。

12.5 人流、物流与气流组织

流线	组织方式
人流	更衣（一更/二更）→ 风淋 → 洁净区；退出设缓冲，单向流
物流	物料经外清/传递窗/气闸进入；成品经专用通道出，避免交叉
气流	洁净区采用初效+中效+高效（HEPA）三级过滤，非单向流/局部单向流
压差	洁净区 > 缓冲 > 一般区；生物操作区/产尘区保持相对负压
废弃物	专用密闭容器、专用通道，先灭活后外运

12.6 暖通空调与 24 小时恒温控制

空调净化系统（HVAC）24 小时连续运行，关键机组按 N+1 冗余配置，配备备用电源/发电机。
洁净区温度控制 20–25 °C、相对湿度 45–65%，换气次数按洁净级别确定。
发酵工段由独立温控循环水系统（热水/冷冻水夹套循环）实现 30 °C / 25 °C 恒温，控制精度 ± 0.5 °C，24 小时不间断。
设置在线温湿度监测与超限报警，空调系统故障自动切换备用机组。
排风系统对防爆区、生物操作区、产尘区独立设置，经处理后排放。

12.7 远程监控系统

采用 PLC/DCS + SCADA 架构，集成发酵、纯化、溶剂回收及公用工程数据。
支持远程监控：通过专线/VPN 加密访问，可在办公室、手机 APP 或 Web 端实时查看工艺参数、设备状态与报警。
关键参数（温度、pH、DO、压力、液位、电导率等）实时采集，超限自动声光报警并推送短信/APP 通知。
配置视频监控（CCTV），覆盖发酵区、纯化区、溶剂回收区及主要出入口。
数据本地服务器 + 异地备份双存储，满足 GMP 数据完整性与审计追踪要求。
网络安全满足等级保护要求，远程访问具备身份认证、权限分级与操作日志。

12.8 CIP / SIP 系统

CIP（在线清洗）

步骤	清洗介质	条件
预冲洗	回收水/纯化水	常温
碱洗	1–2% NaOH	80 ± 5 °C，循环 20–30 min
中间冲洗	纯化水	至中性
酸洗	0.5–1% 硝酸/磷酸	60–80 °C，循环 15–20 min
终冲洗	纯化水（PW）	在线电导率/pH 合格
吹干	洁净压缩空气	—

CIP 系统覆盖种子罐、发酵罐、补料罐、提取罐、层析柱、管路及储罐。
在线监测电导率、pH、温度、流量，清洗记录可追溯；按清洁验证确定残留限度。

SIP（在线灭菌）

种子罐、发酵罐、补料系统及移种管路采用纯蒸汽 SIP，121 °C、30 min（或 F₀ ≥ 15）。
罐体及管路设多点温度探头，验证冷点温度；SIP 后保压检漏。
空气过滤器、取样阀、补料口等设独立灭菌接口，保证无菌边界完整。

12.9 公用工程接口要求

接口	参数	接口位置/备注
供水（纯化水）	符合 ChP，≥ 0.2 MPa	配液、CIP 终冲洗
供水（工艺/软化水）	常温，按需	冷却、预冲洗
热水	60–90 °C，循环	夹套加热、CIP 热水
冷水（冷冻水）	7–12 °C，循环	发酵降温、冷凝、结晶
循环冷却水	≤ 32 °C	冷凝器、公用换热
蒸汽	0.3–0.6 MPa 饱和	SIP、加热、精馏
压缩空气	0.4–0.7 MPa 无油，工艺气除菌	通气、气动、吹干
氮气	0.3–0.6 MPa，≥ 99.9%	压料、惰化、保护
电	380 V/220 V，双回路	动力、控制、UPS
排水	清污分流，生物废水先灭活	环保处理

13. 自控与仪表

13.1 控制系统

发酵工段采用 PLC + 上位机 SCADA 或 DCS，实现温度、pH、DO、补料、消泡的自动控制与数据记录。
关键参数具备超限报警、联锁与数据追溯（审计追踪）。
分离纯化及溶剂回收工段采用 PLC 控制，精馏系统具备安全联锁。

13.2 在线检测仪表

仪表	测点	精度要求
温度传感器（Pt100）	各罐/塔	± 0.5 °C
pH 电极	种子罐/发酵罐	± 0.05
DO 电极	发酵罐	± 2%
质量流量计	通气/补料	± 1%
压力变送器	各罐/塔	± 1%
液位计	储罐/塔釜	± 2%
在线葡萄糖分析仪	发酵罐	—
尾气 O₂/CO₂ 分析仪	发酵尾气	—

13.3 数据与追溯

所有批次数据自动采集并存档，满足 GMP 数据完整性（ALCOA+）要求。
电子记录具备权限管理与审计追踪。

14. 质量控制与检测

14.1 检测能力配置

仪器/方法	用途
HPLC（C18 柱，UV 检测）	效价、纯度、有关物质
GC（顶空）	残留溶剂
卡尔费休水分仪	水分
原子吸收 / ICP-MS	重金属
微生物限度检查	微生物
镜检/平板	染菌监测
激光粒度仪	粒度

14.2 取样点与频次

工序	取样点	频次
种子扩培	各级种子液	移种前
发酵	发酵液	每 12 h 及放罐
提取	提取液/浓缩液	每批
层析	洗脱液	分段
结晶	结晶粗品	每批
成品	成品	每批全检

14.3 质量标准

按第 3 章执行；中控指标按第 3.2 节执行。

15. 安全、环保与职业健康

15.1 安全

乙醇、乙酸乙酯、石油醚、甲醇等为甲类易燃/有毒溶剂，相关区域按防爆区设计（Exd II BT4 及以上）。
溶剂储罐区、精馏区设置可燃气体报警、静电接地、氮封及消防设施。
发酵罐带压操作，设置安全阀/爆破片及压力联锁。
高压均质、离心等转动设备设置防护罩与急停。

15.2 环保

废溶剂优先回收回用；不可回收残液作为危险废物委外处置。
发酵废液经灭活后进入污水处理系统，达标排放。
有机废气经冷凝/吸附/焚烧（VOC 处理）后达标排放。
菌体废渣按生物废弃物规定灭活处理。

15.3 职业健康

溶剂作业岗位配备防毒面具、防护手套、护目镜及局部排风。
定期进行职业危害因素检测与员工健康监护。
现场设置洗眼器、应急喷淋及急救设施。

16. 验证与确认

验证类别	内容
设计确认（DQ）	设备/系统设计符合本规格书要求
安装确认（IQ）	设备安装、材质、仪表校准、文件
运行确认（OQ）	空载/水试运行，控制功能、报警、联锁
性能确认（PQ）	带料运行，工艺参数与产品质量
工艺验证（PV）	连续 3 批合格批次验证工艺稳定性
清洁验证	CIP 效果、残留限度、交叉污染控制
分析方法验证	HPLC/GC 等方法学验证

工艺验证批次须满足：效价 ≥ 2.0 g/L、综合收率 ≥ 50%、成品纯度 ≥ 98%、质量稳定、无重大偏差。

17. 偏差、变更与记录

生产过程中出现偏差须及时记录、评估、调查并采取纠正预防措施（CAPA）。
工艺参数、设备、物料、供应商等变更须经变更控制程序审批。
所有批记录、检验记录、设备记录按 GMP 要求保存，保存期限不少于产品有效期后一年。

18. 技术澄清项

18.1 说明

本章汇总项目在设计、采购、施工及验证前需与相关方（业主 / 设计院 / 设备供应商 / 工艺方）澄清的技术事项，作为技术交底、接口确认与商务谈判的依据。澄清结论须书面确认，涉及规格变更时按第 17 章变更控制程序更新本规格书并升版。

18.2 技术澄清项清单

编号	类别	澄清事项	涉及章节/工段	需澄清内容	责任方	期望节点	状态
CL-01	工艺	工程菌株效价与发酵周期	6 发酵	摇瓶/小试实测效价、补料策略、诱导条件	工艺方	设计前	待澄清
CL-02	工艺	分离纯化各步收率与纯度	7 分离纯化	各单元实测收率、层析介质选型	工艺方	设计前	待澄清
CL-03	工艺	溶剂回收方式	8 溶剂回收	间歇/连续精馏、回收率与纯度指标	工艺方/设计院	设计前	待澄清
CL-04	厂房	洁净区等级	12 洁净区	D 级/C 级及产品用途（化妆品/药用）	业主/法规	设计前	待澄清
CL-05	生物安全	生物安全等级与隔离措施	12.4	菌株生物安全等级、尾气/废水灭活要求	业主/安评	设计前	待澄清
CL-06	设备	设备材质与表面粗糙度	10 设备	316L、Ra 要求、关键工序界定	业主/供应商	采购前	待澄清
CL-07	设备	高压均质/离心参数	7.2	破碎压力、遍数、处理能力	工艺方/供应商	采购前	待澄清
CL-08	公用工程	24 h 恒温控制精度与冗余	12.6	温控精度、N+1 方案、备用电源	设计院	设计前	待澄清
CL-09	公用工程	冷/热水与压缩空气负荷	11、12.9	冷量、热量、气量及接口参数	设计院	设计前	待澄清
CL-10	公用工程	纯蒸汽与 CIP 能力	12.8	纯蒸汽产量、CIP 覆盖范围	设计院/供应商	设计前	待澄清
CL-11	自控	远程监控接入方式	12.7、13	VPN/专线/云、网络安全等级	业主/IT	设计前	待澄清
CL-12	自控	数据完整性与审计追踪	13.3	电子记录、权限、备份策略	业主/QA	设计前	待澄清
CL-13	质量	成品质量标准与残留溶剂限度	3、14	纯度、残留溶剂、微生物限度	业主/QA	验证前	待澄清
CL-14	EHS	废水/废气排放标准与灭活方式	15	排放限值、危废处置	业主/EHS	设计前	待澄清
CL-15	EHS	防爆分区范围	15.1	甲类溶剂防爆区划分	设计院	设计前	待澄清
CL-16	法规	注册与合规路径	1.3	化妆品/药用原料注册要求	业主/法规	立项阶段	待澄清

18.3 待确认事项（TBD）

工程菌株具体效价水平及发酵周期以摇瓶/小试数据为准（CL-01）。
分离纯化各步骤收率需中试验证（CL-02）。
溶剂回收精馏塔配置（间歇/连续）需结合溶剂种类与用量确定（CL-03）。
洁净区划分及 GMP 等级需结合产品最终用途（化妆品/药用）确定（CL-04）。

18.4 澄清流程

各方对清单逐项核对，填写澄清意见并注明依据。
澄清会议形成会议纪要，明确结论、责任人与完成时间。
未闭环项纳入项目风险清单跟踪；涉及规格变更的按变更程序执行。
全部澄清项闭环后，本规格书升版为正式版（V2.0）。

19. 附录

附录 A：工艺控制点汇总（CPP / CQA）

类型	项目	控制范围
CPP	发酵温度	30 ± 0.5 °C（诱导期 25 ± 0.5 °C）
CPP	发酵 pH	5.5 ± 0.2
CPP	DO	≥ 20%
CPP	补料残糖	0–5 g/L
CPP	提取温度	40–50 °C
CPP	精馏塔顶温度	按溶剂设定
CQA	成品纯度	≥ 98%
CQA	残留溶剂	符合 ICH Q3C
CQA	水分	≤ 0.5%

附录 B：参考文件

工程菌株构建及发酵工艺开发报告
分离纯化工艺开发报告
溶剂回收工艺开发报告
设备供应商技术资料
相关法规与标准清单

附录 C：技术澄清项

技术澄清项详见第 18 章。

本规格书为草案，所有工艺参数与指标须经中试验证后最终确认。

35 KiB Raw Blame History Unescape Escape