金永保 曹燕秋 周立法

（森松集团（中国），上海201323）

0 引言

随着近20年来我国医药工业的蓬勃发展，“生物医药”作为一门新兴产业早已为人们所重视。生物发酵（反应）指的是从工程菌或工程细胞的大规模培养，一直到产品的分离、纯化的过程。其中，生物发酵罐（器）作为设备是化学工程的一个分支，它涉及到“洁净流体的输送与混合”、“热量的传递”、“物质的传递”等一系列化工原理和过程。在发酵（培养）的过程中，无论是悬浮培养，还是采用微载体培养，既要保持一个无污染的纯种培养环境，又要充分保证培养过程中氧的供给。不管使用的是机械搅拌，还是气升式搅拌，都要使罐内的流体充分均匀混合，既保障“传热”、“传质”过程的顺利进行，又不损伤娇嫩的工程菌或工程细胞。

在生物培养界定的洁净无菌区范围内所有的设备、零部件、系统等都应按卫生级标准进行设计、制造和安装调试。本文依据ASME BPE SD-5对其应遵循的几项准则作一介绍与描述。

1 生物发酵工艺上游系统的设计

1.1 生物反应器和发酵罐

在本文中，“发酵罐”和“生物反应器”两词可互换。生物反应器或发酵罐是一套用于微生物、植物、哺乳动物或昆虫细胞培养的罐体系统。

在生物反应器的无菌范围或区域内，应被设计成可清洗和能够控制生物负荷的系统。生物反应器界定的无菌范围或区域应至少包括以下范围，如图1、图2所示。

图1 发酵罐的无菌界定范围

图2 生物反应器的无菌界定范围

（1）罐体内部。

（2）从过滤元件到罐体及任何已安装的隔断阀之间的进气管道。……