智能化过程控制软件控制的生物制药设备——Bilfinger公司的下属子公司Bilfinger工业技术公司开发了一种满足GAMP5标准要求的全新自动化解决方案。该解决方案设计为一个完整的软件包，包括了适用于药品配方和逻辑控制的所有软件组成部分。
文/ Peter Gauger, Wolfgang Sommeregger

萨尔茨堡Bilfinger工业技术公司拥有60多年管道建设和设备制造经验,具有为生物技术和制药技术领域中的用户提供最先进的、满足GMP药品生产质量管理规范的不锈钢设备研发、设计和生产制造以及技术服务的能力。该公司的业务范围涵盖工程设计、自动化、生产制造和装配、验收以及维护保养。产品包括生物反应器和发酵罐、用于生产液体无菌药物的管道系统和下游工序中使用的CIP/SIP原位清洁和原位消毒系统等。
借助于“打包”技术，该公司能够将设备制造成可以便于运输的预制单元，从而大大缩短了用户建设项目的施工工期。这种流程工艺设备单元既可以是机械化的、机电一体化的生产制造单元也可以是全自动的自动化生产制造单元。这些设备都是在奥地利萨尔茨堡市生产制造的，在那里，这些设备单元可以预制和组装成体积为几立方米的成套系统。除了机械和电气领域中的核心技术之外，Bilfinger公司几年里一直将提高自动化和智能化的生物技术领域中设备的配套、打包技术作为自己的研发重点。

最新一代的生物制药设备
Bilfinger公司易于使用的自动化解决方案是为了满足GAMP5标准的要求而开发的。这一解决方案将药品生产配方和逻辑控制所需的所有必要软件都打包在一个软件包内。生物反应器的应用是建立在经过认证的不同生物技术标准组件的基础之上的应用，并符合GAMP5和21 CFR Part 11等技术标准的要求，可以大大减少认证审核的工作量。在编程控制时，设备制造商采用了公认的行业标准IEC 61131-3中认可的西门子TIA Portal工业自动化平台，从而确保了高质量和高稳定性的设备系统运行。通过可以灵活扩展的硬件和软件满足用户的自定义设置。另外，这一设备系统还可以使用其他生产厂家的控制装置。因此，这一自动化解决方案可以毫不费力地集成到用户现有的设备系统中去。
另外，这一系统中还包含了一个符合ISA-88批量控制标准的配方控制系统。这就使生产设备能够实现过程控制并对所有生产单元同时或者依次进行驱动控制、调整，从而实现同步化生产。
由于使用了与SCADA数据采集和监控系统相兼容的用户操作界面，因此系统的操作使用也非常方便。监视、分析、控制和数据采集的系统是专门针对生物制药过程而开发的。HMI用户界面是与可用性专家共同开发的，使用起来非常直观。
可以用不同的方法实现所有过程变量的可视化，也可以用自由配置的虚拟仪表盘的方式来显示这些过程变量。利用这种虚拟仪表盘就能够一目了然地监控所有监控参数。

从kLa体积溶氧系数到生物反应器杀菌消毒
可以由用户自行配置的趋势显示功能提供了分析过去和现在的过程变量数据的可能性。重要的过程变量都可以轻松地整合到一起，并作为趋势分析图形保存起来。
集成在系统中的另一个工具能够自动的测定kLa体积溶氧系数，这大大地简化了生物反应器的性能描述。kLa体积溶氧系数又称为体积传质系数，是表示生物反应系统气体从气相到液相过渡的一个重要指标。全自动的过程控制包含了测定kLa体积溶氧系数所需的所有步骤，例如：利用氮气脱氧、设置过程参数、记录饱和曲线、计算kLa体积溶氧系数值等。这种方法的优点是可以根据不同的参数和培养基测定出kLa体积溶氧系数，并且可以由操作者独立完成。
也可以利用F0法对生物反应器进行杀菌消毒，F值是整个加热消毒过程，包括加热、保温和冷却阶段所有杀菌效果之和的衡量指标。F0法减少了杀菌消毒过程中所用原材料的消耗，并提高了密封件和探头的使用寿命。
另外，这一基础型的自动化控制软件也构成了与Bilfinger公司“质量控制”平台Qubicon的接口。这一质量控制平台把所有过程设备的数据都汇总到一起，可以实时地将这些数据应用过程比较，以便及早地发现和避免错误。Qubicon平台还计算各个过程指标数据、集成过程监控和扩展过程控制用的软件传感器。新的自动化解决方案和可以添加自动化控制软件的Qubicon平台从战略层次上扩展了Bilfinger工业技术公司的产品和服务范围，为日常生产过程中的智能化生物处理技术奠定了坚实的基础。