原位清洗（CIP，Cleaning in Place）包括机械和化学过程，主要应用于 制药、化妆品 和食品行业。在两个生产批次之间，罐体、管道和阀门所有与产品接触的表面都会得到清洗——无需事先拆卸。
实践经验和试验表明：机械清洗效果取决于清洗液的流速和湍流程度。此外，清洗液的温度和浓度也会影响清洗速度。因此，这些因素应在设计清洗系统时就加以确定。
产品安全、卫生与效率
CIP 工艺对产品安全和卫生起着核心作用。同时，设备应尽可能高效运行，停机时间尽量短。其中尤为重要的是不断上涨的水和能源成本，以及与各产品相匹配的化学品消耗。
因此，开发清洗工艺的人员必须了解辅料和活性成分的特性，并选择合适的清洗剂。不合适的清洗剂会显著延长清洗时间，甚至导致无法彻底清洗。
清洗的彻底程度取决于许多因素。除污染类型外，还包括与介质接触的表面及其安装方式。同样关键的是角落、边缘、密封布置和低流速区域——例如三通、积液处或罐顶——以及运行条件。
清洗效果取决于哪些因素
- 待清洗设备区域的结构措施（GMP – 良好生产规范)
- 合适的材料选择和材料特性
- 合适的清洗剂
- 正确的清洗条件
CIP 清洗的主要特征
- 管道和阀门中的流速（视横截面而定，1–4 m/s）
- 冲洗时长
- 清洗喷头处的喷淋压力
- 清洗液温度
- 含助剂的碱性清洗液，可使污物颗粒保持悬浮（尽可能低泡）
- 碱洗后进行酸洗，以去除水垢等附着物
- 消毒（SIP 或化学消毒）
- 清洗剂的作用时间和温度
- 设备规模
- 全自动流程确保工艺可重复
- 清洗过程的记录
CIP/SIP 清洗的任务
- 彻底清除产品残留
- 清除生物膜
- 无清洗剂残留
- 设备部件和管道无菌
制药行业 CIP 清洗流程
- 1保压测试首先检查设备的密封性。
- 2抽真空与熔融对于含油脂产品，设备抽真空后，用纯蒸汽熔化产品残留并集中排放。
- 3热水预冲洗热水预冲洗可去除粗大污垢。
- 4碱洗使用 碱性清洗剂进行清洗，必要时添加可使污物颗粒更好保持悬浮的助剂。
- 5热水后冲洗在排空过程中冲洗掉清洗剂和产品残留。
- 6用纯化水（Purified Water）冲洗随后在排空过程中用纯化水冲洗。
- 7酸洗酸性清洗剂可去除水垢和碱垢。
- 8再次用纯化水（Purified Water）冲洗然后再次用纯化水冲洗设备。
- 9SIP – 原位灭菌（Sterilization in Place）对设备区域抽真空，将蒸汽压力调节至正压范围，并排出冷凝水。
- 10干燥最后通过真空使设备干燥，例如借助热的无菌进气。
流程和各步骤时间均可调整，清洗介质的浓度也可变化。此外，还可将清洗剂浓缩液在新配制的溶液中组合成效果最佳的清洗液（叠加清洗）。
原位灭菌（SIP）
原位灭菌是指使用纯蒸汽对工艺装置进行就地灭菌，同样无需拆卸。所有与产品接触的部件都会得到灭菌。
SIP 工艺通常使用饱和纯蒸汽。要达到 121 °C 的灭菌温度，需要约 1 bar 的表压。根据要求，温度会根据蒸汽压力和作用时间进行调节并记录。
待灭菌的设备部件在蒸汽灭菌前应先抽真空。这样就不会形成气囊，温度能够快速、均匀地分布。
集成于工艺装置中的 CIP 系统
工艺装置的所有内表面优先采用原位清洗工艺进行清洗。此时，均质机充当 CIP 清洗液的输送单元。其他配套部件例如：
- 液体吸料软管
- 粉体吸料枪
- 相罐
混合设备的设计应使尽可能多的产品进入目标容器，包括灌装机的进料口。这样残留产品很少，进入废水的量也降至最低。
因此，罐底、刮板和表面，以及均质机后排料管线的长度和坡度，都应设计为尽量不留残余。此外，工艺装置内的所有管道都应纳入 CIP 工艺。
CIP 工艺的附加配套部件不得成为物理、化学或微生物污染源。此外，所有废水接口前设置空气隔断，可防止微生物回流污染。
化妆品设备的清洗工艺
化妆品设备的 CIP 工艺通常包括以下步骤：
- 1热水直排冲洗设备部件和管道以直流方式用热水冲洗。这样产品残留直接进入废水，不会污染 CIP 设备。
- 2碱洗约 70 °C 的碱液循环流动，去除所有可见的产品残留，随后在罐体排空时进行后冲洗。
- 3酸洗与消毒酸性清洗剂溶解水垢。然后热水循环，直至设备部件在规定时间内达到 80–90 °C（热力消毒）。
- 4冷水后冲洗最后，冷的去离子水经清洗喷头循环冲洗，并在排空时进行后冲洗。
这些步骤可以依次进行、重复或省略——每次都可添加或不添加额外的清洗剂。
可选配电导率传感器监测清洗质量（最终冲洗水 < 50 µS/cm，20 °C 时）。
我们 SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH 可为您提供 CIP 和 SIP 设备设计、CIP 流程以及相关工艺设备采购方面的支持。
关于 CIP 和 SIP 系统的常见问题
CIP 和 SIP 有什么区别？
CIP（原位清洗）在不拆卸的情况下清洗罐体、管道和阀门。SIP（原位灭菌）随后同样在不拆卸的情况下，用纯蒸汽对与产品接触的设备部件进行灭菌，通常在 121 °C 下进行。
哪些因素决定清洗效果？
关键因素包括流速（管道中约 1–4 m/s）、清洗液的温度、浓度和作用时间、清洗喷头处的喷淋压力、合适的清洗剂，以及无低流速区域的卫生设计。
典型的 CIP 清洗流程是怎样的？
通常包括热水预冲洗、碱性清洗剂清洗、中间冲洗、用酸性清洗剂去除水垢，以及用纯化水后冲洗——根据要求随后进行 SIP 和干燥。步骤顺序和时间均可调整。
如何检验清洗效果？
例如通过最终冲洗水中的电导率传感器（参考值 < 50 µS/cm，20 °C 时）。全自动、有记录的流程可确保结果可重复。