制藥行業(yè)CIP清洗站的組成及設(shè)計(jì)要素

摘

要：結(jié)合CIP清洗站的設(shè)計(jì)依據(jù)，重點(diǎn)分析了CIP清洗站的組成，并簡(jiǎn)要闡述了CIP清洗站的設(shè)計(jì)要素，包括清洗站安裝、清洗流程以及CIP清洗站控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：CIP；清洗站組成；清洗站安裝；清洗流程

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引言CIP清洗站俗稱就地清洗系統(tǒng)，是指不用拆開或移動(dòng)裝置，采用一定溫度、一定濃度的清洗液即可對(duì)其清洗，通過外力作用，將與藥品接觸的部分清洗干凈。在制藥行業(yè)中，采用可靠的CIP清洗系統(tǒng)能減少或去除水系統(tǒng)或配料系統(tǒng)中的殘留物質(zhì)。隨著制藥行業(yè)的發(fā)展，為減少因人為因素在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的差錯(cuò)，CIP清洗站已經(jīng)逐漸淘汰了手動(dòng)清洗和半自動(dòng)清洗模式，由全自動(dòng)在線清洗模式取而代之。

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CIP清洗站的設(shè)計(jì)依據(jù)（1）符合新版GMP要求；（2）符合甲方招標(biāo)文件及URS要求；（3）清洗站的定位設(shè)計(jì)是針對(duì)某一固定設(shè)備或系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，如水針車間配料系統(tǒng)的設(shè)備及管道等；（4）具有實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)控CIP運(yùn)行狀態(tài)并記錄其運(yùn)行數(shù)據(jù)；（5）可重復(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)配料系統(tǒng)的清洗，并符合我國新版GMP要求。

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CIP清洗站的特點(diǎn)（1）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝、維護(hù)方便，能有效地對(duì)罐、容器及管道等生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行就地清洗，其整個(gè)清洗過程均在密閉的生產(chǎn)設(shè)備、罐、容器和管道中運(yùn)行，從而大大減少二次污染的機(jī)會(huì)。（2）CIP清洗站的設(shè)計(jì)常采用系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，確保部分設(shè)備既處于CIP清洗中，又不影響正在工作的設(shè)備或系統(tǒng)，可根據(jù)生產(chǎn)需要分為幾路來清洗。既能分區(qū)同時(shí)清洗同一個(gè)或兩個(gè)以上區(qū)域，又能在生產(chǎn)過程中邊生產(chǎn)邊清洗，這樣在生產(chǎn)時(shí)就大大縮短了CIP清洗的時(shí)間。（3）全自動(dòng)的CIP清洗系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測(cè)、添加、排放清洗液，顯示與調(diào)整清洗參數(shù)，運(yùn)行可靠，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，清洗效果好，更符合現(xiàn)代制藥行業(yè)的衛(wèi)生要求。（4）可自動(dòng)切換各工藝參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)清洗時(shí)間、pH值、溫度等參數(shù)。（5）所有操作均可記錄，便于企業(yè)通過GMP認(rèn)證。

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CIP清洗站的組成一套CIP清洗站主要由儲(chǔ)罐、供液泵、回流泵、換熱器、酸堿裝置、閥門、管道管件、控制柜及檢測(cè)儀表等組合而成。CIP清洗站的類別劃分：按是否移動(dòng)，可分為可移動(dòng)式和固定式；按罐體安置形式，可分為臥式和立式；按罐體數(shù)量，可分為單罐、雙罐、多罐。CIP清洗站的儲(chǔ)罐數(shù)量可根據(jù)洗滌劑種類及用戶需求而定。本文以最常用的雙罐配置形式的清洗站為例進(jìn)行說明。3.1

儲(chǔ)罐在雙罐配置形式的清洗站中，其中一臺(tái)為清洗罐，另一臺(tái)為沖洗罐。儲(chǔ)罐一般采用不銹鋼制作，內(nèi)部圓角由過渡焊接而成，其設(shè)計(jì)符合ASME-BPE規(guī)范要求。材質(zhì)的選擇與需要清洗的設(shè)備或管道配套，若需要清洗的設(shè)備或管道為304或者316L材質(zhì)，則配套的清洗罐和沖洗罐也應(yīng)為304或者316L材質(zhì)。儲(chǔ)罐大小以需要清洗的設(shè)備容積來確定，以滿足一次沖洗的水量多少來確定其體積大小。清洗罐根據(jù)生產(chǎn)需求需要配酸、配堿，為開放式容器，故屬于常壓容器。而沖洗罐需要在線滅菌，所以其屬于壓力容器。儲(chǔ)罐形式以立式為宜，有利于自身的清洗及排凈。3.2

供液泵供液泵一般為離心泵，選用衛(wèi)生型開放式葉輪，單端面機(jī)械密封，材質(zhì)為304或316L，以滿足酸、堿清洗的需要，內(nèi)表面機(jī)械拋光，帶下排口，可自排凈，機(jī)械密封采用SiC/SiC。泵流量的選擇：既要滿足ISPE中“流速為1.52m/s”的最低要求，又要滿足設(shè)備噴淋裝置對(duì)流量的要求。保證一定的泵流量是為了確保清洗時(shí)清洗液的流速能夠產(chǎn)生一定的機(jī)械作用，即通過提高流體的湍動(dòng)性來提高沖擊力，保證一定的清洗效果。揚(yáng)程的選擇：泵流量確定以后，依據(jù)伯努利方程，通過管道長(zhǎng)度來計(jì)算管路損失，再加上噴淋裝置需求壓力和泵的安裝高度，即可得到泵的揚(yáng)程。3.3

回液泵回液泵因流體為氣液混合物，故不能選用一般的離心泵，而要選用自吸泵或隔膜泵。泵流量的選擇：依據(jù)供液泵的流量來確定，要大于等于供液泵的流量，保證被清洗設(shè)備或管道中無液體滯留。揚(yáng)程的選擇：泵流量確定以后，依據(jù)伯努利方程，通過管道長(zhǎng)度來計(jì)算管路損失，再加上噴淋裝置需求壓力和泵的安裝高度，即可得到泵的揚(yáng)程。3.4

換熱器為了達(dá)到一定的清洗效果，CIP清洗站一般會(huì)設(shè)置換熱器，給系統(tǒng)的清洗液加熱。換熱器應(yīng)選用衛(wèi)生型換熱器，材質(zhì)為304或316L，滿足酸、堿清洗的需要，內(nèi)表面機(jī)械拋光，可自排凈。3.5

酸堿裝置在藥品生產(chǎn)中，有的裝置用水不易清洗，而需用到酸溶液或堿溶液，以達(dá)到徹底清洗的目的。在CIP清洗站系統(tǒng)中，具有獨(dú)立的加酸系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)，通過測(cè)定在線檢測(cè)儀的電導(dǎo)率以及自動(dòng)控制計(jì)量泵來補(bǔ)充酸、堿量，及時(shí)調(diào)整酸罐、堿罐的清洗液濃度，并及時(shí)補(bǔ)充清洗過程中酸、堿的消耗量，以此穩(wěn)定容器或管線內(nèi)清洗液的有效濃度。3.6

閥門直接與物料接觸的閥門一般采用符合GMP要求的衛(wèi)生型隔膜閥，它能耐受150℃高溫，采用快開卡箍接口（接口尺寸與管道系統(tǒng)配套），隔膜閥與介質(zhì)直接接觸的閥體采用不銹鋼材質(zhì)，膜片材質(zhì)采用PTFE/EPDM雙膜片。閥體內(nèi)表面需要拋光，一般的表面粗糙度Ra需≤0.6μm。3.7

管道管件GMP對(duì)管材的選擇有嚴(yán)格要求，要求管道所用材料無毒、耐腐蝕，最主要的是不會(huì)與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或吸附藥品。管件需用衛(wèi)生型薄壁管，與介質(zhì)接觸的部分表面必須平整，以便清潔，降低產(chǎn)生細(xì)菌及其他污染物的風(fēng)險(xiǎn)。管道、管件與介質(zhì)接觸的表面粗糙度Ra需≤0.6μm。3.8

檢測(cè)儀表CIP清洗站的檢測(cè)儀表主要有溫度表、溫度傳感器、壓力表、壓力傳感器、液位變送器、電導(dǎo)率儀、流量開關(guān)。所有與介質(zhì)接觸的儀器儀表，均應(yīng)選用衛(wèi)生型設(shè)計(jì)的儀表，采用卡接形式，能耐酸、堿，并能耐受150℃高溫，不會(huì)對(duì)介質(zhì)產(chǎn)生二次污染，與物料直接接觸的材質(zhì)選用304或316L，儀表接頭符合3D設(shè)計(jì)要求，滿足系統(tǒng)滅菌需求。

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CIP清洗站的安裝在現(xiàn)代制藥行業(yè)中，一般倡導(dǎo)系統(tǒng)的模塊化制作與安裝，清洗站也是如此。一般情況下，在工程制作完成、調(diào)試合格后，再將清洗站運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)。清洗站的制作過程需滿足以下管道安裝要求：（1）焊接為第一選擇，其次為卡接，然后是法蘭連接，螺紋連接是不可接受的；（2）安裝完成后，需對(duì)管道進(jìn)行焊接檢查、死角檢查、斜度檢查、水壓試驗(yàn)、脫脂、酸洗鈍化、系統(tǒng)清洗；（3）系統(tǒng)潔凈保存；（4）封好各進(jìn)、出口，防止被污染。

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清洗流程5.1

CIP清洗站的基本工藝流程CIP清洗站的工藝流程：初洗—循環(huán)加熱—循環(huán)沖洗—終端清洗—滅菌—保壓等。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，CIP清洗站具備自檢、互鎖、報(bào)警功能，以防止清洗過程中對(duì)其他系統(tǒng)造成污染。5.2

清洗順序清水→堿液清洗（加熱循環(huán)）→清水→產(chǎn)品水（一般指純化水或注射用水）清洗。5.3

清洗時(shí)間清洗時(shí)間一般根據(jù)清洗對(duì)象而確定。一般洗滌通常用時(shí)3～5min，用常溫或60℃以上的熱水來洗；堿洗通常用時(shí)5～10min，用含量1%～2%的堿液來洗，清洗溫度一般控制在60～80℃；中間洗滌通常用時(shí)5～10min，用60℃以下的清水來洗；最終淋洗通常用時(shí)3～5min，用產(chǎn)品水來洗。

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CIP清洗站的控制系統(tǒng)在制藥行業(yè)中，根據(jù)設(shè)備工況與生產(chǎn)工藝要求，清洗過程需要進(jìn)行CIP/SIP。在保證操作與驗(yàn)證過程的重現(xiàn)性和有效性的基礎(chǔ)上，可通過HCI（人機(jī)交互）輸入固定的操作模式來實(shí)現(xiàn)CIP/SIP。（1）操作界面：包括工藝流程圖、手動(dòng)-自動(dòng)模式。（2）初洗：沖洗容器內(nèi)或表面上的多數(shù)殘留物質(zhì)。（3）循環(huán)清洗：利用已配置好濃度的清洗液去除系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)物、無機(jī)物、微生物及有害物質(zhì)。（4）終端清洗：采用藥用標(biāo)準(zhǔn)的注射用水來實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的終端清洗，以確保配料系統(tǒng)內(nèi)的殘留物數(shù)量不會(huì)影響下一批次的產(chǎn)品質(zhì)量。（5）SIP：為防止CIP系統(tǒng)微生物的滋生，采取在線滅菌技術(shù)。（6）監(jiān)控：包括歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)、操作記錄、工藝流程等。（7）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：可監(jiān)控溫度、壓力、流量、電導(dǎo)率、pH值等，并進(jìn)行參數(shù)備份，以滿足自檢或GMP認(rèn)證要求。（8）安全報(bào)警模式：設(shè)備操作錯(cuò)誤或出現(xiàn)故障時(shí)