CIP（Cleaning-in-Place）/SIP（Sterilization-in-Place）生物反应器是集成在位清洗与灭菌功能的生物制药关键设备，用于确保反应器及管路系统的无菌状态，符合GMP规范。
系统通过自动化程序实现高效去污（残留物＜1μg/cm²）和灭菌（SAL≤10⁻⁶），适用于抗体、疫苗等无菌生产工艺。
一、设备组成
1. 清洗灭菌单元：多路分配阀组（连接酸/碱/注射用水管路） 、高温灭菌罐（121℃饱和蒸汽发生器）
2. 执行系统：旋转喷淋球（覆盖率＞95%）、双座隔膜阀（防交叉污染）
3. 监测模块：电导率仪（清洗剂浓度检测）、温度压力传感器（F₀值实时计算）
4. 控制系统：PLC程序（预设CIP/SIP协议）、电子记录（符合21 CFR Part 11）
二、工作原理
1. CIP阶段：
- 预冲洗：80℃注射用水冲淋5min
- 碱洗：1% NaOH循环20min（流速1.5m/s）
- 酸中和：0.5% HNO₃循环15min
2. SIP阶段：
- 预热：100℃蒸汽置换空气
- 灭菌：121℃维持30min（F₀≥15）
- 冷却：无菌空气保压干燥
三、设计方法
1. 流体动力学设计：管路湍流设计（雷诺数＞4000）、死角控制（L/D＜2）
2. 材料兼容性：316L不锈钢表面Ra≤0.8μm 、EPDM密封件（耐酸碱/高温）
3. 系统验证：清洗效果验证（TOC＜500ppb） 、生物指示剂挑战试验（Geobacillus stearothermophilus）
四、操作流程
1. 预处理：排空反应器残液 → 安装CIP/SIP专用管路
2. 自动化运行：选择预设程序（如"发酵后深度清洗"） → 实时监控电导率/TOC达标
3. 灭菌验证：放置生物指示剂（10⁶孢子/片）→ 培养48h确认无菌生长
五、维护保养
1. 日常维护：检查喷淋球旋转状态 、验证蒸汽疏水阀功能
2. 定期维护：每月更换清洗剂过滤器 、季度校准温度探头（±0.5℃）
3. 关键维护：年度压力容器检测 、密封圈每500次循环更换
