Der CIP-Reinigungsprozess und die Verifizierungsmethoden von Gärtanks in der biologischen Fermentation
In modernen biologischen Fermentationsprozessen GärtankDa es sich um Kernausrüstung handelt, beeinflusst deren Hygienezustand unmittelbar die Produktqualität und die Produktionssicherheit. Um sicherzustellen, dass sich keine mikrobiellen Rückstände und keine Kreuzkontaminationen auf der Oberfläche der Ausrüstung befinden, wird die automatisierte In-situ-Reinigung (CIP)-Technologie häufig eingesetzt. FermentationssystemeDieser Artikel stellt systematisch den Prozessablauf, die wichtigsten Parametersteuerungs- und Verifizierungsmethoden vor. CIP-Reinigung In GärtanksZiel ist es, standardisierte und wissenschaftliche Betriebsrichtlinien für die biopharmazeutische Industrie, die Lebensmittelindustrie, die Brauereiindustrie und andere Branchen bereitzustellen.
I. Zweck und Prinzip der CIP-Reinigung
CIP ist ein Systemreinigungsverfahren, das die interne Reinigung ohne Demontage der Anlage ermöglicht. Hauptzweck ist die Entfernung von Rückständen (wie Kulturmedien, Stoffwechselprodukte, Mikroorganismen, Pyrogene usw.) von den Innenflächen der Anlage, um Produktverunreinigungen und mikrobielle Vermehrung zu verhindern und somit die Reinheit und Stabilität der nächsten Produktionscharge zu gewährleisten.
Das Reinigungsverfahren basiert auf der kombinierten Anwendung chemischer Reinigungsmittel (wie alkalischer oder saurer Lösungen) und heißem Wasser. Durch die Kontrolle von Parametern wie Temperatur, Zeit, Durchflussrate und Konzentration wird die Geräteoberfläche effektiv gespült und sterilisiert.
II. CIP-Reinigungsverfahren für Gärtanks
Der CIP-Prozess gliedert sich im Allgemeinen in fünf Hauptschritte: Vorspülen, Alkaliwäsche, Säurewäsche, Desinfektion (optional) und abschließendes Spülen. Im Folgenden wird der typische CIP-Prozess detailliert erläutert:
1. Vorspülen
- Ziel: Lösliche Rückstände und verstreute Substanzen aus dem Tank und den Rohrleitungen zu entfernen.
Verwenden Sie warmes Wasser oder recyceltes Wasser (mit einer Temperatur von etwa 35 bis 45 Grad Celsius).
Zeit: 5 bis 10 Minuten, abhängig von der Größe des Tanks und der Restmenge
Das Abwasser sollte klar und frei von offensichtlichen Schwebstoffen sein.
2. Ätzmittelwäsche
- Ziel: Organische Substanzen wie Proteine und Polysaccharide durch eine alkalische Lösung (typischerweise Natriumhydroxid NaOH) zu zersetzen.
Üblicherweise wird eine 1- bis 2%ige NaOH-Lösung verwendet.
Die Temperatur sollte auf 70 bis 80 Grad Celsius eingestellt werden, um die Wirksamkeit des Reinigungsmittels zu fördern.
Zykluszeit: 20 bis 30 Minuten
Zur Verbesserung der Dekontaminationsleistung können Komplexbildner (wie z. B. EDTA) hinzugefügt werden.
MIKEBIO automatisches CIP-Reinigungssystem
3. Zwischenspülung
- Ziel: Die alkalische Lösung und ihre Rückstände gründlich auszuspülen, um Neutralisationsreaktionen mit nachfolgenden Säurelösungen zu verhindern.
Verwenden Sie deionisiertes oder gereinigtes Wasser.
Spülen Sie so lange, bis der pH-Wert wieder im neutralen Bereich (6,5-7,5) liegt.
Die Zeit beträgt ungefähr 10 bis 15 Minuten oder bis keine alkalische Reaktion mehr im Abwasser stattfindet.
4. Säurewäsche
- Ziel: Entfernung anorganischer Ablagerungen wie Kalzium- und Magnesiumsalze, Rost und Zunder.
Verwenden Sie 0,5 bis 1%ige Salpetersäure (HNO₃) oder Phosphorsäure (H₃PO₄).
Die Temperatur beträgt 50 bis 60 Grad Celsius.
Die Dauer beträgt 10 bis 20 Minuten.
Das Beizen kann nach Bedarf durchgeführt werden (nicht alle Prozesse erfordern es).
5. Abschließendes Spülen
- Ziel: Sämtliche Rückstände von Reinigungsmitteln vollständig zu entfernen und sicherzustellen, dass die Innenfläche des Tanks sauber und frei von Verunreinigungen ist.
Verwenden Sie Wasser für Injektionszwecke oder gereinigtes Wasser.
Spülen Sie so lange, bis kein Schaum und keine chemischen Rückstände mehr vorhanden sind.
Der Endpunkt kann in Echtzeit über Leitfähigkeit oder pH-Wert überwacht werden.
6. Desinfektion/Sterilisation (optional)
Bei einigen anspruchsvollen Biologika-Prozessen folgt auf den SIP-Schritt (Sterilisation vor Ort) die CIP-Reinigung.
Mit reinem Wasserdampf bei einer Temperatur von 121 °C etwa 30 Minuten lang sterilisieren.
Chemische Desinfektionsmittel wie Peressigsäure oder Natriumhypochlorit können ebenfalls verwendet werden.
III. Steuerung der wichtigsten Parameter für die CIP-Reinigung
Für eine effektive Reinigung müssen die folgenden Schlüsselparameter genau kontrolliert werden:
| Parameter | Empfohlener Bereich | Funktion |
|---|---|---|
| Temperatur | 50~80℃ | Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen erhöhen und Rückstände auflösen |
| Durchflussrate | ≥1,5 m/s | Durch die Erzeugung von Turbulenzen wird die Reinigungsleistung erhöht. |
| Druck | ≥1,5 bar | Gleichmäßiges Sprühen und großflächige Abdeckung gewährleisten. |
| Zeit | 5–30 Minuten | Die Einstellung erfolgt je nach Größe des Tanks und dem Grad der Verschmutzung. |
| PH | Säurereinigung: 24; Laugenreinigung: 1012 | Spiegelt die Wirksamkeit des Reinigungsmittels wider |
| spezifische Leitfähigkeit |
| Prüfen Sie, ob das Reinigungsmittel vollständig ausgeschlossen wurde. |
Diese Parameter müssen automatisch über Online-Sensoren und das CIP-Regelsystem angepasst und überwacht werden.
IV. Verifizierungsmethoden für die CIP-Reinigung
Um die Wirksamkeit des CIP-Prozesses sicherzustellen, muss eine Reinigungsvalidierung durchgeführt werden, um nachzuweisen, dass jeder CIP-Prozess die erwarteten Hygienestandards erfüllt. Zu den Verifizierungsmethoden gehören im Wesentlichen:
- Sichtprüfung
Prüfen Sie, ob sich Rückstände, Flecken oder Korrosion am Tank und an den Sprühkugeln befinden.
Treffen Sie eine vorläufige Beurteilung darüber, ob die Reinigungswirkung den Standards entspricht.
2. ATP-Fluoreszenzdetektion
Nachweis des restlichen ATP (Adenosintriphosphat) in den Zellen auf der Oberfläche des Geräts
Schnelle quantitative Messung des mikrobiellen Kontaminationsgrades
Wenn der RLU-Wert (Fluoreszenzeinheit) unter dem festgelegten Schwellenwert liegt, gilt er als qualifiziert.
3. Mikrobielle Kultur
Nehmen Sie Proben des Spülwassers von der gereinigten Oberfläche oder vom Ende.
Kultivieren und beobachten, ob mikrobielles Wachstum stattfindet.
Der gängige Standard für die Gesamtkeimzahl (TAMC) bzw. die Pilzzahl (TYMC) beträgt
4. Nachweis chemischer Rückstände
Die Rückstände von NaOH und Salpetersäure können üblicherweise durch Leitfähigkeitsmessung oder Titration bestimmt werden.
Dies ist besonders wichtig bei der Herstellung empfindlicher Arzneimittel oder Proteinprodukte.
5. Online-Überwachung von Leitfähigkeit und pH-Wert
Die Leitfähigkeit des letzten Spülwassers entspricht wieder dem Wert des Zulaufwassers (z. B.
Der pH-Wert liegt nahe im neutralen Bereich (6,5-7,5), was darauf hindeutet, dass keine Alkali-/Säurerückstände vorhanden sind.
6. Validierung der Systemleistung von CIP (PQ)
einschließlich des Sprühkugel-Sprühabdeckungstests (die Methode mit roter Tinte kann verwendet werden)
Durchflussprüfung in Rohrleitungen, Überprüfung von Totzonen usw.
V. Häufig gestellte Fragen und Optimierungsvorschläge
1. Die unzugänglichen Ecken wurden nicht gründlich gereinigt.
Es wird empfohlen, regelmäßig CIP-Totstellenbewertungen durchzuführen, die Rohrleitungsplanung zu verbessern und T-Stücke sowie Blindrohre zu vermeiden.
2. Reinigungsmittelrückstände
Die abschließende Spülzeit sollte entsprechend der vorherigen Dosierung und der Länge der Rohrleitung angepasst werden, und gleichzeitig sollte die Leitfähigkeitsüberwachung verstärkt werden.
3. Verstopfung der Leitung oder Beschädigung der Sprühkugel
Es wird empfohlen, regelmäßige Wartungsarbeiten, Demontagen und Inspektionen durchzuführen und verschlissene Teile auszutauschen.
4. Das Verhältnis der Chemikalien ist ungenau.
Eine präzise Steuerung sollte durch den Einsatz des automatischen CIP-Lösungsvorbereitungssystems oder von Konzentrationssensoren erreicht werden.
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VI. Schlussfolgerung
Das CIP-Reinigungssystem ist als wichtiges Mittel zur Sicherstellung der Reinheit und Sterilität von Fermentationsbehältern in der biologischen Fermentationsindustrie unverzichtbar. Der wissenschaftliche und standardisierte Reinigungsprozess sowie strenge Prüfmethoden gewährleisten nicht nur die Produktqualität, sondern erfüllen auch die Anforderungen von GMP, FDA und anderen Vorschriften zur Anlagenreinigung. Mit zunehmender Automatisierung und Digitalisierung werden CIP-Systeme intelligenter und effizienter und bieten somit eine solide Grundlage für die biologische Produktion.
Andererseits, bei der Auswahl eines Bioreaktor-FermenterUm die Produktqualität zu gewährleisten, ist es notwendig, einen zuverlässigen Hersteller mit gutem Ruf und entsprechender Leistungsfähigkeit zu finden. Jiangsu Mike Biotechnology Co., Ltd. wurde 2008 gegründet und ist ein Hightech-Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Anlagen zur biologischen Fermentation spezialisiert hat. Unser Unternehmen verfügt über eine Pilotfermentationsplattform mit integrierter Intelligenz und Automatisierung sowie ein ausgereiftes Fermentationssystem. Dieses ermöglicht die Optimierung des Pilotfermentationsprozesses, die Inbetriebnahme aller Prozessschritte von der Pilotfermentation bis zur Trennung und Reinigung der Fermentationsprodukte und die Einrichtung einer Doktorarbeitsstation sowie eines modernen Labors.
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