Le processus de nettoyage CIP et les méthodes de vérification des cuves de fermentation en fermentation biologique
Dans les procédés de fermentation biologique modernes, cuve de fermentationL'état d'hygiène des équipements, éléments essentiels de la chaîne de production, influe directement sur la qualité du produit et la sécurité de la production. Afin de garantir l'absence de résidus microbiens et de contamination croisée sur leurs surfaces, la technologie de nettoyage automatisé en place (NEP) est largement utilisée. systèmes de fermentationCet article présentera de manière systématique le flux de processus, le contrôle des paramètres clés et les méthodes de vérification de Nettoyage CIP dans cuves de fermentation, dans le but de fournir des lignes directrices opérationnelles normalisées et scientifiques pour les industries biopharmaceutiques, alimentaires, brassicoles et autres.
I. Objectif et principe du nettoyage CIP
Le NEP (Nettoyage en Place) est une méthode de nettoyage des systèmes permettant un nettoyage interne sans démontage de l'équipement. Son principal objectif est d'éliminer les résidus (tels que les milieux de culture, les métabolites, les micro-organismes, les pyrogènes, etc.) présents sur les surfaces internes de l'équipement, de prévenir la contamination du produit et la prolifération microbienne, et ainsi de garantir la pureté et la stabilité du lot de production suivant.
Le procédé de nettoyage repose sur l'utilisation combinée d'agents nettoyants chimiques (tels que des solutions alcalines ou acides) et d'eau chaude. En contrôlant des paramètres comme la température, la durée, le débit et la concentration, la surface de l'équipement est efficacement rincée et stérilisée.
II. Procédé de nettoyage CIP des cuves de fermentation
Le processus NEP (Nettoyage en Place) se divise généralement en cinq étapes principales : prérinçage, lavage alcalin, lavage acide, désinfection (facultative) et rinçage final. Voici une explication détaillée du processus NEP typique :
1. Prérinçage
- Objectif : Éliminer les résidus solubles et les substances dispersées du réservoir et des canalisations.
Utilisez de l'eau tiède ou de l'eau recyclée (à une température d'environ 35 à 45 degrés Celsius).
Durée : 5 à 10 minutes, selon la taille du réservoir et la quantité résiduelle
L'effluent doit être clair et exempt de matières en suspension visibles.
2. Lavage caustique
- Objectif : Décomposer les substances organiques telles que les protéines et les polysaccharides à l'aide d'une solution alcaline (généralement de l'hydroxyde de sodium NaOH).
On utilise généralement une solution de NaOH à 1 ou 2 %.
La température doit être maintenue entre 70 et 80 degrés Celsius pour favoriser l'action de l'agent nettoyant.
Durée du cycle : 20 à 30 minutes
Des agents complexants (tels que l'EDTA) peuvent être ajoutés pour renforcer le pouvoir décontaminant.
Système de nettoyage automatique CIP MIKEBIO
3. Rinçage intermédiaire
- Objectif : Rincer soigneusement la solution alcaline et ses résidus afin d'éviter les réactions de neutralisation avec les solutions acides suivantes.
Utilisez de l'eau déminéralisée ou de l'eau purifiée
Rincer jusqu'à ce que le pH revienne à la plage neutre (6,5-7,5).
La durée est d'environ 10 à 15 minutes, ou jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de réaction alcaline dans l'effluent.
4. Lavage à l'acide
- Objectif : Éliminer les dépôts inorganiques tels que les sels de calcium et de magnésium, la rouille et le tartre.
Utiliser 0,5 à 1 % d'acide nitrique (HNO₃) ou d'acide phosphorique (H₃PO₄).
La température est de 50 à 60 degrés Celsius
La durée est de 10 à 20 minutes
Le saumurage peut être effectué selon les besoins (tous les procédés ne l'exigent pas).
5. Rinçage final
- Objectif : Éliminer complètement tous les résidus de produits de nettoyage et s'assurer que la surface intérieure du réservoir est propre et exempte de contamination.
Utilisez de l'eau pour injection ou de l'eau purifiée.
Rincer jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de mousse ni de résidus chimiques.
Le point final peut être surveillé en temps réel par la conductivité ou le pH.
6. Désinfection/Stérilisation (facultatif)
Pour certains procédés de fabrication de produits biologiques à forte demande, l'étape SIP (Stérilisation en place) est suivie du CIP.
Stériliser à la vapeur pure à une température de 121 °C pendant environ 30 minutes
Des désinfectants chimiques tels que l'acide peracétique ou l'hypochlorite de sodium peuvent également être utilisés.
III. Contrôle des paramètres clés du nettoyage CIP
Pour un nettoyage efficace, les paramètres clés suivants doivent être contrôlés avec précision :
| Paramètre | Plage suggérée | Fonction |
|---|---|---|
| Température | 50~80℃ | Accélérer les réactions chimiques et dissoudre les résidus |
| débit | ≥1,5 m/s | Créer des turbulences pour renforcer le pouvoir nettoyant |
| Pression | ≥1,5 bar | Assurez une pulvérisation uniforme et une large couverture |
| Temps | 5 à 30 minutes | Ajuster en fonction de la capacité du réservoir et du degré de contamination. |
| PH | Nettoyage acide : 24 ; nettoyage alcalin : 1012 | Évaluer l'efficacité du produit nettoyant |
| conductivité spécifique |
| Déterminer si le produit de nettoyage a été complètement exclu. |
Ces paramètres doivent être ajustés et surveillés automatiquement grâce à des capteurs en ligne et au système de contrôle CIP.
IV. Méthodes de vérification du nettoyage CIP
Pour garantir l'efficacité du processus NEP (Nettoyage en Place), une validation du nettoyage doit être effectuée afin de prouver que chaque NEP répond aux normes d'hygiène attendues. Les méthodes de vérification comprennent principalement :
- inspection visuelle
Vérifiez la présence de résidus, de taches ou de corrosion sur le réservoir et les boules de pulvérisation.
Évaluer préliminairement si l'effet nettoyant répond aux normes
2. Détection de la fluorescence de l'ATP
Détecter l'ATP (adénosine triphosphate) résiduel dans les cellules à la surface de l'équipement
Mesure quantitative rapide des niveaux de contamination microbienne
Si l'unité de fluorescence (RLU) est inférieure au seuil défini, elle est considérée comme conforme.
3. Culture microbienne
Prélevez des échantillons de l'eau de rinçage de la surface nettoyée ou de l'extrémité
Cultiver et observer s'il y a croissance microbienne
La norme courante pour le dénombrement total des colonies (DTC) ou le dénombrement fongique (DTF) est
4. Détection des résidus chimiques
Les résidus de NaOH et d'acide nitrique peuvent généralement être mesurés par conductivité ou par titrage.
C'est particulièrement important lors de la production de médicaments ou de produits protéiques sensibles.
5. Surveillance en ligne de la conductivité et du pH
La conductivité de l'eau de rinçage finale revient au niveau de l'eau d'entrée (par exemple,
La valeur du pH est proche de la neutralité (6,5-7,5), ce qui indique l'absence de résidus d'alcali/acide.
6. Validation des performances du système CIP (PQ)
Y compris le test de couverture de pulvérisation à la boule de pulvérisation (la méthode à l'encre rouge peut être utilisée)
Tests de débit dans les canalisations, vérification des angles morts, etc.
V. Questions fréquentes et suggestions d'optimisation
1. Les recoins difficiles d'accès n'ont pas été nettoyés en profondeur.
Il est recommandé de procéder régulièrement à des évaluations des angles morts du CIP, d'améliorer la conception des canalisations et d'éviter les tés en T et les tuyaux borgnes.
2. Agent de nettoyage résiduel
La durée du rinçage final doit être ajustée en fonction du dosage précédent et de la longueur de la canalisation, et le contrôle de la conductivité doit être renforcé simultanément.
3. Obstruction du tuyau ou endommagement de la boule de pulvérisation
Il est recommandé de procéder régulièrement à l'entretien, au démontage et à l'inspection, et de remplacer les pièces usées.
4. La proportion des produits chimiques est inexacte.
Un contrôle précis doit être obtenu en utilisant le système de préparation automatique de solution CIP ou des capteurs de concentration.
Système pilote de fermentation multi-étapes MIKEBIO pour la nutrition des plantes
VI. Conclusion
Le système de nettoyage NEP (Nettoyage en Place), essentiel pour garantir la propreté et la stérilité des cuves de fermentation, joue un rôle irremplaçable dans l'industrie de la fermentation biologique. Le processus de nettoyage scientifique et standardisé, associé à des méthodes de vérification rigoureuses, assure non seulement la qualité des produits, mais aussi la conformité aux exigences des BPF (Bonnes Pratiques de Fabrication), des normes FDA (Food and Drug Administration) et autres réglementations relatives au nettoyage des équipements. Grâce à l'amélioration de l'automatisation et de la numérisation, les systèmes NEP deviendront plus intelligents et plus performants, offrant ainsi une garantie solide pour la production biologique.
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