內部表面處理

    清洗是一個化學過程，而非機械過程。由于盡量減少機械力和 / 或化學作用對表面造成的降解至關重要，因此在清洗表面時，應施加足夠但不過量的化學濃度、溫度和作用力。

    典型的生物制藥設備表面處理是經過電解拋光的 316L 不銹鋼，平均粗糙度（Ra）約為0.38 微米。這是通過將軋光表面機械拋光至最大表面粗糙度為0.6 微米，然后再進行電解拋光實現的。電解拋光不僅能使表面更加光滑，還能減小微觀峰谷之間的差異。電解拋光后，表面粗糙度通常會降低 50%，達到 15 微英寸，但峰部的平滑處理比實際的 Ra 值更為重要。

    除了表面處理外，還必須仔細關注浸入管、攪拌器聯軸器、擋板附件和噴嘴連接等細節，消除死角和盲端，提供光滑、無縫隙的接頭，并使設備能夠自動排水。

流速 / 湍流

罐體

    如果噴淋球針對特定應用進行了合理設計，那么它在清洗罐體等設備時非常有效。由于清洗是通過噴淋 / 溢流 / 浸泡（化學）作用而非機械（沖擊）力來實現的，因此低壓噴淋通常就足夠了。噴淋球的作用是將清洗液和沖洗液分布到罐體頂部，通過噴淋和降膜的組合濕潤所有表面，并使化學反應得以發生。可能需要在較低位置添加一個可拆卸的噴淋球，以清洗攪拌器、氣體分布器或位于罐體下部的側面安裝噴嘴，但通常情況下，頂部安裝的噴淋球就足夠了。頂部噴淋球應至少位于最高液位上方 6 英寸處，以避免在不使用時工藝流體進入噴淋球并堵塞噴孔。盡管一些制造商聲稱他們模擬罐頂并在噴淋球上鉆孔，使孔對準特定的噴嘴，但現成的噴淋球通常能提供足夠的覆蓋范圍，大約每1 - 1.5 平方米的橫截面積配備 1 個噴淋球。

    噴淋球的規格通常為每個3 - 5 立方米 / 小時，壓差為1.7 巴。其性能通常基于覆蓋測試。覆蓋測試計劃應基于較低的流速制定，以提供靈活性。如果在測試過程中未獲得完全覆蓋，可以在不影響允許壓降的情況下額外鉆孔。不建議增加壓力，因為這可能會導致霧化，這是不利的，因為小液滴需要額外的時間聚結并在罐壁上形成清洗液膜。

    最好同時操作多個噴淋球。由于離心式供液泵的流量 - 壓力特性，為回路中的所有路徑設計相同的流速非常重要。這可能需要將流量分配到各個噴淋球。如果是這種情況，應每隔 30 秒左右在多個路徑之間進行切換，以確保對內部部件提供相對一致的覆蓋。

    通過要求沿罐壁流下的流體膜的雷諾數大于 2100，可以估算出清洗罐體的 CIP 流速。在《化學工程原理》中，研究表明，在給定的膜粘度、質量流量和濕潤周長的情況下，無論圓柱體是否充滿，雷諾數 Re?都是相同的。

其中：

? ? D：罐體直徑，英尺

? ? ：液膜水力直徑，英尺

? ? m：每秒的質量，磅

? ? ：液膜雷諾數

? ? ：液膜水力半徑，英尺

? ? T：液膜厚度，英尺

? ? V：速度，英尺/小時

? ? W：容器周長，英尺

? ? ：粘度，厘泊

? ? ：運動粘度，磅/（英尺·秒）

? ? ：密度，磅/立方英尺

    這種關系表明，與冷流體相比，要達到相同的覆蓋效果，所需的熱流體量要少得多。例如，水在80°C時的粘度是0.35厘泊 ，在環境溫度下是1.0厘泊。按絕對值計算，對于一個7英尺直徑的容器，進行一次冷沖洗需要5.5立方米/小時的流量，而進行一次熱沖洗則僅需1.7立方米/小時 。