內(nèi)部表面處理

    清洗是一個(gè)化學(xué)過程，而非機(jī)械過程。由于盡量減少機(jī)械力和 / 或化學(xué)作用對(duì)表面造成的降解至關(guān)重要，因此在清洗表面時(shí)，應(yīng)施加足夠但不過量的化學(xué)濃度、溫度和作用力。

    典型的生物制藥設(shè)備表面處理是經(jīng)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(jī)械拋光至最大表面粗糙度為0.6 微米，然后再進(jìn)行電解拋光實(shí)現(xiàn)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(huì)降低 50%，達(dá)到 15 微英寸，但峰部的平滑處理比實(shí)際的 Ra 值更為重要。

    除了表面處理外，還必須仔細(xì)關(guān)注浸入管、攪拌器聯(lián)軸器、擋板附件和噴嘴連接等細(xì)節(jié)，消除死角和盲端，提供光滑、無(wú)縫隙的接頭，并使設(shè)備能夠自動(dòng)排水。

流速 / 湍流

罐體

    如果噴淋球針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)，那么它在清洗罐體等設(shè)備時(shí)非常有效。由于清洗是通過噴淋 / 溢流 / 浸泡（化學(xué)）作用而非機(jī)械（沖擊）力來(lái)實(shí)現(xiàn)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(rùn)所有表面，并使化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生?？赡苄枰谳^低位置添加一個(gè)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(cè)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(yīng)至少位于最高液位上方 6 英寸處，以避免在不使用時(shí)工藝流體進(jìn)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(duì)準(zhǔn)特定的噴嘴，但現(xiàn)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(gè)噴淋球。

    噴淋球的規(guī)格通常為每個(gè)3 - 5 立方米 / 小時(shí)，壓差為1.7 巴。其性能通常基于覆蓋測(cè)試。覆蓋測(cè)試計(jì)劃應(yīng)基于較低的流速制定，以提供靈活性。如果在測(cè)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?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致霧化，這是不利的，因?yàn)樾∫旱涡枰~外的時(shí)間聚結(jié)并在罐壁上形成清洗液膜。

    最好同時(shí)操作多個(gè)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(shè)計(jì)相同的流速非常重要。這可能需要將流量分配到各個(gè)噴淋球。如果是這種情況，應(yīng)每隔 30 秒左右在多個(gè)路徑之間進(jìn)行切換，以確保對(duì)內(nèi)部部件提供相對(duì)一致的覆蓋。

    通過要求沿罐壁流下的流體膜的雷諾數(shù)大于 2100，可以估算出清洗罐體的 CIP 流速。在《化學(xué)工程原理》中，研究表明，在給定的膜粘度、質(zhì)量流量和濕潤(rùn)周長(zhǎng)的情況下，無(wú)論圓柱體是否充滿，雷諾數(shù) 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(zhì)量，磅

? ? ：液膜雷諾數(shù)

? ? ：液膜水力半徑，英尺

? ? T：液膜厚度，英尺

? ? V：速度，英尺/小時(shí)

? ? W：容器周長(zhǎng)，英尺

? ? ：粘度，厘泊

? ? ：運(yùn)動(dòng)粘度，磅/（英尺·秒）

? ? ：密度，磅/立方英尺

    這種關(guān)系表明，與冷流體相比，要達(dá)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(shí)的粘度是0.35厘泊 ，在環(huán)境溫度下是1.0厘泊。按絕對(duì)值計(jì)算，對(duì)于一個(gè)7英尺直徑的容器，進(jìn)行一次冷沖洗需要5.5立方米/小時(shí)的流量，而進(jìn)行一次熱沖洗則僅需1.7立方米/小時(shí) 。