原位清洁 (CIP) 技术自 1950 年代以来一直存在，但即使在今天，它在建造工厂时也经常被视为低优先级。它是其中的关键部分，如果在正确的项目阶段正确执行，可以带来可观的收益。
典型的药厂再利用系统 CIP 装置
有效清洁生产线和设备对于良好的制造性能、减少停机时间和确保批次质量至关重要。但在初始流程设计中，它往往不是主要考虑因素。
原位清洁 (CIP) 是一种清洁设备的方法，需要最少的拆卸和操作员/手动参与。它依赖于以合适的流量和/或动能应用、压力和温度施加合适的清洁剂或溶剂并持续确定的时间量以确保有效清洁系统的原则。重要的是，它具有可验证的可重复、可再现和可控的结果。
它不应与原位灭菌 (SIP) 混淆，后者用于对设备进行杀菌、消毒和灭菌，有时在 CIP 之后，以去除任何残留的微生物污染；WIP，通常被认为需要更多的人工干预并且验证要求不那么严格；和异位清洁 (COP)，这需要将设备从其操作区域移除以进行清洁。
CIP 的优点包括减少清洁时间；自动循环，确保每次清洁每件物品；通过减少停机时间提高生产力；减少化学品处理；和简化的操作参数。
每个处理装置都是一个定制单元，因此它所需的 CIP 机制因应用程序而异。通常，要关注的变量是：温度、时间、流速、应用方法以及所用的化学溶液或清洁剂（见表 1）。
表 1：典型的 CIP 程序
一般来说，温度越高，清洁效果越好。温度优化对脂肪、糖和盐的效果较好，而对蛋白质效果一般。动能等于管道中所需的溶液流动是层流还是湍流，或者介于两者之间。在工艺容器中，清洁效果通常由固定或旋转喷头产生。
每个 CIP 循环步骤的持续时间可以根据以下主要参数进行优化：工艺设备类型；执行的过程类型；过程运行的持续时间；清洗液温度；和化学浓度。
清洁制度理想的 CIP 系统是一种不使用化学品而仅依赖于水溶性的系统。然后使用动能、温度和时间来实现必要的结果。然而，许多 CIP 系统需要化学品和/或清洁剂才能发挥作用。
苛性钠 (NaOH) 是最常用的 CIP 化学品之一。即使是经过验证的形式，它也相对经济。也使用其他碱性洗涤剂，这些是水溶性产品、脂肪、蛋白质等的良好通用清洁剂。还可以使用各种酸（通常在较低温度下）以提高清洁效率，并且通常还可以对设备进行一定程度的脱钙。
工艺验证清洁方案在开发过程中应该是可变的，通常是在项目的操作确认 (OQ) 和性能确认 (PQ) 阶段，并且应该整体考虑：化学品、化学品浓度、应用时间、动能、温度和步数。
根据要去除的残留产品，这将决定清洁制度、是否需要化学品以及需要的化学品类型。在洗涤阶段，还应考虑水的硬度，因为它会影响表面活性剂水溶液的清洁效率。
存在不同类型的 CIP 系统，可为任何给定的清洁方案提供最佳解决方案。它们是：全损；一次性循环；再利用（回收）；多通道；固定或移动系统；以及前面提到的 WIP 和 COP 选项。每个都有其优点和缺点。
一次性再循环系统降低了交叉污染的风险，而与全损系统相比，再利用系统显著减少了所需的水和化学品的量。然而，每一个在清洁要求的层次结构中都有它的位置。一位优秀的 CIP 从业者会解释哪些选项适用于给定的过程，并提出最佳、最有效和最具成本效益的解决方案。
任何 CIP 的一个重要方面是其性能可以被测量和验证。不仅可以在每次进行循环时验证和重复该程序，而且可以保留批次和可追溯性记录。这确保满足可追溯性要求以及其他立法要求。其他清洁工艺提供这种透明度更具挑战性。一旦在加工厂中进行了验证，如果原始装置不能正确运行，则更换并重新验证新的 CIP 可能是一个昂贵且耗时的过程。
挑战客户经常问为什么需要按照生物制药标准来构建 CIP 设备。造成这种情况的原因之一是 CIP 系统的最终冲洗通常涉及生产前与设备接触的最终水，因此可能需要具有产品接触质量。
现代 CIP 系统不仅要考虑所需的清洁，还要考虑整个 CIP 过程对环境的影响。能源消耗必须最小化，水和化学品的使用量也必须最小化。此外，在处理水的地方，根据其污染程度，必须考虑仔细收集和正确处理受污染的化学品和水。值得庆幸的是，CIP 系统在这些领域中的大多数领域本质上更高效。
CIP 最具挑战性的领域之一是改变客户的心态。可以理解，他们通常专注于生产过程，因此有时会低估 CIP 的重要性。由于最初不考虑 CIP，在设计和采购阶段，设备可能无法完全兼容 CIP。虽然近年来这种情况有所改善，但 Suncombe 仍然遇到 CIP 尚未充分纳入生产设备或工艺设计的应用。
其他挑战包括水、能源和化学品的使用。旧的或设计低效的 CIP 往往会过度使用这些实用程序，而现代、设计良好的系统则将所有这些实用程序最小化。客户通常会质疑 CIP 所需的时间长度。在许多情况下，这仅仅是设计原因，通常可以相当简单地进行优化。只有当 CIP 不能正常工作时，才意识到 CIP 经常发生的重要性。如果发生这种情况，这可能会停止或至少减慢生产，这会对产量和成本产生重大影响。
可以在过程安装之外设计的其他需要考虑的问题包括：所用组件和配件的可清洁性；安全断路和电路分离；防止过程电路中的“死角”；储罐和管道的表面光洁度；和焊接技术。例如，一些粗糙的焊接接头是天然的陷阱，而光滑的焊缝很容易清洁。表面处理也是如此。
CIP 系统的制造应使其能够在其所在设备的整个生命周期内提供数十年的无故障运行。一旦 CIP 得到验证，修改或更换它是一项主要（且昂贵）的任务。建立任何主要结构都需要一系列学科的专家团队的参与，协调努力以获得最佳结果。因此，在设计复杂的加工装置时，请从一开始就让 CIP 专家参与进来，并确保您获得整个生产线的最佳整体构建和效率。
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