使用生物反應器和生物發(fā)酵罐的生產工藝需要認真考慮如何才能符合可驗證的清潔除菌要求。其中在規(guī)劃時必須考慮到的很重要的一點就是如何能夠將無需拆卸的、自動的、就地清潔除菌設備(CIP)設計到生產系統(tǒng)中。
CIP系統(tǒng)所需的流量和壓力取決于生物反應器或生物發(fā)酵罐的噴淋裝置和管線尺寸所決定的。靜止噴頭是常用的噴淋裝置；但是，為了對付較重的來料，一些旋轉撞擊噴淋裝置也會被采用。多數(shù)標準的生物反應器和發(fā)酵罐會有標準的噴淋裝置和連接管道機所需CIP的流量和壓力數(shù)據(jù)。但是，客戶訂制系統(tǒng)則需要試驗、計算才能確定噴淋裝置和管道尺寸。
噴淋裝置：常規(guī)噴頭所需的流量和壓力由生物反應器的周長(以英尺為單位)乘以標準流量(3加侖/分鐘/英尺)來確定。例如，一個直徑3英尺的生物反應器將需要3英尺×π×3加侖的流速等于28加侖/分鐘。這個流量將能產生足夠的湍流來清潔反應器的內部。
大多數(shù)生物反應器都有兩至三個噴淋裝置，以避免清洗時有些障礙物(例如攪拌槳和折流板)所可能造成的死角或清洗液無法直接噴射到的區(qū)域。多數(shù)噴頭的正常工作壓力大約是25-30PSI。將前面討論過清洗液流量均分到幾個噴頭之間，確保每個噴頭的噴頭壓力都能達到25-30PSI。
如果系統(tǒng)用的是沖擊式噴淋裝置而不是靜態(tài)噴頭的話，清洗液的流速通常為每英尺的反應器周長1.5加侖/分鐘，噴頭壓力則為60PSI。使用沖擊式噴淋裝置也需要考慮到防止清洗死角的產生。
管道尺寸：一臺生物反應器將會有各種大小、長短不同的氣體和配料輸送管道。CIP時，每根管道都會有需要打開和關閉的閥門。清洗每個路徑所需要的流速通常要達到5英尺/秒的線流速。管道尺寸的大小將影響清洗液的流速；例如，一英寸線將需要10加侖的流量，而一個0.5英寸的線則只需要2加侖.
隨著管道中的閥門被打開或關閉，由于流路變化，流速也會改變，管道阻力也會從管道阻力轉變成流動限制(如液體通過安裝在管道尾部噴流器)。為了適應這些流速變化，CIP的壓力需要增加或減少，以達到系統(tǒng)清洗的目標流量。另一個影響清洗液壓力的因素來自生物反應器與CIP設備之間的距離；因此，計算CIP工作泵的功率時也需要將這段輸送管道的尺寸、長度和高差所相應帶來的壓降考慮進去。這個壓降可以通過清洗管道的水壓損失表和在生物反應器入口處所需的壓力計算出來。
在CIP清洗液被送至生物發(fā)酵罐后，清洗液還將必須從反應器的出口被送回CIP系統(tǒng)地儲液罐，無論是被用于再循環(huán)還是被排入廢水管道。在CIP系統(tǒng)的規(guī)劃中，清洗液的循環(huán)排放均須考慮，如清潔液環(huán)泵或噴灑器；這兩者都能夠被用于排放水和空氣，以避免因回流污染清潔液儲液罐。液環(huán)泵可以位于CIP系統(tǒng)上或與生物反應器相鄰，但噴灑器則需要放在CIP系統(tǒng)上。而無論使用哪種方法，清洗液的回流都需要按CIP系統(tǒng)的管道設計計算回流的壓力損失。
