一、前言
管架离心机在生物制药、疫苗生产、下游纯化等工艺流程中，承担着样品分离、澄清与浓缩的重要角色。为了保证设备的生物安全性、避免微生物或内毒素污染，常常需要对其进行蒸汽灭菌（Sterilization In Place，SIP）。合理的SIP工艺参数不仅能够实现对机腔、管路及配件的全覆盖灭菌，还能兼顾设备材质强度和使用寿命。本文将从SIP原理、设备适用性、关键参数（温度、压力、时间、蒸汽品质）、预处理与后处理、验证与监控、常见问题及优化策略等方面，系统阐述管架离心机SIP工艺参数的确定方法。

二、SIP基本原理与要求

1. 灭菌机理：高温饱和蒸汽通过潜热传递，凝结在冷表面并迅速升温，使微生物细胞的蛋白质变性、核酸断链，达到杀灭细菌、孢子和真菌的目的。

2. 设备要求：SIP需在密闭的机腔和管路中实现蒸汽循环，应保证进汽口、出汽口及真空自排口的通畅；机体材料（不锈钢304/316L、密封件氟橡胶等）必须耐高温（≥121 ℃）与高压（≥0.2 MPa）条件。

3. 无菌闭环：SIP过程须与CIP（清洗原位）联动，确保先清洁后灭菌；灭菌结束后，机腔需自动排汽并干燥，防止残余水滴带入下次运行。

三、关键参数一：灭菌温度

1. 标准温度：根据《药品生产质量管理规范》和USP〈1211〉，饱和蒸汽灭菌常用温度为121 ℃或134 ℃。

2. 选择依据：

• 121 ℃（≥15 min）：适用于大多数微生物及其芽孢；对设备、密封件损伤较小；

• 134 ℃（≥3 min）：适用于更高安全风险或需加速灭菌；但对氟橡胶O型圈、塑料部件的热老化风险更高。

3. 温度均匀性：机腔内各点需达到设定温度并持续规定时间。可在进气口、腔体中心、管路末端等关键位置布置PT100热电阻探头，确认温差≤2 ℃。

四、关键参数二：蒸汽压力

1. 121 ℃对应饱和蒸汽压力约0.1 MPa（绝压1.01 bar）；134 ℃对应约0.27 MPa（绝压2.7 bar）。

2. 压力作用：保证蒸汽能够穿透管架、冲洗硬到达死角，并克服设备内部残气，实现饱和相态。

3. 压力控制：采用带压力反馈的调节阀和安全阀，确保压力在±0.02 MPa范围内稳定。

五、关键参数三：灭菌时间

1. 有效时间：杀灭最耐热芽孢所需的最短持温时间。推荐：

• 121 ℃下 ≥15 min；

• 134 ℃下 ≥3 min；

2. 保温方式：从蒸汽引入完成开始计时，直至开始排汽为止。时长需按最末到点（管路最远端）或最低温度点计算。

3. 循环次数：针对大型机型或复杂管路，可采用“升温—保温—降温—再升温”双重循环，提高灭菌可靠性。

六、关键参数四：蒸汽品质

1. 饱和度要求：干饱和蒸汽最为理想，含水分 ≤3%；过多的液态水会造成局部冲刷，过少会降低灭菌效率。

2. 净化标准：采用一级或二级输汽管网，前端安装疏水阀、水击阻尼器与蒸汽过滤器（5 μm），防止油、水滴和杂质进入机腔。

3. 冷凝水管理：在管路低点设自动排放装置，及时排除冷凝水，保证到达机腔的蒸汽干燥。

七、预处理与后处理

1. CIP清洗：先用碱性或中性洗涤液冲洗内腔，去除生物残留和沉积，再用纯水漂洗1–2次，残余清洁剂含量 <100 ppm。

2. 排气步骤：在升温初期，通过机械泵或水封蒸汽排气阀，进行1–2次真空排气循环，排除残留空气，避免冷热不均。

3. 干燥工艺：灭菌后，关闭蒸汽引入，打开干燥气（或热风）入口，以0.05 MPa压缩空气或氮气吹扫内腔10–15 min，保证腔体干燥。

八、验证与监控

1. 物理监控：在进出口、腔体中心及管路末端布设温度和压力记录仪，实时记录全过程；记录仪需要定期校准，精度±0.1 ℃、±0.01 MPa。

2. 化学指示：在机腔及管路关键节点放置化学指示带或指示片，确认温度和蒸汽到达情况。

3. 生物指示：定期（每季度或每批次）在最不利部位放置芽孢载体（如G. stearothermophilus），灭菌后培养7 d无菌生长方为合格。

4. 过程记录：SIP运行曲线和指示结果需生成批记录，保存不少于3 年，以备审计和追溯。

九、常见问题及对策

1. 死角未灭菌：可能因排气不足或管路复杂。对策：增加真空循环次数、优化管路布置或加装分支排气阀。

2. 密封件损坏：高温高压循环过多。对策：选用耐温高达150 ℃的氟橡胶或金属缠绕密封圈，缩短灭菌次数。

3. 冷凝水滞留：引起通电时局部过温。对策：在管路低点安装自动疏水阀并保证连续排放。

4. 过度加压报警：安全阀动作不灵或控制阀调节不当。对策：定期校验安全阀和压力控制阀，确保在设计范围内。

十、参数优化与节能

1. 温度／时间平衡：对于非高风险样本，可采用115 ℃、30 min方案，降低能耗并延长设备寿命；

2. 分区灭菌：在多机腔系统中，根据实际需求，对部分管路或转子腔进行定向SIP，避免全量灭菌造成能耗浪费；

3. 余热回收：在大型制药车间，可将SIP冷凝蒸汽余热回收，用于预热CIP清洗液或厂房加热。

十一、总结与实施建议
管架离心机SIP工艺参数的确定需综合考虑灭菌目标、设备耐受性、流程效率和运行成本。推荐流程为：

1. CIP清洁 → 2. 真空排气 ×2 → 3. 蒸汽引入升温至121 ℃ → 4. 保温≥15 min → 5. 排汽并干燥→ 6. 验证及记录
   同时，应根据样本风险等级和设备条件灵活调整温度、时间及循环次数。通过完善的物理、化学和生物验证体系，以及对设备和管路的定期维护，能够确保管架离心机在灭菌状态下实现无菌闭环，为后续生产或实验提供可靠保障。