터널멸균기 냉각존 SIP(쿨링존 Cooling zone)

안녕하세요, 지캣(GMP CAT)입니다.

 

무균 충전 공정의 신뢰성을 결정짓는 핵심 설비인 터널멸균기(Depyrogenation Tunnel),

그중에서도 냉각존(Cooling Zone)의 SIP(Sterilization In Place) 공정에 대해 상세히 정리해 드립니다.

 

냉각존은 멸균된 바이알이 직접 노출되는 구간인 만큼,

180℃ 고온 SIP를 통한 철저한 멸균과 검증이 필수적입니다.

 

관련 가이드라인과 기술적 지표를 중심으로 다듬어 보았습니다.

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1. 터널멸균기 구조 및 냉각존 SIP의 목적

 

터널멸균기는 일반적으로 예열(Preheating) → 멸균(Sterilization) → 냉각(Cooling)의 3개 구역으로 구성됩니다.

 

 

🧊 냉각존(Cooling Zone)의 역할

 

• 온도 조절: 멸균존에서 300℃ 가까이 가열된 바이알을 충전 가능한 온도(30~50℃)로 급속 냉각합니다.
• 무균 유지: HEPA 필터를 통과한 청정 공기를 공급하여 무균 충전 구역(Grade A)과의 연계성을 보장합니다.

 

 

✅ SIP(Sterilization In Place)의 목적

 

냉각존 내부의 공기 순환 팬, 덕트, HEPA 필터 하우징 등

공기와 직접 접촉하는 내부 구조물을 고온(180℃)으로 멸균하여

미생물 오염원을 원천 차단하는 것이 목적입니다.

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2. 건열 멸균의 척도: $F_p$ 값 (Equivalent Lethality)

냉각존 SIP는 습열(증기)이 아닌 **열풍(Dry Heat)**을 사용하므로,

멸균 효과를 정량화할 때 $F_0$가 아닌 $F_p$ 값을 사용합니다.

 

 

🧮 $F_p$ 계산 공식

 

$$F_p = \Delta t \cdot \sum 10^{\frac{T - T_0}{z}}$$

• $T$: 냉각존 내 실제 측정 온도 (°C)
• $T_0$: 기준 온도 (건열의 경우 통상 170℃ 또는 180℃)
• $z$: 미생물의 열 저항성 지수 (건열 멸균 표준 $z = 20$°C 사용)

 

 

💡 계산 예시:

 

냉각존 내부가 180℃에서 30분간 유지되었을 때 ($T_0=170$℃, $z=20$℃ 가정)

$$F_p = 30 \times 10^{\frac{180 - 170}{20}} = 30 \times 10^{0.5} \approx \mathbf{94.8 \text{분}}$$

→ 이는 기준 온도(170℃)에서 약 95분간 멸균한 것과 동일한 효과를 가짐을 의미합니다.

 

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3. 냉각존 SIP 180℃ 허용 기준 및 밸리데이션 항목

 

항목	허용 기준 (Acceptance Criteria)	비고
멸균 온도	180 ± 5℃	최소 175℃ 이상 유지 필수
유지 시간	최소 30분 이상	Validation 데이터에 근거함
멸균값 (Fp​)	Fp​≥30분 이상	등가 살균값 확보 확인
온도 편차	각 측정 지점 간 ±5℃ 이내	열분포 균일성 확인
생물학적 지표(BI)	완전 사멸 (No Growth)	Bacillus atrophaeus 사용
HEPA 필터	고온 내열성 사양 (≥ 250℃)	SIP 후 Integrity Test 필수

 

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4. 관련 국제 가이드라인 (핵심 발췌)

 

① EU GMP Annex 1 (2022 개정)

• 핵심: 냉각존은 용기의 무균성을 훼손해서는 안 되며, HEPA 필터를 거친 멸균 공기를 사용해야 합니다. 또한 장비 설계 시 적절한 SIP 또는 주기적 멸균 공정이 포함되어야 함을 명시하고 있습니다.

② FDA Guidance (Aseptic Processing)

• 핵심: 터널 내부의 모든 영역은 유효한 멸균 상태여야 하며, 특히 냉각존의 기류 흐름이 무균 상태를 유지하는지 엄격히 관리할 것을 요구합니다.

③ PDA Technical Report (TR #3)

• 핵심: 건열 멸균(Dry Heat Sterilization)의 밸리데이션 프레임워크를 제공하며, $F_p$ 값 산출 및 BI 활용법에 대한 기술적 기준을 제시합니다.

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5. 생물학적 지표 (BI, Biological Indicator) 활용

 

냉각존 SIP의 실제 살균력을 입증하기 위해 건열 멸균에 특화된 지표균을 사용합니다.

 

• 지표 미생물: Bacillus atrophaeus (ATCC 9372) - 건열에 강한 내성 포자
• 포자 수 (Population): $\ge 10^6$ CFU (Log 6 reduction 확인용)
• D-value: 약 1.5 ~ 2.0분 (@160℃)
• 배양 조건: 30~35℃에서 7일간 배양 후 사멸 여부 확인

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6. 지캣(GMP CAT)의 서비스 강점

 

지캣은 터널멸균기의 복잡한 SIP 공정을 완벽하게 검증합니다.

 

• 열분포 및 열침투 시험: 냉각존 내 콜드 스팟(Cold Spot)을 찾아내어 실제 멸균 여부를 입증합니다.
• 고온용 센서 투입: 180℃ 이상의 고온에서도 정확한 데이터를 수집하는 전문 검증 장비를 사용합니다.
• 필터 무결성 테스트: SIP 종료 후 HEPA 필터가 열에 의해 손상되지 않았는지 **PAO Test(Leak Test)**를 통해 즉각 확인합니다.

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터널멸균기 냉각존 SIP 밸리데이션 및 적격성평가에 대해 궁금하신 점은 언제든 지캣으로 연락주세요.

 

• 홈페이지: www.gmpcat.com

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지캣은 보이지 않는 열의 흐름까지 숫자로 완벽하게 증명해 드립니다. 😊

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