스팀품질시험(Steam Quality Test)

제약 스팀 품질 시험은 제약 산업에서 증기(steam)를 사용한 멸균, 세척, WFI(물의 증류) 생산 등에 있어서 증기의 품질이 적합한지 확인하는 중요한 과정입니다. 증기는 고온, 고압 상태에서 미생물, 바이러스 등을 죽이는 데 사용되기 때문에, 제약 공정에서 증기의 품질은 매우 중요한 요소입니다. 적합하지 않은 증기를 사용할 경우 멸균이 제대로 이루어지지 않거나, 장비나 의약품이 오염될 위험이 있습니다.

제약 스팀 품질 시험의 주요 목적

• 멸균 효과성을 보장하기 위해 증기의 온도, 압력, 품질을 확인.
• 증기 시스템이 효율적이고 정확한 조건 하에 작동하고 있는지 확인.
• 미생물 제거, Pyrogen(열원) 제거 등과 같은 멸균 성능을 입증.

주요 품질 시험 항목

1. 온도 시험 (Temperature Test)
   • 증기는 멸균을 위해 정해진 온도에서 작동해야 합니다. 제약 산업에서 주로 사용하는 증기 멸균기의 온도는 121°C 이상이어야 하며, 이 온도는 일정 기간 유지되어야 합니다.
   • 시험 방법: 증기 시스템의 온도는 멸균기 내부의 여러 지점에서 온도 센서나 타임 테이블을 이용하여 확인합니다. 각 지점의 온도가 일정 시간 동안 121°C 이상인지 확인하는 것이 중요합니다.
2. 압력 시험 (Pressure Test)
   • 증기 압력은 멸균 효과에 중요한 역할을 합니다. 대부분의 증기 멸균기는 15-20 psi의 압력에서 작동하며, 이 압력은 일정 시간 동안 유지되어야 합니다.
   • 시험 방법: 압력 게이지를 사용하여 증기 시스템의 압력을 측정합니다. 압력은 증기 보일러 또는 증기 발생기와 연결된 지점에서 점검하며, 일정한 범위 내에서 압력이 유지되는지 확인합니다.
3. 증기 품질 시험 (Steam Quality Test)
   • 증기의 품질은 미생물 제거 효과를 극대화하는 데 중요한 요소입니다. 증기의 품질은 건증기(Dry Steam)와 포화증기(Saturated Steam)로 구분되며, 건증기는 미생물 멸균에 가장 효과적입니다.
   • 시험 방법: 증기의 품질은 건증기와 포화증기의 비율로 측정됩니다. 증기의 건도(Dryness) 테스트를 통해 건증기의 비율이 최소한 97% 이상인지 확인합니다. 이는 증기 온도와 압력의 균형을 맞추는 과정에서 확인됩니다.
4. 미생물 검출 시험 (Microbial Test)
   • 미생물학적 시험은 증기의 멸균 성능을 평가하기 위한 핵심적인 시험입니다. 증기는 고온 고압 상태에서 미생물, 바이러스, 곰팡이 등을 제거할 수 있어야 하므로, 멸균 과정 후 의약품이나 기구에서 미생물이 검출되지 않아야 합니다.
   • 시험 방법: 멸균이 완료된 증기 시스템의 기구나 기계에 대해 배양 시험을 수행합니다. 이때 배양된 샘플에서 미생물이 성장하지 않으면 멸균이 제대로 이루어진 것입니다.
5. Pyrogen (열원) 테스트
   • Pyrogen(열원)은 내열성 미생물이나 그 대사 산물로, 환자에게 투여된 의약품에 의해 발열 반응을 일으킬 수 있습니다. WFI나 주사제에서 Pyrogen을 제거하는 과정에서 증기 품질이 중요한 역할을 합니다.
   • 시험 방법: Limulus Amebocyte Lysate (LAL) 테스트나 Rabbit Pyrogen Test를 사용하여 Pyrogen이 존재하는지 여부를 확인합니다. 증기 시스템은 Pyrogen을 포함하지 않도록 주의 깊게 관리되어야 합니다.
6. 미세 입자 시험 (Particle Test)
   • 증기 시스템에서 미세 입자나 기름, 화학 물질 등이 포함될 수 있습니다. 이들 입자는 멸균 공정에 영향을 미칠 수 있으므로 입자 테스트를 통해 증기 내의 불순물이 제거되었는지 확인해야 합니다.
   • 시험 방법: 샘플링을 통해 증기 내 입자들을 측정합니다. 일반적으로 0.2 µm 이상의 입자는 필터를 통해 걸러져야 하며, 이를 위해 미세 입자 계측기를 사용합니다.

시험을 위한 장비

1. 온도 센서:
   • 온도는 멸균 효율에 중요한 역할을 하므로 정확한 측정이 필요합니다. 다양한 종류의 온도 기록계나 디지털 온도계가 사용됩니다.
2. 압력 게이지:
   • 증기의 압력을 측정하는데 사용되는 장비입니다. 디지털 압력 센서나 압력 트랜스미터가 사용됩니다.
3. 타임 테이블:
   • 멸균기의 온도와 압력 데이터를 기록하고, 멸균 시간이 충분했는지 확인하는 도구입니다.
4. LAL (Limulus Amebocyte Lysate) 테스트 키트:
   • Pyrogen 테스트를 위해 사용되는 도구로, LAL 반응을 통해 열원의 존재를 확인할 수 있습니다.
5. 미세 입자 계측기:
   • 증기 내 미세 입자의 농도를 측정하기 위한 장비로, 입자 카운터를 사용하여 입자의 크기와 농도를 확인합니다.

증기 품질 시험 절차

1. 증기 품질 모니터링 계획 수립:
   • 증기 시스템을 모니터링하고 시험할 지점을 정의하고, 이를 위해 필요한 장비와 시험 방법을 설정합니다.
2. 온도, 압력 및 증기 품질 측정:
   • 온도와 압력을 일정 시간 동안 측정하고 기록합니다. 증기 품질 시험을 통해 건증기 비율을 확인합니다.
3. 미생물 및 Pyrogen 테스트:
   • 증기 시스템에 대한 미생물 배양 시험을 수행하고, Pyrogen이 존재하는지 LAL 테스트로 확인합니다.
4. 결과 분석:
   • 시험 결과를 분석하여 증기의 품질이 규정에 맞는지 확인합니다. 온도, 압력, 건증기 비율, 미생물 및 Pyrogen 등이 모두 적합한 수준이어야 합니다.
5. 문서화:
   • 시험 결과는 문서화되어야 하며, GMP(Good Manufacturing Practice) 요구 사항에 맞게 기록 보존이 필수적입니다.

결론

제약 스팀 품질 시험은 제약 제품의 멸균, 세척, WFI 생산 등에 필수적인 요소로, 증기의 품질을 철저히 확인하여 의약품의 안전성을 보장해야 합니다. 온도, 압력, 증기 품질, 미생물 및 Pyrogen 테스트 등을 통해 증기의 적합성을 확인하고, 이를 통해 제약 공정에서 발생할 수 있는 오염을 예방합니다.

 

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Steam Quality Test (증기 품질 시험)에서 사용되는 주요 시험 장비는 증기 내의 온도, 압력, 건도, 미세 입자 및 Pyrogen 등을 정확하게 측정하기 위한 도구들입니다. 아래는 각 시험 항목에 대한 주요 시험 장비들입니다.

1. 건도(Dryness) 시험 장비

• 건도 테스트는 증기 품질을 측정하여 건증기의 비율을 확인합니다. 건증기는 멸균 효과를 위해 가장 중요한 요소이므로, 증기의 건도 비율을 확인하는 장비는 반드시 필요합니다.
  • 건도 측정 장비 (Dryness Measurement Equipment): 증기 내 건증기의 비율을 측정하는 장비로, 주로 열전도도나 레이저 센서를 사용하여 증기 내 수분 함량을 파악합니다.
  • Steam Quality Meter (증기 품질 측정기): 이 장비는 증기의 건도를 측정하며, 실시간으로 증기의 상태를 점검할 수 있습니다.
  • Moisture Analyzers (습도 분석기): 이 장비는 증기 내 수분을 측정하여 건증기의 비율을 결정합니다.
• 주요 장비:

2. 온도 및 압력 측정 장비

• 온도와 압력은 증기의 품질을 평가하는 데 있어 핵심적인 요소입니다. 온도와 압력을 정확히 측정하고 기록하는 것이 중요합니다.
  • 디지털 온도계: 증기의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 장비로, RTD(Resistance Temperature Detector) 센서나 thermocouple을 사용한 온도계가 주로 사용됩니다.
  • 압력 게이지: 증기의 압력을 측정하는 장비로, 압력 트랜스미터나 디지털 압력 센서가 사용됩니다.
  • 온도 및 압력 기록기 (Data Loggers): 증기 시스템의 온도와 압력을 기록하여 증기 품질을 지속적으로 모니터링하고 기록합니다.
• 주요 장비:

3. 미세 입자 측정 장비

• 미세 입자는 증기 내 포함될 수 있는 오염물질로, 멸균 효과를 방해하거나 제약 공정에 영향을 미칠 수 있습니다. 미세 입자를 정확하게 측정하는 장비가 필요합니다.
  • Particle Counter (입자 카운터): 증기 내 미세 입자의 농도와 크기를 측정하는 장비입니다. 주로 0.2 µm 이상의 입자를 감지할 수 있으며, 입자 수를 카운트하여 증기의 품질을 평가합니다.
  • Laser Particle Counter: 레이저 기술을 이용하여 미세 입자의 크기와 수를 정확하게 측정합니다.
• 주요 장비:

4. Pyrogen (열원) 검사 장비

• Pyrogen은 증기나 물에서 발생할 수 있는 내열성 미생물이나 그 대사산물로, LAL 시험을 통해 Pyrogen을 검출할 수 있습니다.
  • LAL (Limulus Amebocyte Lysate) Test Kit: Pyrogen을 검출하기 위한 시험 장비입니다. 이 키트는 LAL 반응을 이용해 열원(Endotoxin)을 검출하며, Pyrogen이 증기나 물에서 존재하는지 확인할 수 있습니다.
  • Rabbit Pyrogen Test: Rabbit을 이용한 전통적인 Pyrogen 검출 방법으로, Pyrogen이 증기와 접촉한 후 토끼에게 발열 반응을 일으킬 수 있는지 확인합니다. 하지만 현대에는 LAL 테스트가 주로 사용됩니다.
• 주요 장비:

5. 증기 품질 모니터링 시스템

• 증기 품질 모니터링 시스템은 증기 시스템의 여러 가지 품질 파라미터를 실시간으로 모니터링하고 기록하는 시스템입니다. 이 시스템은 온도, 압력, 건도, 미세 입자 등을 종합적으로 모니터링하여 증기 품질을 관리합니다.
  • Steam Quality Analyzer: 이 장비는 증기의 온도, 압력, 건도 등을 실시간으로 모니터링하며, 증기의 품질을 종합적으로 평가하는 시스템입니다.
  • Data Logger Systems: 온도, 압력, 건도, 미세 입자 등을 실시간으로 기록하고 저장하여, GMP 규정에 맞는 품질 관리가 가능하도록 합니다.
• 주요 장비:

6. 온도 및 압력 센서

• 증기 품질을 정확히 평가하기 위해서는 온도와 압력을 정확하게 측정할 수 있는 센서가 필수적입니다. 이를 통해 증기의 상태를 실시간으로 추적하고 관리할 수 있습니다.
  • Thermocouples (열전대): 온도 측정에 사용되는 센서로, 고온에서 안정적인 성능을 발휘합니다.
  • RTD Sensors: 정밀한 온도 측정을 위해 사용되는 저항 온도 센서입니다.
  • Pressure Transducers (압력 트랜스듀서): 압력 측정에 사용되는 센서로, 압력을 정확하게 측정할 수 있습니다.
• 주요 장비:

결론

증기 품질 시험을 수행하기 위해서는 다양한 시험 장비들이 필요합니다. 온도, 압력, 건도, 미세 입자, Pyrogen 등을 정확하게 측정할 수 있는 장비들을 사용하여 증기의 품질을 평가하고, 멸균 및 제약 공정에서의 안전성을 보장해야 합니다. 각 시험 항목에 맞는 장비를 선택하여 정확한 품질 평가를 수행하는 것이 매우 중요합니다.

 

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스팀 품질 시험에서는 증기의 불응축가스, 증기 과열도, 건조도 등의 여러 중요한 특성을 평가하여, 제약 공정에서 증기가 적절하게 사용될 수 있도록 합니다. 각 시험의 목적과 시험 방법에 대해 자세히 설명하겠습니다.

1. 불응축가스 시험 (Non-Condensable Gas Test)

목적:

불응축가스 시험은 증기 내에 응축되지 않는 가스(Non-Condensable Gas, NCG)가 존재하는지 확인하는 시험입니다. 불응축가스는 증기 시스템에서 발생하는 불순물이나 가스로, 증기 멸균 공정에서 중요한 문제를 일으킬 수 있습니다. 불응축가스가 증기 내에 존재하면, 증기의 열효율이 감소하고, 멸균 효과가 떨어지거나, 압력과 온도가 안정적으로 유지되지 않아 멸균 실패를 초래할 수 있습니다.

시험 방법:

1. 가스 농도 측정: 증기 시스템에서 증기를 추출하여 불응축가스의 농도를 측정합니다. 물리적 방법(예: 가스 분석기를 사용하여 측정) 또는 화학적 방법(특정 화학물질과 반응하는 테스트)을 사용하여 불응축가스를 검출할 수 있습니다.
2. 샘플링 포인트: 증기 시스템에서 여러 포인트에서 샘플을 추출하여 가스를 측정합니다. 일반적으로 증기 공급 장치와 사용 지점에서 테스트를 진행합니다.
3. 불응축가스 농도 규격: 불응축가스 농도가 3% 이하로 유지되어야 하며, 그 이상일 경우 증기 품질이 불량하다고 간주됩니다.

주요 장비:

• 가스 분석기: 불응축가스의 농도를 정확히 측정할 수 있는 장비.
• 가스 샘플링 장치: 증기 시스템에서 가스를 샘플링하여 분석하는 장치.

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2. 증기 과열도 시험 (Superheat Test)

목적:

증기 과열도 시험은 증기의 과열 상태를 평가하는 시험입니다. 과열된 증기는 고온 상태에서 온도나 압력에 따라 응축되지 않는 상태로 존재할 수 있으며, 멸균 효과가 떨어질 수 있습니다. 따라서 증기의 과열 정도를 측정하여 적절한 온도 범위 내에서 증기가 멸균 효율을 발휘할 수 있도록 합니다.

시험 방법:

1. 과열도 측정: 과열도는 증기의 온도와 포화 증기의 온도의 차이를 의미합니다. 이를 계산하려면 증기 공급 온도와 포화 증기 온도를 비교해야 합니다.
2. 온도 측정: 증기 공급 장치와 사용 지점에서 온도 센서를 이용해 증기의 온도를 측정합니다.
3. 과열도 규격: 과열도가 너무 높으면 멸균 과정에 영향을 미치므로, 일반적으로 과열도는 2~5°C 내외로 유지되어야 합니다. 과열도가 10°C 이상으로 높아지면, 과열 증기가 문제가 될 수 있습니다.

주요 장비:

• 온도 센서(RTD, Thermocouple): 증기의 온도를 측정하기 위한 센서.
• 과열도 계산기: 증기의 과열 상태를 계산하는 장비로, 온도와 압력 데이터를 바탕으로 과열도를 계산합니다.

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3. 건조도 시험 (Dryness Test)

목적:

건조도 시험은 증기 내에서 수분이 얼마나 포함되어 있는지를 측정하는 시험입니다. 멸균에 사용되는 증기는 건증기(Dry Steam)가 이상적입니다. 건증기는 물이 거의 없고 포화 상태에 가까운 증기를 의미하며, 멸균 효과가 높습니다. 반면, 수분이 많이 포함된 증기는 멸균 효과를 감소시킬 수 있습니다.

시험 방법:

1. 건도 측정: 증기 내 건도를 측정하는 방법으로 드라이니스 테스트를 수행합니다. 이 테스트는 증기의 습기(혹은 수분) 비율을 측정하여, 건증기의 비율을 확인하는 과정입니다.
2. 건도 비율: 건증기 비율이 97% 이상이어야 멸균이 효과적으로 이루어질 수 있습니다. 건도 비율이 낮으면 증기 내 수분이 많다는 의미로, 멸균 성능이 떨어질 수 있습니다.
3. 시험 기법: 주로 건도 측정기나 습도 분석기를 사용하여 증기 내 습기 비율을 측정합니다. 열전도도 센서나 레이저 센서를 이용하여 수분 농도를 측정할 수 있습니다.

주요 장비:

• 건도 측정 장치: 증기 내 건도 비율을 측정하는 장비.
• Moisture Analyzer (습도 분석기): 증기의 수분 함량을 측정하는 장비.

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결론

스팀 품질 시험에서 불응축가스 시험, 증기 과열도 시험, 건조도 시험은 모두 증기의 품질을 정확히 평가하기 위한 중요한 시험 항목입니다. 각 시험은 증기의 열효율, 멸균 효과, 안전성을 보장하는 데 필요한 필수 요소들이며, 제약 산업에서 매우 중요한 품질 관리 과정입니다.

 

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스팀 품질 시험에 대한 가이드라인 기준을 아래와 같이 요약할 수 있습니다. 각 시험 항목별로 규정된 기준을 바탕으로 증기의 품질을 평가하고 제약 공정에서 적합한 증기를 사용할 수 있도록 합니다.

1. 불응축가스 시험 (Non-Condensable Gas Test)

• 목적: 증기 내 불응축가스(Non-Condensable Gas, NCG) 농도를 측정하여 증기의 품질을 평가.
• 기준:
  • 불응축가스의 농도는 3% 이하이어야 함.
  • 3% 이상이면 증기 품질이 불량하며, 멸균 효율이 떨어질 수 있음.
• 시험 방법: 증기 시스템에서 샘플을 추출하여 가스 분석기를 사용하거나 화학적 분석을 통해 불응축가스 농도를 측정.

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2. 증기 과열도 시험 (Superheat Test)

• 목적: 증기의 과열 상태를 평가하여 과열로 인한 멸균 효율 저하를 방지.
• 기준:
  • 증기의 과열도는 일반적으로 2~5°C 범위로 유지되어야 함.
  • 과열도가 10°C 이상일 경우, 과열 증기가 문제를 일으킬 수 있음.
• 시험 방법: 증기 공급 온도와 포화 증기 온도를 비교하여 과열도를 계산. 온도 센서를 사용하여 증기의 온도를 측정하고, 계산기를 통해 과열도를 평가.

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3. 건조도 시험 (Dryness Test)

• 목적: 증기 내 수분 비율을 측정하여 건증기 비율이 충분히 높은지 확인.
• 기준:
  • 건증기 비율은 97% 이상이어야 멸균 효과가 적절하게 수행될 수 있음.
  • 수분이 많을 경우 멸균 효과가 감소하거나, 시스템의 효율성이 떨어질 수 있음.
• 시험 방법: 건도 측정기나 습도 분석기를 사용하여 증기 내 수분 농도를 측정. 건도 비율을 확인하여 증기의 품질을 평가.

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결론

• 불응축가스 농도는 3% 이하이어야 하며, 증기 과열도는 2~5°C로 유지되어야 하고, 건도는 97% 이상이 되어야 합니다.
• 각 항목의 규격을 벗어날 경우, 증기의 품질이 불량하다고 간주되며, 제약 공정에서의 멸균 효율을 보장할 수 없습니다.

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스팀 품질 시험에 대한 가이드라인은 일반적으로 제약 산업 및 관련 규제 기관의 문서에서 제공합니다. 이러한 가이드라인은 **GMP (Good Manufacturing Practice)**와 FDA, EP (European Pharmacopoeia), USP (United States Pharmacopeia) 등의 규제 기준에 따라 다를 수 있습니다. 아래는 주요 출처가 될 수 있는 가이드라인을 정리한 것입니다:

1. USP (United States Pharmacopeia)

• USP Chapter <1211> – Sterilization and Sterility Assurance:
  • 이 챕터는 멸균에 사용되는 증기의 품질에 대한 요구사항을 다루고 있습니다. 불응축가스, 과열도, 건조도 등을 평가하는 방법과 기준이 포함되어 있습니다.
• USP Chapter <1035> – Steam Sterilization:
  • 스팀 멸균과 관련된 세부사항을 제공하며, 증기 품질에 대한 검사를 포함한 여러 시험 절차와 기준을 설명합니다.

2. EP (European Pharmacopoeia)

• European Pharmacopoeia (EP) Chapter 2.1.4 – Steam:
  • EP에서는 증기의 품질과 관련된 규정이 상세히 설명되어 있으며, 불응축가스, 과열도, 건조도 등 다양한 품질 시험을 다루고 있습니다.

3. FDA (Food and Drug Administration)

• FDA Guide to Inspections of Steam Sterilizers:
  • FDA는 스팀 멸균 시스템의 적합성 평가를 위한 가이드라인을 제공하며, 증기 품질 시험과 관련된 주요 요구사항을 포함하고 있습니다.

4. GMP (Good Manufacturing Practice)

• GMP for Pharmaceuticals:
  • 제약 공정에서 사용되는 증기의 품질을 평가하는 데 필요한 기준을 제공하며, GMP 문서에서는 증기 품질의 요구사항과 이를 평가하는 절차에 대해 규정하고 있습니다.

5. ISO 13485 (Medical Devices Quality Management System)

• ISO 13485 – Medical Devices – Quality Management Systems – Requirements for Regulatory Purposes:
  • 의료기기 및 관련 공정에 적용되는 품질 관리 기준으로, 멸균 증기의 품질을 보장하기 위한 규제 요건을 포함합니다.

6. ASME (American Society of Mechanical Engineers)

• ASME Boiler and Pressure Vessel Code:
  • 증기와 관련된 보일러 시스템과 관련된 규제와 표준을 제공하며, 증기의 과열도와 압력 등을 규제합니다.

7. WHO (World Health Organization)

• WHO Good Manufacturing Practices (GMP) for Pharmaceutical Products:
  • WHO에서는 제약 제품의 제조에 필요한 GMP 가이드라인을 제공하며, 증기 품질 시험에 대한 국제적인 요구사항을 다룹니다.

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이러한 가이드라인들은 각 나라나 지역의 규제 기관과 산업 표준에 맞춰 제공되므로, 제약 시설에서는 적용되는 규제를 정확히 파악하고 이를 준수해야 합니다. USP와 EP 등은 제약 공정에서의 증기 품질 기준을 엄격히 다루고 있어, 주로 사용하는 주요 기준들입니다.

 

 

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