공정 설비용 CIP/SIP 시스템

CIP(Cleaning in Place) 방식은 주로 제약, 화장품 및 식품 산업에서 사용되는 기계적·화학적 공정을 포괄합니다. 이 방식에서는 생산 배치 사이에 탱크, 배관, 밸브의 제품 접촉면 전체를 사전 분해 없이 세척합니다.

실무 경험과 시험 결과에 따르면 기계적 세척 효과는 세척액의 유속과 난류에 따라 달라집니다. 또한 세척액의 온도와 농도는 세척 속도에 영향을 줍니다. 따라서 이러한 요인은 세척 시스템을 설계하는 단계에서 이미 확정되어 있어야 합니다.

제품 안전성, 위생, 효율성

CIP 공정은 제품 안전성과 위생에 핵심적인 역할을 합니다. 동시에 설비는 최대한 효율적으로 운전되고 정지 시간은 짧아야 합니다. 특히 상승하는 용수 및 에너지 비용, 그리고 각 제품에 맞춘 화학약품 사용량이 중요합니다.

따라서 세척 공정을 개발하는 사람은 부형제와 유효 성분의 특성을 알고 적합한 세제를 선택해야 합니다. 부적합한 세제는 세척 시간을 크게 늘리거나 완전한 세척을 방해할 수도 있습니다.

세척의 철저함은 여러 요인에 따라 달라집니다. 오염의 종류 외에도 매체 접촉 표면의 특성과 그 설치 상태가 영향을 줍니다. 모서리, 가장자리, 가스켓 배치, T자 배관·고임부·돔 등 유동이 약한 구역, 그리고 운전 조건도 마찬가지로 중요합니다.

세척 효과를 좌우하는 요소

• 세척 대상 설비 구역의 구조적 조치(GMP – Good Manufacturing Practice)
• 적절한 재질 선정 및 재질 특성
• 적합한 세제
• 올바른 세척 조건

제약 산업의 CIP 세척 절차

1. 1압력 유지 시험먼저 설비의 기밀성을 점검합니다.
2. 2진공 배기 및 용융 제거유지 성분이 많은 제품의 경우 설비를 진공 배기한 뒤 퓨어 스팀으로 제품 잔류물을 녹여 농축 상태로 배출합니다.
3. 3고온 예비 헹굼고온 예비 헹굼으로 큰 오염물을 제거합니다.
4. 4알칼리 세척다음 약제를 사용한 세척: 알칼리 세제, 필요 시 오염 입자를 부유 상태로 더 잘 유지하는 첨가제 포함.
5. 5고온 후 헹굼배출하면서 세제와 제품 잔류물을 씻어냅니다.
6. 6Purified Water 헹굼이어서 배출하면서 정제수로 헹굽니다.
7. 7산 세척산성 약제로 스케일과 알칼리 침착물을 제거합니다.
8. 8Purified Water 재헹굼그다음 설비를 정제수로 다시 헹굽니다.
9. 9SIP – Sterilization in Place설비 구역을 진공 배기하고, 스팀 압력을 양압 범위까지 조절하며, 응축수를 배출합니다.
10. 10건조마지막으로 예를 들어 고온의 무균 공급 공기를 이용해 진공 상태에서 설비를 건조합니다.

절차와 단계별 시간은 조정할 수 있습니다. 세척 매체의 농도도 가변적입니다. 또한 세제 원액을 새로 조제하여 최적의 효과를 내는 세척액으로 조합할 수도 있습니다(회수식 세척).

Sterilization in Place (SIP)

Sterilization in Place는 공정 설비를 설치 위치에서 퓨어 스팀으로 멸균하는 방식입니다. 이 경우에도 분해가 필요 없습니다. 제품과 접촉하는 모든 구성품이 멸균됩니다.

SIP 공정은 일반적으로 포화 퓨어 스팀을 사용합니다. 121 °C의 멸균 온도를 얻으려면 약 1 bar의 게이지 압력이 필요합니다. 요구 사항에 따라 스팀 압력과 노출 시간에 따라 온도를 제어하고 기록합니다.

스팀 멸균 전에 멸균할 설비 부품을 진공 배기해야 합니다. 이렇게 하면 공기층이 생기지 않고 온도가 빠르고 균일하게 분포됩니다.

공정 설비에 통합된 CIP 시스템

공정 설비의 모든 내부 표면은 우선적으로 Cleaning in Place 공정으로 세척합니다. 이때 CIP 세척액의 이송 장치로 호모게나이저가 사용됩니다. 그 밖의 장비 구성품으로는 예를 들어 다음이 있습니다:

• 액체용 흡입 호스
• 분체용 흡입 랜스
• 상(phase) 용기

혼합 설비는 가능한 한 많은 제품이 목적 탱크로 이송되도록 설계해야 합니다. 여기에는 충전기 공급 라인도 포함됩니다. 이렇게 하면 잔류 제품이 적어지고 폐수로 유입되는 양도 최소화됩니다.

따라서 탱크 바닥, 벽면 스크레이퍼, 표면, 그리고 호모게나이저 후단 배출 배관의 길이와 구배는 잔류물이 가능한 한 남지 않도록 설계해야 합니다. 또한 공정 설비 내의 모든 배관을 CIP 공정에 포함해야 합니다.

CIP 공정용 추가 장비는 물리적, 화학적, 미생물학적 오염원이 되어서는 안 됩니다. 또한 모든 폐수 연결부 앞의 에어 갭은 역오염을 방지합니다.

화장품 설비의 세척 공정

화장품 설비의 CIP 공정은 일반적으로 다음 단계로 구성됩니다:

1. 1고온 통과 헹굼설비 부품과 배관을 온수로 통과 헹굼합니다. 이렇게 하면 제품 잔류물이 CIP 장비를 오염시키지 않고 바로 폐수로 배출됩니다.
2. 2알칼리 세척약 70 °C의 알칼리액을 순환시켜 눈에 보이는 모든 제품 잔류물을 제거합니다. 이어서 탱크를 비우면서 헹굽니다.
3. 3산 세척 및 소독산성 약제로 스케일을 용해합니다. 그다음 장비 부품이 정해진 시간 동안 80–90 °C에 도달할 때까지 온수를 순환시킵니다(열 소독).
4. 4냉수 최종 헹굼마지막으로 차가운 탈이온수를 세척 헤드를 통해 순환시켜 헹구고, 배출하면서 다시 헹굽니다.

이 단계들은 연속으로 수행하거나 반복하거나 생략할 수 있으며, 각각 추가 세제의 사용 여부를 선택할 수 있습니다.

선택 사양으로 전도도 센서가 세척 품질을 모니터링합니다(최종 헹굼수 20 °C에서 < 50 µS/cm).

저희 SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH 전문가 팀이 CIP 및 SIP 설비 설계, CIP 절차, 관련 공정 장비 조달을 지원합니다.

CIP 및 SIP 시스템에 관한 자주 묻는 질문

CIP와 SIP의 차이는 무엇입니까?

CIP(Cleaning in Place)는 탱크, 배관, 밸브를 분해 없이 세척합니다. SIP(Sterilization in Place)는 그 후 제품 접촉 설비 부품을 역시 분해 없이 퓨어 스팀으로, 일반적으로 121 °C에서 멸균합니다.

세척 성공을 결정하는 요인은 무엇입니까?

유속(배관 내 약 1–4 m/s), 세척액의 온도·농도·접촉 시간, 세척 헤드의 분사 압력, 적합한 세제, 그리고 유동이 약한 구역이 없는 위생적 설계가 결정적입니다.

일반적인 CIP 세척은 어떻게 진행됩니까?

일반적으로 고온 예비 헹굼, 알칼리 세제 세척, 중간 헹굼, 스케일 제거를 위한 산성 세제 세척, 정제수 최종 헹굼 순으로 진행되며, 요구 사항에 따라 SIP와 건조가 이어집니다. 단계 순서와 시간은 조정할 수 있습니다.

세척 성공 여부는 어떻게 확인합니까?

예를 들어 최종 헹굼수의 전도도 센서로 확인합니다(기준값 20 °C에서 < 50 µS/cm). 완전 자동화되고 문서화된 절차가 재현 가능한 결과를 보장합니다.

당사에 문의해 주십시오

기타 컨설팅 서비스