KR101352998B1 - 인플레이스 세정 시스템 및 세정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인플레이스 세정 시스템 및 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인플레이스 세정 시스템은, 제품 제조 공정 동안 피처리 조성물이 전달되는 피처리체 전달 배관을 통하여 서로 연결된 제 1 처리부와 제 2 처리부를 갖는 식약품 생산 시스템을 위한 인플레이스 세정 시스템이다. 상기 인플레이스 세정 시스템은, 상기 제 1 처리부에 연결되어, 세정 공정 동안 세정액을 공급하는 세정액 공급 배관; 및 상기 탱크 내부와 상기 피처리체 전달 배관을 연속적으로 경과하는 상기 세정액을 회수하기 위한 세정액 회수 배관을 포함한다.

Description

인플레이스 세정 시스템 및 세정 방법{Clean-in-place system and cleaning method}

본 발명은 인플레이스 세정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관리 및 공정 제어가 용이하고 관리 비용이 감소된 인플레이스 세정 시스템 및 세정 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 식품, 약품, 유제품 등 사람이 음용하는 제품을 생산하는 시스템에서는 그 생산 공정에서 엄격한 위생 관리가 요구되며, 이를 위해 GMP(good manufacturing process)와 같은 엄격한 위생 규제 조건을 충족하여야 한다.

상기 GMP(good manufacturing process)는 의약품의 안정성과 유효성을 품질면에서 보증하기 위한 의약품의 제조 및 관리 기준이다. 의약품의 제조 및 관리를 위하여 원료의 입고에서부터 출고까지 품질관리 전반에서 상기 GMP(good manufacturing process)의 준수가 요구된다.

상기 GMP는 현대화 및 자동화된 제조시설과 엄격한 공정관리로 의약품 제조공정상 발생할 수 있는 인위적인 착오를 없애고 오염을 최소화함으로써 안정성이 높은 고품질의 의약품을 제조하는 데 목적이 있다. 이 제도는 1963년경 미국에서 제정되어, 1964년부터 실시되었으며, 이후, 1968년도에는 세계보건기구(WHO)가 그 제정을 결의하여 이듬해 각국에 권고되었다. 독일은 1978년부터, 그리고 일본은 1980년부터 GMP 규약을 실시하고 있다.

한국은 1977년에 제정하여, 그동안 업계의 자율적 실시를 권장해 왔지만, 2007년부터 의료기기에 대한 GMP가 지정되면서 전면적으로 시행되고 있으며, 의약품에 있어서는 2008년부터 신약에 적용하기 시작하여, 2010년까지 단계적으로 시행될 예정에 있다.

전술한 GMP와 같은 엄격한 위생 요건들은 의약품뿐만 아니라, 식품, 유제품 등 인체에 음용되는 제품들에 대해서도 동일하게 요구된다. 이들 제품들이 적합한 수준의 위생 조건들을 충족하기 위해서는, 생산 시스템에서 발생할 수 있는 유해한 세균 또는 박테리아 등이 확실히 제거되도록, 주기적으로, 예를 들면 매일 세정 및/또는 위생 처리가 수행되어야 한다.

일반적으로, 식약품 생산 시스템은, 제조 공정이 복잡하고 엄격한 위생 관리를 요구하기 때문에, 그 부품들과 구조가 복잡하다. 따라서, 세정을 위해 이를 분해하여, 식약품과 접촉한 각각의 부품을 완전하게 정화 및 세정하고 이를 다시 조립하는 것은, 숙련을 필요로 할 뿐만 아니라 장시간이 소요되기 때문에, 제조와 관리의 비용 증가에 중대한 요인이 된다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 식품, 약품 및 유제품과 같은 인체에 음용되는 제품을 생산하는 과정에서 요구되는 세정 및/또는 위생 처리 과정을 단순화하여 제조 및 관리 비용을 감소시키면서도 양호한 위생 수준을 달성할 수 있는 인플레이스 세정 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전술한 이점 및 특징을 갖는 인플레이스 세정 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인플레이스 세정 시스템은, 제품 제조 공정 동안 피처리 조성물이 전달되는 피처리체 전달 배관을 통하여 서로 연결된 제 1 처리부와 제 2 처리부를 갖는 식약품 생산 시스템을 위한 인플레이스 세정 시스템이다. 상기 인플레이스 세정 시스템은, 상기 제 1 처리부에 연결되어, 세정 공정 동안 세정액을 공급하는 세정액 공급 배관; 및 상기 제 1 처리부 내부와 상기 피처리체 전달 배관을 연속적으로 경과하는 상기 세정액을 회수하기 위한 세정액 회수 배관을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제 1 처리부 및 제 2 처리부는 각각 처리 탱크일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제 1 처리부는 처리 탱크이고, 상기 제 2 처리부는 제품 필러일 수도 있다.

상기 피처리체 전달 배관은 상기 제 2 처리부의 인입 포트에서 분기하여 상기 세정액 회수 배관에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 인플레이스 세정 시스템은, 상기 피처리체 전달 배관의 상기 인입 포트에 결합되는 일 단부에 설치되는 분기 밸브를 더 포함할 수도 있다.

일부 실시예에서, 상기 인플레이스 세정 시스템은, 상기 피처리체 전달 배관에 결합되는 펌프를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 펌프는 상기 제품 제조 공정 동안에는 상기 피처리 조성물을 상기 제 1 처리부에서 상기 제 2 처리부로 전달하고, 상기 세정 공정 동안에는 상기 세정액을 상기 제 1 처리부에서 상기 세정액 회수 배관으로 전달할 수 있다. 또한, 상기 펌프는 자흡식 펌프(Self-priming Pump)를 포함할 수도 있다. 상기 인플레이스 세정 시스템은, 상기 펌프의 출력 제어를 위한 인버터 회로를 더 포함할 수도 있다.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인플레이스 세정 방법은, 제품 제조 공정 동안 피처리 조성물이 전달되는 피처리체 전달 배관을 통하여 서로 연결된 제 1 처리부와 제 2 처리부를 갖는 식약품 생산 시스템을 위한 것이다. 상기 인플레이스 세정 방법은, 세정 공정 동안 세정액 공급 배관을 통하여 상기 탱크에 세정액을 공급하는 단계; 및 상기 탱크 내부와 상기 피처리체 전달 배관을 통하여 상기 세정액을 연속적으로 경과시킨 후 상기 세정액을 회수되는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 세정액은 상기 피처리체 전달 배관을 경과한 후 상기 제 2 처리부의 인입 포트에서 분기될 수 있다. 또한, 상기 피처리 조성물 및 상기 세정액은 동일한 펌프에 의해 상기 펌프의 동작 특성을 제어하여 전달될 수도 있다. 이 경우, 상기 펌프는 자흡식 펌프(Self-priming Pump)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 처리부 내부와 피처리체 전달 배관을 연속적으로 경과하는 세정액에 의해 인플레이스 세정을 수행함으로써, 제품 제조 공정과 세정 공정에서 공통 배관 구조를 사용할 수 있게 되어, 배관 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 처리부에서부터 제 2 처리부의 인입 포트까지 연속적인 세정 공정을 달성할 수 있도록 한다.

또한, 전술한 공통 배관 구조에 의해 하나의 펌프로 제품 제조 공정과 세정 공정을 모두 수행할 수 있기 때문에, 식약품 생산 시스템을 이용한 제조, 관리 및 세정에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 이로 인하여 제품 생산성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식약품 생산 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 예시적인 인플레이스 세정 시스템을 도시하는 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 식약품이란 용어는, 인체에 음용되는 제품으로서 엄격한 위생 관리를 요구하는 제품을 의미한다. 따라서, 음료, 쥬스, 약품, 우유와 같은 유제품이 상기 식약품에 해당될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 아이스크림과 같은 반냉동 제품 및 제과 등도 식약품에 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식약품 생산 시스템(100)을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 예시적인 인플레이스 세정 시스템(110)을 도시하는 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 식약품 생산 시스템(100)은 제품의 생산 및 가공을 위한 일련의 다양한 처리부들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 처리부들은 용해 탱크(10), 저장 또는 배합 탱크(20), 열교환 및 살균 장치(30) 및 세정액 처리 장치(40) 및 제품 필러(121)를 포함할 수 있으며, 이들 처리부들 사이에는 하나 이상의 배관(50)을 포함할 수 있다. 배관(50)은 각 처리부들에 첨가물을 제공하기 위한 처리물 공급 배관(111), 또는 인접하는 각 처리부들 사이에 결합되어 피처리체를 전달하는 피처리체 공급 배관(116)을 포함할 수 있다. 이들 처리부들 및 배관들은 예시적이며, 처리 공정 및/또는 제품의 종류에 따라 그 연결 순서 및 배관의 수는 변경될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 처리부들의 세정 및 위생 처리를 위하여 처리부들과 이를 연결하는 배관들을 분해 조립될 필요없이 설치된 상태에서 세정될 수 있도록 인플레이스 세정 시스템(Clean-in-place system; 110)이 적용될 수 있다. 인플레이스 세정 시스템(110)은 식약품 생산 시스템(100) 내에서 이루어지는 공정 일부 또는 전체가 이를 적용할 수 있도록 식약품 생산 시스템(100)에 일체화될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제품화될 피처리체를 제 1 처리부인 탱크(115) 내로 전달하기 위한 공급 배관(111)이 탱크(115)의 일 측에 연통된다. 또한, 탱크(115)의 타 측에는, 탱크(115) 내로 세정액을 전달하기 위한 세정액 공급원(112a)에 결합된 세정액 공급 배관(112)이 연통된다. 세정액 공급 배관(112)의 인렛은 도 2에 도시된 바와 같이 탱크(115)의 상부에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 탱크(115) 내에는 세정액 공급 배관(112b)에 연결되어 세정액을 비산시키는 디스펜서(112b)를 더 포함할 수 있다. 디스펜서(112b)는 예를 들면, 스프레이볼(Sprayball)일 수 있다. 상기 스프레이볼은 탱크(115)의 내부 표면 내에 세정액을 분무하여 탱크(115) 내 접근하기 어려운 표면에 부착된 잔여물을 제거한다.

일부 실시예에서는, 처리물 공급 배관(111)과 세정액 공급 배관(112)에 흐름 제어 및/또는 스위칭을 위한 제 1 및 제 2 밸브들(113, 114)이 각각 배치될 수 있다. 처리물 공급 배관(111)을 통해 탱크(115)에 피처리 조성물을 공급하는 동안에, 제 1 밸브(113)는 개방되고 제2 밸브(114)는 폐쇄될 수 있으며, 이에 의해 탱크(115) 내로 피처리 조성물만이 선택적으로 공급될 수 있다. 반대로, 세정액 공급 배관(112)을 통해 탱크(115)에 세정액이 공급되는 동안에는, 제2 밸브(114)가 개방되고 제1 밸브(113)는 폐쇄되며, 이 경우, 탱크(115) 내로 세정액만이 선택적으로 공급될 수 있다.

탱크(115)의 또 다른 측, 예를 들면, 탱크(115)의 하부에는 피처리체 전달 배관(116)의 일 단부가 연결될 수 있다. 피처리체 전달 배관(116)의 타 단부는, 다른 처리부인 제품 필러(121)의 인입 포트(121P)에 결합될 수 있다. 또한, 피처리체 전달 배관(116)의 타 단부는 도시된 바와 같이, 제품 필러(121)의 인입 포트(121P)에서 분기되어 세정액 회수 배관(123)에 결합될 수 있다.

제품 제조 공정 동안, 피처리체 전달 배관(116)은 탱크(115)에 저장되어 처리된 피처리 조성물이 토출될 때에는 제품 필러(121)까지 피처리 조성물을 전달하는 제품 이송 배관의 역할을 수행한다. 제품 필러(121)는 피처리체 전달 배관(116)을 통해 이송되는 상기 피처리 조성물을 공급받아 상품화될 제품 용기(미도시)에 충전하는 역할을 수행한다. 제품 제조 공정이 완료된 후 세정 공정이 수행된다. 상기 세정 공정 동안에는, 세정액이 탱크(115) 내로 공급된 후 연속하여 피처리체 전달 배관(116)을 통하여 세정액 회수 배관(123)으로 전달된다. 상기 세정액은 세정액 회수 배관(123)을 통하여 세정액 처리 장치(도 1의 40)에 전달되어 소정의 처리 공정을 거쳐서 세정액 공급원(112a)으로 다시 공급되어 재사용될 수도 있다.

이와 같이, 피처리체 전달 배관(116)은 제품 제조 공정 동안에는 제품 이송 배관으로서 기능하고, 세정 공정 동안에는 세정액 이송 배관의 역할을 수행한다. 그에 따라, 제품 필러(121)의 인입 포트(121P)까지 상기 세정액은 분기되지 않고, 동일한 세정 공정 내에서, 탱크(115) 내부는 물론 제품 필러의 인입 포트(121P)까지 피처리체 전달 배관(116)의 내부가 인플레이스 세정될 수 있다.

피처리체 전달 배관(116)은 하나의 배관으로 구성되거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 굴곡 및/또는 분절된 2 이상의 복수의 배관들로 구성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 피처리체 전달 배관(116)에는 탱크(115)로부터 토출되는 피처리 조성물 및 세정액의 전달을 스위칭하기 위한 제3 밸브(117)가 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 3 밸브(117)는 탱크(115)와 후술하는 펌프(119) 사이에 존재하는 피처리체 전달 배관 부분에 결합될 수 있으며, 하나의 밸브로 구현될 수도 있다.

일부 실시예에서는, 분기 밸브(120)가 제품 필러(121)의 인입 포트(121P)에 결합되는 피처리체 전달 배관(116)의 타단부에 결합될 수 있다. 분기 밸브(120)는 피처리체 전달 배관(116)을 통과하는 유체가 제품 필러(121)와 세정액 회수 배관(123) 중 어느 한 군데로 전달될 수 있도록 스위칭한다. 분기 밸브(120)는 적합한 전자식 제어 회로를 이용하여 자동 방식으로 또는 수동 방식으로 제어될 수 있으며, 제품 제조 공정인지 또는 세정 공정인지를 판별하여 피처리체 전달 배관(116)을 통해 이송되는 유체를 제품 필러(121) 또는 세정액 회수 배관(123) 중 어느 한쪽으로 전달한다.

일부 실시예에서는, 피처리체 전달 배관(116)에 펌프(119)가 결합될 수 있다. 펌프(119)는 탱크(115)에 저장되어 있는 피처리 조성물이 토출될 때에는 제품 이송 펌프의 역할을 수행하고, 세정 공정 동안에는 탱크(115) 내부를 세정하고 나오는 세정액을 회수하기 위한 세정액 회수 펌프의 역할을 수행한다. 일부 실시예에서, 펌프(119)는, 자흡식 펌프(Self-priming Pump)일 수 있다. 본 발명을 실시예에서와 같이, 제품 제조 공정과 상기 제품 생산 이후의 세정 공정이 피처리체 전달 배관(116)을 통하여 공통적으로 이루어지기 때문에, 피처리체 전달 배관(116)을 통과하는 유체(즉, 제품 또는 세정액)의 종류와 유량의 변화로 유체 내에 기포가 발생할 수 있다.

상기 자흡식 펌프는 유체에 공기가 섞여 있어도 자흡력이 있으므로, 피처리체 전달 배관(116)을 제품 제조 공정과 세정 공정에 공통적으로 사용하더라도, 유체의 정숙 이송과 위생 요건을 충족할 수 있도록 한다.

펌프(119)는 제품 이송 펌프의 역할을 수행할 때와, 세정액 회수 펌프의 역할을 수행할 때 각각 요구 출력이 상이하기 때문에, 각 공정에 따라 펌프의 출력을 제어할 필요가 있다. 펌프(119)의 출력 제어는 인버터 회로(미도시)를 이용하여, 펌프(119)의 특성 곡선을 제어함으로써 수행될 수 있다. 펌프의 특성 곡선이란 배출량을 가로축으로 하고, 양정과 축마력 효율을 세로축으로 하여 그린 그래프로 나타내어 지며, 유량(Q)과 수두(H)와 같은 펌프의 특성을 쉽게 파악할 수 있도록 한다.

펌프의 특성 곡선은 특정한 RPM(round per minute)에서의 펌프의 특성을 나타낸 것이므로, 상기 인버터를 이용하여 펌프(119)의 회전수를 변경하면, 펌프(119)의 특성 곡선이 변경될 수 있다. 펌프(119)가 제품 이송 펌프의 역할을 수행할 때는 특성 곡선의 사용점이 상대적으로 낮아야 하는 반면, 세정액 회수 펌프의 역할을 수행할 때는 특성 곡선의 사용점이 상대적으로 높아야 하므로, 인버터를 이용하여 펌프의 회전수를 변경함으로써, 제품 제조 공정과 세정 공정에 각각 적합한 펌프의 동작을 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 인플레이스 세정 시스템은 피처리체 전달 배관을 제품 제조 공정과 세정 공정에서 공유함으로써 배관 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 탱크(115)에서부터 제품 필러 포트(120P)까지 연속적인 세정 공정을 달성할 수 있도록 한다. 또한, 단일 배관 구조에 의해 하나의 펌프로 상기 2 공정을 모두 수행할 수 있기 때문에, 식약품 생산 시스템을 이용한 제조, 관리 및 세정에 소요되는 시간과 비용을 절감하며 제품 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이상의 실시예는 처리부로서 펌프와 제품 필러를 예시하여 설명하고 있지만, 당업자라면, 제품 필러는 다른 탱크일 수 있으며, 이들 탱크들은 전술한 피처리체 전달 배관에 의해 서로 연통되고, 예시된 인플레이스 세정 시스템이 피처리체 전달 배관에 결합될 수 있음을 이해할 수 있으며, 이는 본 발명에 포함된다.

본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 식약품 생산 시스템
110: 인플레이스 세정 시스템(Clean-in-place system)
111: 피처리체 전달 배관 112a: 세정액 공급원
112b: 디스펜서 113: 제 1 밸브
114: 제 2 밸브 115: 탱크
117: 제 3 밸브 119: 펌프
120: 분기 밸브 121: 제품 필러(filler)
121P: 인렛 포트 123: 세정액 회수 배관

Claims (13)

1. 제품 제조 공정 동안 피처리 조성물이 전달되는 피처리체 전달 배관을 통하여 서로 연결된 처리 탱크와 제품 필러를 갖는 식약품 생산 시스템을 위한 인플레이스 세정 시스템에 있어서,
   상기 처리 탱크에 연결되어, 세정 공정 동안 세정액을 공급하는 세정액 공급 배관;
   상기 처리 탱크 내부와 상기 피처리체 전달 배관을 연속적으로 경과하는 상기 세정액을 회수하기 위한 세정액 회수 배관;
   상기 처리 탱크와 상기 제품 필러 사이에서 상기 피처리체 전달 배관에 결합되는 자흡식 펌프;
   상기 자흡식 펌프의 출력 제어를 위한 인버터 회로; 및
   상기 피처리체 전달 배관의 상기 인입 포트에 결합되는 일 단부에 설치되는 분기 밸브를 포함하고,
   상기 피처리체 전달 배관은 상기 제품 필러의 인입 포트에서 분기하여 상기 세정액 회수 배관에 결합되며,
   상기 자흡식 펌프가 상기 제품 제조 공정 동안에는 상기 피처리 조성물을 상기 처리 탱크에서 상기 제품 필러로 전달하고, 상기 세정 공정 동안에는 상기 세정액을 상기 처리 탱크에서 상기 세정액 회수 배관으로 전달하도록, 상기 분기 밸브는 상기 피처리 조성물 또는 상기 세정액을 상기 제품 필러와 상기 세정액 회수 배관 중 해당 공정에 따라 어느 한 군데로 흐르도록 스위칭하며,
   상기 자흡식 펌프의 특성 곡성에 있어서, 상기 인버터 회로에 의해 상기 자흡식 펌프의 회전수를 변경하여, 제품 제조 공정 동안에 비하여, 상기 세정 공정 동안의 상기 특성 곡선의 사용점이 더 높도록 하는 인플레이스 세정 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리 탱크와 상기 자흡식 펌프 사이의 상기 피처리체 전달 배관의 일 부분에는 단일 밸브만이 결합되는 것을 특징으로 하는 인플레이스 세정 시스템.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제

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