KR102130434B1 - System for managing utility of bio industrial - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바이오산업의 유틸리티를 관리하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포 배양에서부터 의약품 완제의 공정 전반을 하나의 통합 플랫폼을 통해 제어할 수 있는 바이오산업 유틸리티 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for managing utilities in the bio-industry, and more particularly, to a bio-industry utility management system capable of controlling the entire process of drug preparation from cell culture through one integrated platform.
일반적으로, 의약품을 제조하기 위해서는 배양 조건의 조성을 통해 세포를 배양하고, 배양된 세포로부터 폐기 세포를 분리하며, 단백질을 정제한 후 완제 폐기물을 처리하는 공정을 필요로 한다.In general, in order to manufacture pharmaceuticals, a process of culturing cells through the composition of culture conditions, separating waste cells from cultured cells, and purifying proteins is required to process the finished waste.
이때, 각 공정, 예컨대 세포 배양 공정, 세포 분리 공정, 단백질 정제 공정 및 완제 공정 등은 각각의 장비와 각 장비의 동력 에너지 및 동작 등을 제어하는 각각의 제어 장비를 통해 개별적으로 진행되고 있다.At this time, each process, for example, a cell culture process, a cell separation process, a protein purification process, and a completion process, etc., are individually progressed through respective equipment and respective control equipment that controls power energy and operation of each equipment.
그러나, 의약품의 제조를 위한 각 공정들이 개별적으로 진행되는 종래의 제조 방식은 각 공정마다의 장비 및 장비 제어 특성에 의해 공정 패일 등이 종종 발생하게 되는 문제가 있으며, 이러한 문제로 인해 의약품의 생산 수율이 저하되는 근본적인 문제점을 갖는다.However, in the conventional manufacturing method in which each process for manufacturing pharmaceuticals is individually performed, there is a problem in that a process failure or the like is often caused by equipment and equipment control characteristics for each process. It has the fundamental problem of being degraded.
본 발명은 하나의 통합 플랫폼을 통해 세포의 배양에서부터 의약품 완제까지를 일관 공정으로 처리할 수 있는 바이오산업 유틸리티 관리 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a bio-industry utility management system that can process from cell culture to drug completion through a single integrated platform.
본 발명은 바이오산업 유틸리티 관리 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a computer-readable recording medium storing a computer program that allows the processor to perform the bio-industry utility management method.
본 발명은 바이오산업 유틸리티 관리 방법을 프로세서가 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a computer program stored in a computer-readable recording medium so that the processor can perform the bio-industry utility management method.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge to which the present invention belongs from the following descriptions. will be.
본 발명은, 일 관점에 따라, 세포의 안정적인 배양을 위한 배양 장비의 동력 에너지 및 작동 에어를 제어하는 배양 공정 제어 단계와, 상기 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 세포 분리 공정 제어 단계와, 상기 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 단백질 정제 공정 제어 단계와, 상기 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 완제 공정 제어 단계를 포함하는 바이오산업 유틸리티 관리 방법을 제공할 수 있다.The present invention, according to one aspect, the control step of the culture process for controlling the power energy and operating air of the culture equipment for the stable culture of the cell, and waste cells using the washing material from the cells cultured through the culture equipment A cell separation process control step of controlling the power energy and operation of the cell separation equipment to be discharged, and the power energy and operation of the protein purification equipment under predetermined purification conditions for purifying proteins separated from the waste cells through the cell separation equipment. A protein purification process control step to control, and a finalization process control step to control the power energy and operation of the finalization equipment under the preset finalization waste treatment conditions for processing the final wastes of the protein-purified pharmaceutical product through the protein purification equipment. Can provide a method for managing bio-industry utilities.
본 발명의 상기 동력 에너지는, 상기 배양 장비의 온도 제어를 위한 열에너지(고온/저온)와 상기 배양 장비의 교반 및 제어를 위한 전기 에너지를 포함할 수 있다.The power energy of the present invention may include thermal energy (high/low temperature) for temperature control of the culture equipment and electrical energy for stirring and control of the culture equipment.
본 발명의 상기 작동 에어는, 공압 밸브(Pneumatic Valve) 및 액츄에이터(Actuator)들을 작동시킬 수 있다.The working air of the present invention can operate pneumatic valves (Pneumatic Valve) and actuators (Actuator).
본 발명의 상기 세포 분리 장비는, 고속 원심 분리기(Centrifuge)와 회수 배양물질(product)의 이송을 위한 기어 펌프(gear pump)를 포함할 수 있다.The cell separation equipment of the present invention may include a high-speed centrifugal separator (Centrifuge) and a gear pump for transporting the recovered culture product.
본 발명의 상기 세척 물질은, 수산화 칼륨(CIP-100)과 인산(CIP-200)을 포함할 수 있다.The cleaning material of the present invention may include potassium hydroxide (CIP-100) and phosphoric acid (CIP-200).
본 발명은, 다른 관점에 따라, 바이오산업 유틸리티 관리 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 바이오산업 유틸리티 관리 방법은, 세포의 안정적인 배양을 위한 배양 장비의 동력 에너지 및 작동 에어를 제어하는 배양 공정 제어 단계와, 상기 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 세포 분리 공정 제어 단계와, 상기 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 단백질 정제 공정 제어 단계와, 상기 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 완제 공정 제어 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.The present invention, according to another aspect, a computer-readable recording medium storing a computer program for the processor to perform the bio-industry utility management method, the bio-industry utility management method, the power energy of the culture equipment for stable culture of cells And a culture process control step of controlling the operating air, and a cell separation process control step of controlling the power energy and operation of the cell separation equipment so that the waste cells are discharged using the washing material from the cells cultured through the culture equipment. A protein purification process control step of controlling the power energy and operation of the protein purification equipment under predetermined purification conditions to purify the proteins from which the waste cells are separated through the cell separation equipment, and pharmaceutical products having protein purified through the protein purification equipment It can provide a computer-readable recording medium including a finalization process control step that controls the power energy and operation of the finalization equipment under preset waste disposal conditions for processing the final wastes.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 바이오산업 유틸리티 관리 방법을 프로세서가 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 바이오산업 유틸리티 관리 방법은, 세포의 안정적인 배양을 위한 배양 장비의 동력 에너지 및 작동 에어를 제어하는 배양 공정 제어 단계와, 상기 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 세포 분리 공정 제어 단계와, 상기 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 단백질 정제 공정 제어 단계와, 상기 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 완제 공정 제어 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a computer program stored in a computer-readable recording medium so that a processor can perform a bioindustry utility management method, wherein the bioindustry utility management method comprises: a culture equipment for stable culture of cells. A culture process control step of controlling power energy and operating air, and a cell separation process control step of controlling power energy and operation of the cell separation equipment so that waste cells are discharged using washing materials from cells cultured through the culture equipment. And, a protein purification process control step of controlling the power energy and operation of the protein purification equipment under predetermined purification conditions to purify the proteins separated from the waste cells through the cell separation equipment, and the protein purified through the protein purification equipment It is possible to provide a computer program comprising a final process control step that controls the power energy and operation of the final equipment with preset final waste treatment conditions for processing the final waste of the pharmaceutical product.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 세포의 안정적인 배양을 위한 배양 장비의 동력 에너지 및 작동 에어를 제어하는 세포 배양 제어 패널과, 상기 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 세포 분리 제어 패널과, 상기 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 단백질 정제 제어 패널과, 상기 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 조제 및 완제 제어 패널을 포함하는 바이오산업 유틸리티 관리 시스템을 제공할 수 있다.The present invention, according to another aspect, a cell culture control panel for controlling the power energy and operating air of the culture equipment for stable culture of cells, and waste cells using washing materials from cells cultured through the culture equipment Cell separation control panel for controlling the power energy and operation of the cell separation equipment so that the discharge, and the cell separation equipment through the cell separation equipment to purify the protein and the power energy and operation of the protein purification equipment under predetermined purification conditions to purify the separated protein It includes a protein purification control panel to control, and a preparation and final control panel to control the power energy and operation of the finalization equipment under predetermined finalization waste treatment conditions for processing the final wastes of the pharmaceutical products purified by the protein purification equipment. Can provide a bio-industry utility management system.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 통합 플랫폼을 통해 세포의 배양에서부터 의약품 완제까지를 일관 공정으로 처리할 수 있으며, 이를 통해 제품의 생산 시간 절감 및 생산 수율을 효과적으로 증진시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to process from the cultivation of cells to the completion of pharmaceutical products through a single integrated platform, thereby reducing production time of products and effectively improving production yield.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오산업 유틸리티 관리 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 의약품의 제조를 위한 공정 제어를 수행하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 의약품의 제조가 진행되는 일련의 과정을 도식적으로 보여주는 모식도이다.
도 4는 최초의 세포 배양 공정을 순서적으로 보여주는 모식도이다.
도 5는 세포 분리 장비에서 사용되는 고속 원심 분리기의 원리 및 운전 조건의 예시를 보여주는 예시도이다.1 is a block diagram of a bio-industry utility management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing the main process for performing process control for the manufacture of pharmaceuticals in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram schematically showing a series of processes in which the manufacture of a pharmaceutical product proceeds according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing the first cell culture process in sequence.
5 is an exemplary view showing an example of the principle and operating conditions of a high-speed centrifuge used in cell separation equipment.
먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어지는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.First, advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. Here, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and are generally in the technical field to which the present invention pertains. Since it is provided by way of example to enable a person with knowledge of to clearly understand the scope of the invention, the technical scope of the present invention should be defined by the claims.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 발명의 설명 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. And, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which can be changed according to intentions or customs of users, operators, and the like. Therefore, the definition should be made based on the technical idea described throughout the description of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오산업 유틸리티 관리 시스템에 대한 블록 구성도로서, 본 실시예에 따른 관리 시스템은 장치 제어 시스템(110), 세포 배양 제어 패널(112), 세포 분리 제어 패널(114), 단백질 정제 제어 패널(116) 및 조제 및 완제 제어 패널(118) 등을 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a bioindustry utility management system according to an embodiment of the present invention, the management system according to this embodiment is a
도 1을 참조하면, 장치 제어 시스템(110)은 각 공정의 제어를 수행하는 패널, 예컨대 세포 배양 제어 패널(112), 세포 분리 제어 패널(114), 단백질 정제 제어 패널(116), 조제 및 완제 제어 패널(118)을 통합적으로 순차 제어하는 기능 등을 제공할 수 있는데, 이러한 장치 제어 시스템(110)은, 예컨대 프로세스 장비(Process Equipments) 제어와 유틸리티 장비(Utility Equipments) 제어 등을 수행할 수 있다.Referring to Figure 1, the
여기에서, 프로세스 장비 제어에는, 예컨대 MCS/DCS(Manufacturing Conrol System/Distribeted Control System)가 사용될 수 있으며, 유틸리티 장비 제어에는, 예컨대 EBI 시스템(Enterprise Building Integration system)이 사용될 수 있다.Here, for controlling process equipment, for example, MCS/DCS (Manufacturing Conrol System/Distribeted Control System) may be used, and for utility equipment control, for example, an EBI system (Enterprise Building Integration system) may be used.
먼저, 세포 배양 제어 패널(112)은 의약품의 제조에 사용될 수 있는 세포의 안정적인 배양을 위한 바이오리액터 등의 배양 장비(도시 생략)의 동력 에너지를 공급하고, 또한 작동 에어(Air)를 제어하는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 작동 에어는 공압 밸브(Pneumatic Valve) 및 액츄에이터(Actuator)들을 작동시키기 위한 것이다.First, the cell
크게 구분해 볼 때, 세포 배양 제어 패널(112)은 배양 장비(또는 배양 탱크)의 온도 제어를 위한 열에너지(고온/저온)와 배양 탱크의 교반 및 제어를 위한 전기 에너지를 공급할 수 있으며, 여기에서 배양 교반(Agitation)은 다음과 같은 이유로 중요하기 때문에 안정적인 전력 및 제어가 필요하다.In a large division, the cell
(1) Improve O2 Transfer(1) Improve O2 Transfer
1-1) Transfer Energy To Broth1-1) Transfer Energy To Broth
1-2) Enhance Dispersion of Gas1-2) Enhance Dispersion of Gas
1-3) Reduce Bubble Size1-3) Reduce Bubble Size
(2) Improve Heat Transfer(2) Improve Heat Transfer
2-1) Uniform Broth Temperature2-1) Uniform Broth Temperature
2-2) Good Transfer Efficiency at Vessel Wall2-2) Good Transfer Efficiency at Vessel Wall
(3) Provide a Homogenous Environment(3) Provide a Homogenous Environment
3-1) Mixing of Components3-1) Mixing of Components
3-2) Good Control, Temp, pO2, pH3-2) Good Control, Temp, pO2, pH
여기에서, 최초의 세포 배양 공정은, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같이, 아래와 같은 순서로 진행될 수 있다.Here, the first cell culture process, as shown in FIG. 4 as an example, may be performed in the following order.
1) 반복적인 증식에도 세포 특이성을 안정적으로 유지할 수 있는 세포주(Cell Line) 수립1) Establish cell line that can stably maintain cell specificity despite repeated proliferation
2) 바이알(Vial)에 나누어 세포은행(Cell Bank)에 냉동(예컨대, 영하 180℃) 보관2) Divided into vials and stored frozen in cell banks (eg, minus 180℃)
3) 제조용 세포은행(WCB, Working Cell Bank) 해동3) thawing working cell bank (WCB)
4) 배지(media) 조제 및 세이크플라스크(Shake Falsk) 초대 배양4) Preparation of media and initial culture of Shake Falsk
5) 접종 용기(Inculum bottle)로 이송한 배양액을 생물 배양기(Seed Bioreactor)로 투입5) Inject the culture solution transferred to the inoculation bottle into the bioreactor (Seed Bioreactor)
6) 본격 생산 공정 시작6) Start production process
그리고, 세포 배양을 위해 배양 장비에는, 예컨대 아래의 3가지 프로세스 가스가 가스 원료 물질로서 공급될 수 있다.And, for the cell culture, for example, the following three process gases may be supplied to the culture equipment as a gas raw material.
1) 이산화탄소 : 배지 내에 있는 탄산 완충 용액에 의한 수소이온농도(pH) 조절용1) Carbon dioxide: for adjusting hydrogen ion concentration (pH) by carbonic acid buffer solution in the medium
2) 산소 : 거품 방지 및 분산 향상, 에너지 전달2) Oxygen: prevents bubbles and improves dispersion, energy transfer
3) 질소 : 배양액 변질, 오염 방지 및 배양물질 이송(Product Transfer) 구동원3) Nitrogen: the source of culture deterioration, pollution prevention, and product transfer
그리고, 세포의 배양 단계 별로 리액터의 크기가 다른데, 그에 따라 세포 배양 조건을 맞추기 위해 프로세스 가스가 MFC(Mass Flow Controller)에 의해 제어될 수 있다.And, the size of the reactor is different for each cell culture step, and accordingly, the process gas may be controlled by a mass flow controller (MFC) to meet the cell culture conditions.
pH : 6.7~7.1, Dissoved Oxygen : 40 %, Pressure : 0.2barg, Top Air Flow Rate : 2~10 LPM, Bottom Air Flow Rate : 0.1~0.4 LPMpH: 6.7~7.1, Dissoved Oxygen: 40%, Pressure: 0.2barg, Top Air Flow Rate: 2~10 LPM, Bottom Air Flow Rate: 0.1~0.4 LPM
Aeration 기준 단위로는 VVM(Vessel Volumes per Minute)이 사용될 수 있다.Vessel Volumes per Minute (VVM) may be used as an aeration reference unit.
Typical Cell Culture Bioreactor Gas FlowsTypical Cell Culture Bioreactor Gas Flows
[Sparge][Sparge]
1) Air : 0.001 to 0.05 VVM1) Air: 0.001 to 0.05 VVM
2) O2 : 0.001 to 0.05 VVM2) O2: 0.001 to 0.05 VVM
3) CO2 : 0.001 to 0.01 VVM3) CO2: 0.001 to 0.01 VVM
4) N2 : 0.001 to 0.01 VVM4) N2: 0.001 to 0.01 VVM
[Headspace][Headspace]
1) Air : 0.01 to 0.1 VVM1) Air: 0.01 to 0.1 VVM
2) N2 : 0.01 to 0.1 VVM2) N2: 0.01 to 0.1 VVM
다음에, 세포 분리 제어 패널(114)은 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비(도시 생략)를 제어하는 등의 기능을 제공할 수 있다.Next, the cell
여기에서, 세포 분리 장비는, 예컨대 고속 원심 분리기(Centrifuge)와 회수 배양물질(product)의 이송을 위한 기어 펌프(gear pump) 등을 포함할 수 있으며, 세포 분리 장비에 투입되는 세척 물질로서는, 예컨대 수산화 칼륨(CIP-100)과 인산(CIP-200) 등이 사용될 수 있고, 기타 멸균제로는, 예컨대 구연산, 빙 초산, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있다.Here, the cell separation equipment may include, for example, a high-speed centrifugal separator (Centrifuge) and a gear pump (gear pump) for the transport of the recovered culture product (product), and, for example, as a washing material input to the cell separation equipment, for example Potassium hydroxide (CIP-100) and phosphoric acid (CIP-200) may be used, and other sterilizing agents may be citric acid, glacial acetic acid, isopropyl alcohol, and the like.
일례로서, 셀트리온(Celltrion)의 생산 약품은 동물 세포의 부산물로 이루어질 수 있는데, 세포 분리 및 정제 공정에서 동물 세포의 셀 파편(Cell Debris), 불순물(Impurities), 셀(Cell) 등이 WFI에 혼합된 폐수 형태로 배출될 수 있으며, 이러한 폐수는 아래와 같이 크게 2가지로 이루어질 수 있다.As an example, the celltrion-producing drug may be a by-product of animal cells, and cell debris, impurities, and cells of animal cells are mixed with WFI in a cell separation and purification process. It can be discharged in the form of wastewater, and these wastewater can be largely composed of the following two types.
(1) 유기성 폐기물(Biowaste) - 세포 혹은 세포의 파편이 포함되어 있는 폐수(1) Organic waste (Biowaste)-wastewater containing cells or fragments of cells
(2) 프로세스 폐수(Process Waste) - 공정 중 발생 폐수로 버퍼 폐수, CIP 폐수 등 포함(2) Process Waste-Wastewater generated during the process, including buffer wastewater and CIP wastewater.
여기에서, 유기성 폐기물의 경우는 폐수처리장(WWT)으로 이송되기 전에 박테리아(Bacteria), 바이러스(Virus) 및 셀(cell) 파쇄를 위하여 바이오 불활성화 시스템(Bio-inactivation System)에서 불활성 멸균 처리(예컨대, 80℃의 온도 조건에서 60초 등)를 거친 후 폐수처리장으로 이송될 수 있다.Here, in the case of organic waste, inert sterilization in a bio-inactivation system (eg Bio-inactivation System) for bacterial, viral and cell disruption before being transferred to a wastewater treatment plant (WWT) , 60 seconds, etc.) at a temperature of 80° C. and then transferred to a wastewater treatment plant.
또한, 프로세스 폐수는 유기성 폐기물과 함께 수집 탱크(Collection Tank)에 모아진 후 폐수처리장에서 약품 및 중화 처리될 수 있다. 그리고, 기타 요소(Urea)와 같이 폐수처리장에서 처리하기 힘든 폐수는 특별 저장조에 모은 후 별도 처리될 수 있다.In addition, process wastewater can be collected in a collection tank together with organic waste, and then treated with chemicals and neutralization in a wastewater treatment plant. In addition, wastewater that is difficult to treat in a wastewater treatment plant such as other elements (Urea) may be collected in a special storage tank and then treated separately.
그리고, 세포 분리 장비에서 사용되는 고속 원심 분리기의 원리 및 운전 조건은, 일례로서 도 5에 도시된 바와 같은 형태가 될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 고속 원심 분리기는 내부에 복수의 디스크가 적층된 형태이며, 회전으로 인한 원심력이 수평방향으로 걸려 바울(bowl)의 RPM이 높을수록, 디스크의 반지름이 클수록 분리가 잘 되는 구조이다. 또한, 디스크를 많이 쌓을수록 배양액의 접촉면적이 늘어나 분리에 유리하며, 복수의 디스크 간의 사이가 가까우면 설정거리가 형성되어 세포의 침전에 유리해 진다.In addition, the principle and operating conditions of the high-speed centrifugal separator used in the cell separation equipment may be in the form as shown in FIG. 5 as an example.
As shown in FIG. 5, the high-speed centrifugal separator has a plurality of disks stacked therein, and the centrifugal force due to rotation is applied in the horizontal direction, so that the higher the RPM of the bowl and the larger the radius of the disk, the better the separation. It is a structure. In addition, the more the disks are stacked, the more the contact area of the culture medium increases, which is advantageous for separation. If the distance between the plurality of disks is close, a set distance is formed, which is advantageous for cell precipitation.
다음에, 단백질 정제 제어 패널(116)은 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제(예컨대, 불순물 제거, 단백질 농도 조절 등)하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비(도시 생략)의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 정제 폐기물은 주로 프로세스 폐수이며, 세포 분리 공정에서와 유사한 방법으로 정제할 수 있다.Next, the protein
이때, 단백질 정제 장비에서 전력 동력이 필요한 장비는, 크로마토그래피 스키드(Chromatography Skid), 크로마토그래피 칼럼(Chromatography Column), 탄젠셜 플로우 필트레이션(Tangential Flow Filtration) 및 칼럼 패킹 스키드(Column Packing Skid) 각각에 대한 순환 펌프(Circulation Pump)와 공압 밸브 액츄에이터(Pneumatic Valve Actuator)를 포함할 수 있다.At this time, the equipment that requires electric power in the protein purification equipment is a chromatography skid, a chromatography column, a tangential flow filtration, and a column packing skid, respectively. It may include a circulation pump and a pneumatic valve actuator (Pneumatic Valve Actuator).
마지막으로, 조제 및 완제 제어 패널(118)은 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비(도시 생략)의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 완제 폐기물은 유기성 폐기물과 프로세스 폐수로 구성될 수 있으며, 세포 분리 공정에서와 유사한 방법으로 처리할 수 있다.Finally, the preparation and
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 의약품의 제조를 위한 공정 제어를 수행하는 주요 과정을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 의약품의 제조가 진행되는 일련의 과정을 도식적으로 보여주는 모식도이다.Figure 2 is a flow chart showing the main process for performing process control for the manufacture of pharmaceuticals according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing a series of processes in which the manufacture of pharmaceuticals according to an embodiment of the present invention It is a schematic diagram showing.
도 2를 참조하면, 세포 배양 제어 패널(112)에서는 의약품의 제조에 사용될 수 있는 세포의 안정적인 배양을 위한 바이오리액터 등의 배양 장비의 동력 에너지를 공급하고, 또한 작동 에어(Air)를 제어(세포 배양 공정 제어)한다(단계 202). 도 3에 있어서, 참조번호 [1]은 세포의 배양 공정에 대한 모식을 보여준다.Referring to FIG. 2, the cell
즉, 세포 배양 제어 패널(112)에서는 배양 장비의 온도 제어를 위한 열에너지(고온/저온)와 배양 탱크의 교반 및 제어를 위한 전기 에너지를 공급할 수 있으며, 작동 에어를 통해 공압 밸브(Pneumatic Valve) 및 액츄에이터(Actuator)들을 작동시킬 수 있다.That is, the cell
그리고, 세포 분리 제어 패널(114)에서는 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비를 제어(세포 분리 공정 제어)한다(단계 204). 도 3에 있어서, 참조번호 [2]는 세포의 분리 공정에 대한 모식을 보여준다. 여기에서, 세포 분리 장비는, 예컨대 고속 원심 분리기(Centrifuge)와 회수 배양물질(product)의 이송을 위한 기어 펌프(gear pump) 등을 포함할 수 있다.Then, the cell
다음에, 단백질 정제 제어 패널(116)에서는 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제(예컨대, 불순물 제거, 단백질 농도 조절 등)하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어(단백질 정제 공정 제어)한다(단계 206). 도 3에 있어서, 참조번호 [3]은 단백질의 정체 공정에 대한 모식을 보여준다.Next, in the protein
이후, 조제 및 완제 제어 패널(118)에서는 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어(완제 공정 제어)한다(단계 208). 도 3에 있어서, 참조번호 [4]는 의약품의 완제 공정에 대한 모식을 보여준다.Subsequently, the preparation and finished
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Meanwhile, combinations of each block of the block diagram and each step of the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that instructions executed through a processor of a computer or other programmable data processing equipment may be used in each block or flowchart of the block diagram. In each step, means are created to perform the functions described.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can also be stored in a computer readable or computer readable memory or the like that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular way, so the computer readable or computer readable memory The instructions stored in it are also possible to produce an article of manufacture containing instructions means for performing the functions described in each step of each block or flowchart of the block diagram.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.In addition, since computer program instructions may be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, a series of operation steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to generate a process executed by the computer to generate a computer or other program. It is also possible for instructions to perform possible data processing equipment to provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들Further, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes at least one executable instruction for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is possible that the functions mentioned in blocks or steps occur out of order. For example, it is possible that two blocks or steps shown in succession are actually executed substantially simultaneously, or those blocks.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may have various substitutions, modifications, changes, etc. without departing from the essential characteristics of the present invention. You will easily see this possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the scope of the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims that will be described later, and all technical ideas within an equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110 : 장치 제어 시스템
112 : 세포 배양 제어 패널
114 : 세포 분리 제어 패널
116 : 단백질 정제 제어 패널
118 : 조제 및 완제 제어 패널110: device control system
112: cell culture control panel
114: cell separation control panel
116: protein purification control panel
118: dispensing and finished control panel
Claims (6)
상기 배양 장비를 통해 배양된 세포들로부터 세척 물질을 이용하여 폐기 세포가 배출되도록 세포 분리 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 세포 분리 공정 제어 단계와,
상기 세포 분리 장비를 통해 폐기 세포가 분리된 단백질들을 정제하기 위해 기 설정된 정제 조건으로 단백질 정제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 단백질 정제 공정 제어 단계와,
상기 단백질 정제 장비를 통해 단백질이 정제된 의약품의 완제 폐기물을 처리하기 위해 기 설정된 완제 폐기물 처리 조건으로 완제 장비의 동력 에너지 및 작동을 제어하는 완제 공정 제어 단계를 포함하되,
상기 배양 장비에는 이산화탄소, 산소 및 질소가 가스 원료 물질로서 공급되고,
상기 세포 분리 장비는 고속 원심 분리기(Centrifuge)와 회수 배양물질(product)의 이송을 위한 기어 펌프(gear pump)를 포함하며,
상기 고속 원심 분리기는 내부에 복수의 디스크가 적층된 형태이고, 회전으로 인한 원심력이 수평방향으로 걸려 바울(bowl)의 RPM이 높을수록, 디스크의 반지름이 클수록 분리가 잘 되는 구조이며,
상기 단백질 정제 장비에서 전력 동력이 필요한 장비는, 크로마토그래피 스키드(Chromatography Skid), 크로마토그래피 칼럼(Chromatography Column), 탄젠셜 플로우 필트레이션(Tangential Flow Filtration) 및 칼럼 패킹 스키드(Column Packing Skid) 각각에 대한 순환 펌프(Circulation Pump)와 공압 밸브 액츄에이터(Pneumatic Valve Actuator)를 포함하는
바이오산업 유틸리티 관리 방법.A culture process control step of controlling power energy and operating air of the culture equipment for stable culture of cells;
A cell separation process control step of controlling the power energy and operation of the cell separation equipment so that the waste cells are discharged using the washing material from the cells cultured through the culture equipment;
A protein purification process control step of controlling power energy and operation of the protein purification equipment under predetermined purification conditions for purifying proteins separated from the waste cells through the cell separation equipment;
Comprising a control step of controlling the finished energy to control the power energy and operation of the finished equipment to a predetermined finished waste processing conditions for processing the finished waste of the protein purified drug through the protein purification equipment,
Carbon dioxide, oxygen and nitrogen are supplied as gas raw materials to the culture equipment,
The cell separation equipment includes a high-speed centrifuge (Centrifuge) and a gear pump (gear pump) for the transfer of the recovered culture product (gear),
The high-speed centrifugal separator is a type in which a plurality of disks are stacked inside, and the centrifugal force due to rotation is applied in a horizontal direction, so that the higher the RPM of the bowl and the larger the radius of the disk, the better the separation.
Equipment that requires electric power in the protein purification equipment is a chromatographic skid, a chromatography column, a tangential flow filtration, and a column packing skid for each. Includes Circulation Pump and Pneumatic Valve Actuator
Bioindustry utility management method.
상기 배양 장비의 동력 에너지는,
상기 배양 장비의 온도 제어를 위한 열에너지(고온/저온)와 상기 배양 장비의 교반 및 제어를 위한 전기 에너지를 포함하는
바이오산업 유틸리티 관리 방법.According to claim 1,
The power energy of the culture equipment,
Thermal energy (high/low temperature) for temperature control of the culture equipment and electrical energy for stirring and control of the culture equipment
Bioindustry utility management method.
상기 작동 에어는,
공압 밸브(Pneumatic Valve) 및 액츄에이터(Actuator)들을 작동시키는
바이오산업 유틸리티 관리 방법.According to claim 1,
The working air,
Pneumatic Valves and Actuators
Bioindustry utility management method.
상기 세척 물질은,
수산화 칼륨과 인산을 포함하는
바이오산업 유틸리티 관리 방법.According to claim 1,
The cleaning material,
Containing potassium hydroxide and phosphoric acid
Bioindustry utility management method.
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