정제수, 주사용수, 청정증기 제조 시설
상수를 정제해서 만든 정제수, 정제수를 증류한 주사용수 및 정제수를 사용하여 제조한 순수한 증기인 청정증기만이 의약품의 제조에 사용될 수 있다. 상수는 시수 공급 시설, 사설 급수 시설 등 여러 가지 수원으로부터 얻을 수 있다. 제약 용수를 만드는 원수로 쓰인다. 정제수는 상수를 원수로 하여 탈이온, 이온교환, RO(Reverse Osmosis), 여과 또는 그 밖의 방법으로 만들어진다. 이런 모든 정제수 제조 시스템은 밸리데이션 되어야한다. 정제수를 만들고, 저장하고 순환시키는 정제수 제조 시스템은 미생물로 이루어진 바이오 필름이 생기기 쉽다. 바이오필름이 생긴 장치에서 나온 물은 생균이나 엔도톡신이 존재할 수 있다. 따라서 정제수 제조 시스템은 정치멸균이 가능해야하고 미생물 모니터링을 통해 사용점에서 미생물학적 품질이 적합하도록 관리해야 한다. 엔도톡신은 미생물이 내부에 함유하고 있는 독소를 의미한다. 반대되는 개념으로는 엑소톡신이 있다. 엔도톡신은 그람음성세균이 구조적으로 보유하고 있는 독소로서 그람음성세균이 존재한다면 이들의 증식 시 또는 사멸 시 엔도톡신이 방출된다. 엔도톡신은 혈류를 따라 전신에 퍼지면서 발열이 생긴다. 발열로 인해 사망까지 이르게 하기 때문에, 체온을 상승시키는 물질이라는 뜻으로 파이로젠이라고 부른다. 주사용수는 주사제를 만드는 부원료로 쓰이거나 특정 기계를 세척하는 등 제약 공정에 쓰이고 원료의약품의 제조에도 쓰인다. 주사용수의 원수로는 정제수가 쓰이는데 주사용수는 정제수의 모든 기준 외에도 엔도톡신 시험에도 적합해야 한다.
정제수, 주사용수 및 청정증기 제조장치
1. 정제수-여과장치(Filter)
시스템에 최초 공급되는 상수의 고형물질을 제거할 때 사용된다. 제조용수 제조장치의 중간 공정에서 시스템이 오염되는 것을 막아 성능을 확보하고 수명이 짧아지는 것을 막는 기능을 한다. 마지막으로 제조된 정제수는 정제수 저장탱크로 이송되기 전에 최종 여과 장치를 거쳐야 한다.
2. 정재수-활성탄 여과기
활성탄은 분자량이 적은 유기화합물, 염소화합물 같은 산화제를 흡착하여 제거한다. 활성탄은 수질을 유지하기도 하고, 이후 시스템의 스텐레스 스틸 표면, 레진이나 막과 반응하는 것을 막아주는데 쓰인다. 하지만 넓은 표면적으로 인해 미생물 번식이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다. 따라서 활성탄 여과기는 역세(Backwashing), 흡착 능력 시험 및 교체 주기 설정 등을 통해 관리해야 한다.
3. 정제수-연수장치(Softner)
연수장치는 역삼투압, 탈 이온 칼럼이나 증류장치와 같은 후속 장치의 성능을 방해하는 칼슘이나 마그네슘 같은 양이온을 제거하기 위해 사용한다. 연수 레진은 소금물로 재생할 수 있다.
4. 정제수-역삼투법
반투막을 사이에 두고 상당한 압력을 걸어 물을 통과시켜 화학적으로 미생물학적으로 수질을 향상시키고 엔도톡신을 제거하는 것이다. 공정의 흐름은 급수, 통과한 물, 통과하지 못한 물로 구성된다. 단독으로 쓰기도 하지만 의약품 제조소에는 전기적 탈 이온화 장치를 병행하여 자업성, 정제수의 품질 수준을 높이고 있다.
5. 정제수-전기적 탈 이온화 장치
양이온과 음이온을 제거함으로서 수질을 높이는 장치입니다. 혼합 수지상(Resin, 반투과막) 및 연속 작업과 연속 활성화를 위한 전기 공급 장치로 이루어져 있습니다. 레진을 통과하는 물은 탈 이온화하여 원하는 생성물인 탈 이온수가 됩니다. 레진은 도체의 역할을 하여 포획한 양이온과 음이온을 전기적 힘으로 레진과 막을 통과시켜 농축하고 폐기시스템으로 보내 제거합니다. 또한 전기적인 힘은 레진 부분에 있는 물을 소수 이온과 하이드록사이드 이온으로 분해합니다. 이렇게 함으로서 레진은 활성화제를 첨가하지 않고도 연속적으로 다시 활성화 할 수 있기 때문에 레진을 교체해줄 필요가 없습니다.
6. 정제수-자외선 유수 살균기
210~310 nm의 자외선을 이용하여 미생물을 살균하는 장치를 말한다. 자외선 장치는 용수의 품질, 빛의 강도, 용수의 유속, 접촉시간과 존재한 세균 형태에 따라 결정됩니다. 적절한 주기로 자외선의 감도를 측정하여 필요에 따라 교체하도록 한다.
7. 주사용수-증류
주사용수를 제조하기 위해서는 증류장치를 사용해야 한다. 증류란 가열된 코일 위로 정제수를 통과시켜 정제수가 증발하여 수증기 상태가 되게 한 다음 수증기가 상승하여 냉각 챔버로 이동하면 응축되어 다시 액체로 만드는 장치입니다. 이 공정을 통해 정제수는 화학적으로, 미생물학적으로 정제되어 주사용수가 됩니다. 증류 공정은 정제수에 존재할 수 있는 납, 마그네슘 등과 같은 무기화합물을 제거하는 과정이며 미생물 역시 제거됩니다.
8. 청정증기-증류 또는 증발(Distillation or Evaporation)
청정증기는 고순도의 증기를 의미한다. 의약품 제조소에서 멸균용으로 사용하는 고압증기멸균기에서 필요로 하는 것이다. 정제수를 증류 또는 증발시켜 제조한다. 청정증기는 청정증기발생기 즉, Pure steam generators에서 생성되어 고압증기멸균기로 공급된다.
*정제수 및 주사용수 저장 탱크의 상부에는 Vent FIlter가 장착되어 있다. 필터 내부의 카트리지에 의해 공기 중의 오염물 유입을 차단하는 기능을 한다. Electric Heating을 이용하여 필터가 젖는 것을 방지한다. 벤트필터의 교체 주기는 6개월~1년 사이로 결정하여 관리해야 한다.
제조 공정도 및 품질규격
총유기탄소(Total Organic Carbon, TOC)란 제조용수에 존재하는 유기물을 구성하는 탄소의 전체 양을 측정하는 것을 말한다. 유기물은 미생물 생장의 영양원이 되기 때문에 제조용수 속에 유기물이 존재해서는 안된다. 통상 탄소(carbon)를 함유한 화합물을 유기물이라고 부르는데 유기체탄소라고 한 이유는 탄소를 함유하지만 무기체탄소라고 부르는 이산화탄소와 구분하기 위해서다. TOC 시험 기준은 10억분의 1을 의미하는 Parts Per Billion(ppb)이다.
전류가 흐르는 성질을 전도도라고 한다. 만약 제조용수 내에 전류가 흐를 수 있는 물질이 존재한다면 제조용수의 순도에 영향을 끼친다. 따라서 전도도는 제조용수의 순도를 측정하는 것이다. 전도도의 단위는 지멘스인데 제조용수에서는 마이크로 지멘스 단위를 사용한다.
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