이 글의 목적은 식품 제조 현장에서 사용하는 설비 세척제의 화학적 위험을 체계적으로 평가하고 통제하는 방법을 제공하여, 작업자 안전과 제품 안전을 동시에 확보하도록 돕는 것이다.
1. 적용 범위와 핵심 개념
본 가이드는 배치·연속 공정 모두에 적용하며, 탱크·배관·충전기·컨베이어 등 식품 접촉 표면과 주변 설비의 세척·살균 단계에 쓰이는 액상·분말형 세척제 전반을 다룬다. 세척과 살균을 구분하여 평가하는 것을 원칙으로 하며, 세척제는 오염물 제거를 목적으로 하고 살균제는 미생물 저감을 목적으로 한다. 동일 제품이 두 기능을 겸하는 경우가 있으므로 제품 표시와 안전자료를 기준으로 기능을 명확히 식별해야 한다.
2. 단계별 평가 절차 개요
화학적 위험 평가는 다음 6단계를 표준으로 삼는다.
- 인벤토리 작성: 제품명, 주성분, CAS, 희석 농도, 사용 온도, 접촉 시간, 헹굼 요구를 정리한다.
- 유해성 식별: GHS 분류, 부식성·산화성 등 물리·건강 유해성을 파악한다.
- 노출평가: 작업자(피부·눈·흡입)와 제품(잔류·이행) 노출 시나리오를 정의한다.
- 위해도 추정: 심각도×가능도로 정량·정성 평가한다.
- 통제수단 선정: 대체·공정 격리·국소배기·자동화·교육·PPE를 계층적으로 적용한다.
- 검증·감시: 잔류 시험, 공기질 측정, ATP, pH, 전도도, 시각 점검으로 관리 상태를 유지한다.
3. 세척제 인벤토리: 무엇을 기록해야 하나
제품별 카드를 만들어 아래 항목을 통일 양식으로 보관·갱신한다.
- 제품 기본: 제품명, 제형, 공급사, SDS 개정일, 로트 추적성이다.
- 주성분: 화학명, CAS, 기능(알칼리, 산, 산화제, 계면활성제, 킬레이트, 효소)이다.
- 사용 조건: 희석 농도, 온도, 접촉 시간, CIP·COP 여부, 살수·거품 방식이다.
- 헹굼 요구: 헹굼 필요 여부, 헹굼 횟수, 최종 수질 기준이다.
- 비상 정보: 금기 혼합, 반응 위험, 유출 대응, 저장 조건이다.
| 분류 | 주요 성분(예) | 기능 | 특성 요약 | 주요 위험 | 금기 혼합 |
|---|
| 알칼리 세정 | 수산화나트륨(NaOH) | 지방·단백질 분해 | 강염기, 단백질 변성 | 피부·눈 부식 | 산, 알루미늄 |
| 산 세정 | 질산(HNO3), 인산(H3PO4) | 스케일 제거 | 무기산, 금속 스케일 용해 | 피부·눈 부식 | 차아염소산염 |
| 산화 살균 | 과초산(PAA), 과산화수소(H2O2) | 살균·탈취 | 강한 산화력, 분해 시 산소 발생 | 호흡 자극, 피부 자극 | 가연물, 금속 촉매 |
| 염소계 | 차아염소산나트륨(NaOCl) | 살균 | pH·온도 민감, 염소 가스 생성 가능 | 흡입 자극 | 산, 암모니아 |
| 4급암모늄 | 벤잘코늄염 등 | 살균·소독 | 계면활성, 일부 식품 접촉면 잔류 주의 | 피부 자극 | 음이온계 계면활성제 |
| 보조제 | EDTA, NTA | 경수 연화 | 금속 이온 킬레이트 | 환경 잔류성 고려 | 특이 없음 |
| 효소제 | 프로테아제 등 | 저온 단백질 분해 | 단백분해 효소 포함 | 흡입 알레르기 | 강산·강염기 |
4. 유해성 식별: SDS와 공정 맥락으로 본다
SDS 2·9·10·11·14·15항을 중심으로 유해성을 식별한다. 부식성, 산화성, 급성 독성, 호흡 자극, 환경 유해성 등을 확인하고, 혼합금지 항목과 열·빛 분해 특성을 함께 본다. 공정 맥락에서는 고온 CIP, 분무·거품 살포, 협소 공간 등으로 에어로졸·증기 발생 가능성이 높아지는 조건을 별도 표기한다. 염소계와 산의 혼합, PAA의 금속 촉매 접촉 등은 즉시 위험으로 분류한다.
5. 노출평가: 작업자와 제품에 대한 이중 관점
5.1 작업자 노출 시나리오 정의
- 희석·배합 단계: 원액 개봉, 펌핑, 계량 중 비산·누출 가능성이 높다.
- 적용 단계: 폼건 분사, 살수, CIP 배관 연결 중 안면·피부 노출이 발생한다.
- 환기 조건: 국소배기 부재, 밀폐 탱크 상부 개방, 고온 세정 시 증기 상승이 증가한다.
노출평가는 보수적·전형적 시나리오로 구분하여 수행한다. 가능한 경우 공기 중 농도 측정기, 튜브, 전기화학식 센서를 활용하며, 단시간 고농도 노출이 우려되는 물질은 단시간 노출 지표로 평가한다. 피부·눈 노출은 비산 각도, 분사 압력, 방울 크기 등을 고려하여 빈도·지속 시간을 추정한다.
5.2 제품 오염 노출 시나리오 정의
- 잔류 위험: 세척 후 헹굼 부족으로 표면 잔막 잔류가 발생한다.
- 교차오염: 부적절한 밸브 시퀀스로 세척제가 제품 라인으로 유입된다.
- 증기·에어로졸 침투: 개방 세척 시 주변 원료·포장재 표면에 착상할 수 있다.
평가 항목은 최종 헹굼수의 지표 항목(pH, 전도도), 표면 스왑 시험, 특정 잔류 시험지(염소, PAA 등), ATP 청결도이다. 허용 기준은 제조품목, 표면 재질, 공급사 사용 지침을 반영하여 사내 기준으로 설정한다.
6. 위해도 추정: 리스크 매트릭스 적용
| 가능도 | 설명 | 점수 |
|---|
| 빈번 | 주 1회 이상 발생 | 5 |
| 가끔 | 월 1회 수준 | 3 |
| 드묾 | 연 1회 이하 | 1 |
| 심각도 | 작업자 안전 | 제품 안전 | 점수 |
|---|
| 치명 | 화학화상·흡입성 손상 | 리콜·대규모 폐기 | 5 |
| 중대 | 응급처치·의료처치 | 부분 폐기·고객불만 | 3 |
| 경미 | 일시 자극 | 내부 재처리 | 1 |
위험도는 가능도×심각도로 산출하며, 15~25는 즉시 개선, 5~9는 단기 개선, 1~3은 모니터링 유지로 분류한다. 제품 안전과 작업자 안전을 별도로 산정하여 높은 값을 최종 값으로 사용한다.
7. 통제수단: 대체·공정 격리 우선
- 대체: 고농도 차아염소산을 PAA로 대체하거나, 강염기 농도를 공정상 허용 범위 내 최저로 낮춘다.
- 공정 격리: 약품 투입을 드럼 개방식에서 교반 탱크 밀폐 이젝터 투입으로 변경한다.
- 국소배기: 분무·거품 세척 구역에 후드·에어커튼을 설치한다.
- 자동화: CIP 자동 계량·밸브 시퀀스·전도도 제어로 사람 개입을 줄인다.
- 행정관리: 2인 교차 확인, 라벨 색상 구분, 배합 체크리스트, 교육·훈련을 운영한다.
- PPE: 고글·페이스실드, 내화학 장갑, 앞치마, 장화, 필요 시 반면형 호흡 보호구를 적용한다.
8. 잔류관리와 검증: 수치로 통제한다
- 헹굼 확인: 최종 헹굼수 pH가 중성 근사 범위로 회복하고, 전도도가 기준 이하로 안정화되어야 한다.
- 표면 스왑: 표준 면적(예: 10×10 cm)을 문지른 뒤 특정 잔류 시약으로 정성 확인한다.
- ATP 청결도: 고위험 라인은 공정 재가동 전 ATP 기기 기준을 만족해야 한다.
- 살균력 확인: 미생물 지표 시험으로 전처리 후 대비 저감폭을 주기적으로 검증한다.
숫자 기준은 제품별 사용 지침과 제품 특성, 제품군 위험도에 따라 사내 기준으로 정의·문서화해야 한다.
9. 혼합·희석 계산 예시
희석은 C1V1=C2V2로 계산한다. 예시를 통해 현장 오류를 줄인다.
| 사례 | 문제 | 계산 | 정답 |
|---|
| 50% NaOH로 2% 용액 1,000 L 제조 |
필요 원액 부피 |
V1=(C2×V2)/C1=(0.02×1000)/0.50 |
V1=40 L |
| 15% PAA로 300 ppm 용액 800 L 제조 |
필요 원액 부피 |
300 ppm=0.03%, V1=(0.0003×800)/0.15 |
V1=1.6 L |
| 차아염소산 12%로 200 ppm 용액 500 L 제조 |
필요 원액 부피 |
200 ppm=0.02%, V1=(0.0002×500)/0.12 |
V1≈0.83 L |
원액 주입은 반드시 물→약품 순서로 한다. 산·염소계는 절대 혼합하지 않는다.
10. 정량 위해평가 예시: 잔류 추정
세척 후 표면 잔류량을 보수적으로 추정한다. 예시 가정은 다음과 같다.
- 평판형 열교환기 내부 표면적 40 m²이다.
- PAA 300 ppm 용액 500 L로 순환 세척 후 배출한다.
- 배출 후 잔류막 두께를 0.05 mm로 가정한다.
잔류 용액 체적은 표면적×두께로 40 m²×0.00005 m=0.002 m³=2 L이다. 잔류 PAA 질량은 300 mg/L×2 L=600 mg이다. 최종 헹굼으로 99% 제거 시 잔류는 6 mg이 된다. 제품과의 최초 접촉 전 추가 헹굼으로 10배 희석이 이루어지면 이행량은 0.6 mg으로 감소한다. 이러한 계산은 보수적 가정이며, 실제 값은 헹굼 효율에 좌우되므로 현장 데이터로 보정해야 한다.
11. 현장 점검 체크리스트
| 항목 | 점검 방법 | 빈도 | 합격 기준 |
|---|
| 약품 식별 | 라벨·색상 코드 확인 | 매일 | 오표기 없음 |
| 희석 정확도 | 전도도·자체 표준 용액 교차 검증 | 배치별 | 허용오차 ±5% |
| 밸브 시퀀스 | 시뮬레이션·인터록 확인 | 주간 | 오류 없음 |
| 국소배기 | 풍량 측정 | 분기 | 설계치 ≥90% |
| 최종 헹굼 | pH·전도도 측정 | 배치별 | 사내 기준 충족 |
| 표면 잔류 | 스왑·시험지 | 일일 | 불검출 또는 기준 이하 |
| ATP | ATP 루미너스 | 라인 가동 전 | 사내 기준 이하 |
| PPE 착용 | 관찰·교육 기록 | 매일 | 누락 없음 |
12. 문서화와 변경관리
세척제 교체·농도 변경·공정 변경 시 위해평가를 재수행한다. 변경관리 문서에는 변경 사유, 유해성 차이, 노출 영향, 밸리데이션 계획, 라벨·교육 변경, 비상대응 수정 사항을 포함한다. SDS 개정 시점별로 사내 카드의 개정 이력을 유지한다.
13. 자주 발생하는 오류와 예방
- 산·염소계 혼합으로 유독가스 발생 사례가 반복된다. 보관 구역과 취급 도구를 색상으로 분리한다.
- 희석 순서 오류로 비등·비산이 발생한다. 항상 물에 약품을 넣도록 표준작업서를 명문화한다.
- 거품 세정 중 방울 입경이 커져 안면 노출이 증가한다. 분사 압력과 노즐 사양을 조정한다.
- CIP 자동 밸브 오동작으로 제품 라인 유입이 발생한다. 시뮬레이션과 하드와이어 인터록을 추가한다.
- 헹굼 생략 또는 시간 단축으로 잔류가 증가한다. 재작업 비용을 위험도에 포함하여 의사결정의 유인을 만든다.
14. 교육·훈련 시 포함해야 할 핵심
- 세척제 기능·금기 혼합·유해성 픽토그램의 의미 교육이다.
- 희석 계산 실습과 표준 용액으로의 교차 검증 실습이다.
- 유출·비산 시 응급처치와 세안·세척 절차 실습이다.
- 잔류 확인 방법과 합격 기준 판정 퀴즈이다.
- 교대자 간 인수인계 체크리스트 사용 훈련이다.
15. 서식 샘플: 세척제 평가 카드
| 항목 | 내용 |
|---|
| 제품명/로트 | |
| 주성분/CAS | |
| 기능/분류 | |
| 사용 농도/온도/시간 | |
| 헹굼 요구/기준 | |
| 금기 혼합 | |
| 유해성 요약(GHS) | |
| 작업자 위험도 | 가능도/심각도/위험도 |
| 제품 위험도 | 가능도/심각도/위험도 |
| 통제수단 | 대체/공정/환기/자동화/행정/PPE |
| 검증 계획 | pH/전도도/스왑/ATP/공기질 |
| 비상 대응 | 유출·피폭 대응 요약 |
| 개정 이력 | 버전/일자/변경 포인트 |
16. 감사·내부 심사 포인트
- 세척제 인벤토리와 현장 보관 물질의 일치 여부이다.
- SDS 최신성, 한국어 표기, 접근성 확보 여부이다.
- 희석 기록과 전도도·온도 트렌드의 상관성이 확인되는지이다.
- 잔류 부적합 시 원인 분석과 시정·예방 조치의 적정성이다.
- 변경관리 이력과 재평가 수행 증빙의 완결성이다.
17. 사례 기반 QRA(정량 위험도) 확장 팁
고揮発 물질이나 에어로졸화가 잦은 구역은 근로자 흡입 노출을 단시간 기준으로 모델링한다. 분사량, 노즐 압력, 무풍 체류시간, 환기 회수로 근사 모델을 구성하고, 보수적 가정과 측정값으로 보정한다. 제품 안전 측면에서는 CIP 최종 헹굼의 체류 곡선을 공정 데이터로 수집하여 잔류 물질 농도 감소를 1차 지수감소로 피팅하고, 목표 기준에 도달하는 시간을 산출한다. 이러한 데이터 기반 접근은 세척 시간 최적화와 화학제 사용량 절감을 동시에 달성하게 한다.
FAQ
세척제가 식품 접촉면에 잔류하지 않도록 보장하려면 무엇을 우선 확인해야 하나
공급사 사용 지침의 희석 농도와 헹굼 요구를 준수하고, 최종 헹굼수의 pH·전도도 안정화와 표면 스왑 시험을 통과해야 한다. 고위험 설비는 ATP 기준을 추가 적용한다.
염소계와 산이 섞이면 왜 위험한가
산성 조건에서 차아염소산염이 분해되어 염소 가스가 발생할 수 있기 때문이다. 보관 구역과 투입 도구를 물리적으로 분리하고, 표준작업서에 금기 혼합을 명시한다.
PPE만 강화하면 위해도가 충분히 낮아지는가
PPE는 최하위 통제수단이므로 단독으로는 충분하지 않다. 대체·격리·환기·자동화를 먼저 검토하고 잔여 위험에 대해 PPE를 보완한다.
세척 시간 단축과 제품 안전을 동시에 달성할 수 있는 방법은 무엇인가
CIP 전도도 제어와 헹굼 모니터링을 도입하여 과세척 구간을 제거하고, 잔류 기준을 실시간으로 만족하는 시점에 공정을 전환한다.
효소 세정제를 사용할 때 호흡기 알레르기 관리는 어떻게 하나
분말 취급을 피하고 밀폐 용기·액상 제품으로 전환하며, 투입은 저속 흡기 후드 하에서 수행한다. 필요 시 적합한 필터를 장착한 호흡 보호구를 적용한다.
사내 기준치 숫자는 어디서 정하면 좋은가
공급사 사용 지침, 공정 특성, 제품군 위험도, 내부 밸리데이션 결과를 종합하여 설정한다. 외부 기준은 참고하되 사내 데이터로 보정한다.
