EOLIOS przeanalizował metodą CFD stężenie i rozkład pyłu leków w farmaceutycznym pomieszczeniu czystym, aby ocenić ryzyko kontaminacji między liniami produkcyjnymi i dobrać system odciągu.
EOLIOS Ingénierie przeanalizował stężenie i rozkład cząstek na linii produkcyjnej oraz w hali. Analizy pozwoliły ocenić, czy dochodzi do kontaminacji między dwiema liniami produkcyjnymi, i opracować system odciągu pyłu leków.
Najważniejsze. Dla IPSEN EOLIOS przeanalizował w CFD stężenie i rozkład pyłu leków w pomieszczeniu czystym o kubaturze 832 m³. Audyt dymowy na obiekcie, znakowanie cząstek w CFD i pomiary prędkości pozwoliły zlokalizować nieszczelności linii produkcyjnych i ryzyko kontaminacji, a następnie dobrać systemy odciągu, potwierdzone próbą dymową odbiorową.
Najpierw, aby odtworzyć zjawiska zaobserwowane przez zespoły na obiekcie, nasi inżynierowie wykonali serię pomiarów na miejscu, aby jak najdokładniej zamodelować istniejące urządzenia. Pomiary te mają decydujące znaczenie dla oceny parametrów i zjawisk zachodzących w pomieszczeniu.
Aby zapewnić dokładny i wiarygodny wynik, inżynierowie EOLIOS wykonali kilka pomiarów powtórzonych, aby uzyskać najwyższą dokładność. Choć dane zbierano starannie, obarczone są pewną niepewnością wynikającą z naturalnych odchyleń pomiaru wykonywanego przez człowieka. Pozwalają jednak przedstawić tendencje przepływowe w sposób precyzyjny.
pomieszczeniu czystym, w którym prowadzona jest produkcja, ma kubaturę 832 m³. Występują w nim 4 otwory. Nawiew odbywa się przez 8 dysz umieszczonych w stropie, a wyciąg przez 16 dysz umieszczonych w głębi pomieszczenia.
Linia produkcyjna składa się z różnych modułów umożliwiających pakowanie produktu. Każdy element zamodelowano w skali, aby uzyskać najwyższą dokładność. Elementy poza linią, ale działające jak przeszkoda aerodynamiczna i mogące wpływać na ruch powietrza, również zinwentaryzowano i zamodelowano w skali.
Przeszkoda aerodynamiczna to element — meble, maszyna lub przegroda — który odchyla lub hamuje powietrze i tworzy za sobą strefy małej prędkości albo recyrkulacji, w których mogą gromadzić się cząstki. Modeluje się ją w skali, aby odtworzyć te efekty.
Celem wykonanych badań jest ocena ruchu powietrza w całej hali produkcyjnej, aby wskazać szczególne zjawiska: recyrkulacje powietrza, nieszczelności wychodzące z linii produkcyjnej lub do niej wchodzące oraz szczególne ruchy powietrza między nawiewem a wyciągiem umieszczonym w głębi pomieszczenia.
W ramach tego audytu nasz zespół wykonał serię badań:
Najpierw ocena zmian przepływu powietrza między nawiewem a wyciągiem, pomiędzy poszczególnymi liniami produkcyjnymi.
Następnie ocena współczynników nieszczelności z wnętrza linii produkcyjnych na zewnątrz, aby wskazać miejsca ucieczki pyłu zawieszonego.
Dodatkowo nasi inżynierowie wykonali serię pomiarów prędkości powietrza w różnych punktach pomieszczenia, aby powiązać wyniki symulacji z warunkami zmierzonymi na obiekcie.
Podczas badań wylot wytwornicy dymu skierowano zgodnie z przepływem; następnie trzeba było odczekać kilka sekund, aż przepływ się ustabilizuje, aby jak najdokładniej uchwycić poszczególne zjawiska. Powietrze w strefie przejścia rzeczywiście zmierza do wyciągów w sposób laminarny. Próby dymowe ujawniły jednak interesujące zjawiska: dym raczej wciska się w szczelinę między przegrodami rozdzielającymi dwie linie produkcyjne, niż kieruje się do najbliższych wyciągów.
Próba dymowa wprowadza do powietrza dym neutralny, aby uwidocznić rzeczywiste przepływy: kierunki strumieni, recyrkulacje, nieszczelności. Kalibruje model CFD na zaobserwowanym zachowaniu i służy też jako kontrola odbiorowa po robotach.
Najpierw, aby ocenić główne nieszczelności linii produkcyjnej, umieściliśmy wytwornicę dymu w obudowie strefy zsypu tabletek i wypełniliśmy ją dymem. Po wypełnieniu łatwo rozpoznać miejsca o największych nieszczelnościach: przede wszystkim drzwi i szczotkę.
Celem analizy jest oszacowanie stężenia i rozkładu pyłu zawieszonego na linii produkcyjnej oraz w hali. Oszacowanie to ma pozwolić ocenić, czy dochodzi do kontaminacji między dwiema liniami produkcyjnymi. Plany prędkości ujawniają ogólną dynamikę przepływów powietrza w hali: większe prędkości w części lewej (strefa nawiewów) i mniejsze w części prawej (strefa wyciągów).
Symulacja ujawnia również zjawiska uchwycone podczas badania dymowego. Zestawiając obserwacje na obiekcie z wynikami symulacji, stwierdza się obecność strefy recyrkulacji o małej prędkości przy szczelinie między dwiema przegrodami rozdzielającymi. Prędkości w pomieszczeniu są rzędu 0,2 m/s, ze strefami małej prędkości za urządzeniami stanowiącymi przeszkody aerodynamiczne.
Strefy emisji pyłów wyznaczono na podstawie obserwacji techników na obiekcie. Wskazano 3 główne strefy:
Zbiornik
Ramię napełniające szyny
Szczotka sortująca
Znakowanie ujawnia dwie główne strefy ucieczki pyłu na zewnątrz maszyny. Te bardzo miejscowe nieszczelności występują przez niewielkie szczeliny przy drzwiach lub między modułami. Choć ich udział jest niewielki, stanowią ryzyko kontaminacji.
Znakowanie cząstek numerycznie śledzi pyły emitowane w określonych punktach, aby zobrazować ich tor, stężenie i miejsca ucieczki z maszyn. Ujmuje liczbowo ryzyko kontaminacji i wskazuje, gdzie umieścić odciągi.
Bezpośrednia kontaminacja między dwiema maszynami jest mało prawdopodobna, jednak nieumyślne przeniesienie skażenia przez techników podczas prac utrzymaniowych nie jest wykluczone, biorąc pod uwagę ilość pyłu emitowaną wokół maszyny. Aby temu zapobiec, dobraliśmy systemy odciągu w wskazanych strefach emisji.
Do zapamiętania. Ryzykiem nie jest tu bezpośrednia kontaminacja między maszynami, ale nieumyślne przeniesienie przez pracowników: wystarczy kilka bardzo miejscowych nieszczelności. Lepiej skierować odciąg do źródła niż traktować całą kubaturę.
Symulacja numeryczna otwiera nowe możliwości przed biurami projektowymi: pozwala przewidzieć wiele scenariuszy i opanować nieprzewidziane skutki błędnego projektu. W zakładach produkcyjnych modelowanie multifizyczne uwzględnia wszystkie zjawiska stojące u źródła przepływów termicznych i powietrznych wzdłuż linii — od przegrzewania po komfort pracowników, aż do zapewnienia braku kontaminacji produkcji.
Dzięki własnym serwerom obliczeniowym modele EOLIOS można zasymulować w całości z dużą dokładnością w krótkim czasie. Doświadczenie EOLIOS w przepływach powietrza pozwala naszemu zespołowi proponować nowatorskie i trafne rozwiązania zagadnień przepływowych, klimatyzacyjnych i rozprzestrzeniania pyłu zawieszonego. Włączenie symulacji CFD do procesu projektowania to skorzystanie z pomocy ekspertów mechaniki płynów, techniki cieplnej i symulacji numerycznych, aby żaden problem nie wystąpił w przyszłości.
Nasi inżynierowie mają bogate doświadczenie audytowe i wnoszą swoją wiedzę bezpośrednio na obiekcie, aby skuteczniej rozwiązywać problemy. Tutaj audyt objął całą halę produkcyjną, co pozwoliło trafnie zlokalizować nieszczelności powietrzne przy maszynach, przeanalizować przepływy i zapewnić czystość produkcji. Zaawansowany sprzęt umożliwia bezpośredni i rozdzielny pomiar: ocenę obiektu, urządzeń i wyposażenia, a w razie potrzeby ekspertyzę termiczną (mostki termiczne, straty ciepła, spadek parametrów systemów wentylacyjnych).
EOLIOS wykonał audyt dymowy, aby zapewnić optymalny dobór systemów odciągu stosowanych w maszynie produkującej leki. Audyt ten miał zasadnicze znaczenie dla potwierdzenia, że urządzenia odciągowe zapewniają skuteczne usuwanie pyłu zawieszonego powstającego w trakcie procesu. Głównym celem było sprawdzenie, czy istniejące systemy odciągu odpowiadają wymaganiom produkcji — za pomocą wyczerpujących badań z użyciem dymu dostosowanego do warunków pracy maszyny.
Dzięki zastosowaniu dymu mogliśmy zobrazować i zmierzyć strumienie dymu wytwarzane przez maszynę produkcyjną. Dane te przeanalizowali następnie specjaliści EOLIOS, aby ustalić, czy istniejące systemy odciągu są w stanie skutecznie wychwycić i usunąć te strumienie.
Wyniki audytu pozwoliły stwierdzić, że istniejące systemy odciągu są prawidłowo dobrane i skutecznie radzą sobie z dymem wytwarzanym przez maszynę. Potwierdzenie to jest istotne dla zapewnienia jakości wytwarzanych leków i uniknięcia jakiejkolwiek kontaminacji. Podsumowując, audyt dymowy wykonany przez EOLIOS odegrał kluczową rolę w potwierdzeniu parametrów systemów odciągu.
Kompetencje: pomieszczenia czyste, kontaminacja pyłowa i zgodność z ISO/GMPPył leków, nieszczelności linii produkcyjnych i dobór odciągu w pomieszczeniu czystym.
Znakując pyły emitowane w punktach produkcji i śledząc ich rozprzestrzenianie, CFD lokalizuje ucieczki z maszyn oraz strefy zastoju powietrza. Na tej podstawie ustala się ryzyko kontaminacji i miejsce odciągów. Zobacz także nasz projekt przepływ powietrza w pomieszczeniu czystym.
Uwidacznia przepływ: widać, jak powietrze zmierza do wyciągów w sposób laminarny, ale też wciska się między przegrody. Obserwacje te kalibrują model CFD i potwierdzają przy odbiorze, że zainstalowany odciąg rzeczywiście usuwa pyły.
Emitują trzy główne strefy: zbiornik, ramię napełniające szyny i szczotka sortująca. Znakowanie wskazuje dwie główne, bardzo miejscowe ucieczki na zewnątrz — przy drzwiach i między modułami.
Ponieważ działają jak przeszkody aerodynamiczne: odchylają powietrze i tworzą recyrkulacje oraz strefy małej prędkości, tutaj około 0,2 m/s. Bez tych przeszkód symulacja pominęłaby rzeczywiste strefy gromadzenia cząstek.
Kieruje się go do wskazanych stref emisji, dobiera wydatek wyciągu, a następnie próbą dymową odbiorową sprawdza, czy pyły są rzeczywiście wychwytywane. Wyniki potwierdziły prawidłowy dobór.
Poznaj nasze kompetencje, projekty i opracowania techniczne, aby wyjść poza FAQ.
Symulacja numeryczna otwiera nowe możliwości przed biurami projektowymi: pozwala przewidzieć wiele scenariuszy i opanować nieprzewidziane skutki błędnego projektu. W farmaceutycznych pomieszczeniach czystych modelowanie multifizyczne uwzględnia wszystkie zjawiska termiczne i przepływowe wzdłuż linii — od przegrzewania po komfort pracowników, aż do zapewnienia braku kontaminacji produkcji. Audyt objął całą halę i pozwolił trafnie zlokalizować nieszczelności powietrzne, przeanalizować przepływy i dobrać systemy odciągu.
Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina laboratoriów w jednym miejscu.
Najprościej jest po prostu porozmawiać. Nasi inżynierowie odpowiadają pierwszą analizą techniczną.
