Pharmazeutisches Labor – Staub
In wenigen Worten
EOLIOS Ingénierie untersuchte die Konzentration und Verteilung der Partikel in der Produktionskette sowie in der Halle. Mit diesen Studien wurde untersucht, ob es zwischen den beiden Produktionslinien zu einer Kontamination kommt, und es wurde ein System zur Absaugung von Medikamentenstaub entwickelt.
Pharmazeutisches Labor - Staub
Jahr
2023
Kunde
IPSEN
Lokalisierung
Frankreich
Typologie
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Beschreibung des Projekts
Um die von den Teams vor Ort beobachteten Phänomene zu reproduzieren, führte unser Ingenieurteam zunächst eine Reihe von Messungen vor Ort durch, um die Anlagen vor Ort so genau wie möglich zu modellieren. Diese Erhebungen sind entscheidend, um die verschiedenen Parameter und Phänomene, die innerhalb des Raumes auftreten können, zu bewerten.
Um ein optimiertes und genaues Ergebnis zu gewährleisten, führten unsere EOLIOSC-Ingenieure mehrere wiederholte Messungen durch, um ein Höchstmaß an Genauigkeit zu garantieren. Obwohl diese Daten sorgfältig erhoben wurden, ist eine gewisse Unsicherheit aufgrund der verschiedenen Variationen, die der menschlichen Erhebung inhärent sind, vorhanden. Dennoch können sie genaue Lufttrends liefern.
Merkmale des untersuchten Labors
Der Reinraum, in dem die Produktion stattfindet, ist ein 832 m3 großer Raum. Es sind vier Öffnungen zu verzeichnen. Das Ausblasen erfolgt über 8 Düsen an der Decke. Die Übernahme erfolgt durch 16 Düsen, die sich am Boden des Raumes befinden.
Reihe von Messdatenerhebungen vor Ort
Die Produktionslinie besteht aus verschiedenen Modulen, mit denen das Produkt in Schachteln verpackt wird. Jedes Element wurde maßstabsgetreu modelliert, um ein Höchstmaß an Genauigkeit zu erreichen.
Auch Elemente außerhalb der Produktionslinie, die als Luftmasken fungieren und die Luftbewegung beeinflussen können, wurden erfasst, um sie maßstabsgetreu zu modellieren.
Erstellen eines digitalen Studienmodells
Die Tests wurden durchgeführt , um die gesamte Luftbewegung in der Produktionshalle zu bewerten und bestimmte Phänomene zu identifizieren. Die meisten dieser Phänomene sind Rezirkulationen, austretende oder eintretende Luft aus der Produktionslinie und besondere Luftbewegungen zwischen dem Zuluft- und dem Abluftsystem im hinteren Teil des Raumes.
Im Rahmen dieser Prüfung konnte unser Team eine Reihe von Tests durchführen.
- In einem ersten Schritt sollten die Tests die Entwicklung des Luftstroms zwischen Ein- und Ausblasen zwischen den verschiedenen Produktionslinien bewerten.
- In einem zweiten Schritt wurden die Leckraten von innen nach außen an den Produktionslinien getestet, um die Bereiche mit Feinstaubleckagen zu ermitteln.
Außerdem konnten unsere Thermo-Aeraulik-Ingenieure eine Reihe von Luftgeschwindigkeitsmessungen an verschiedenen Punkten im Raum durchführen, um die Simulationsergebnisse mit den Bedingungen vor Ort in Beziehung zu setzen.
Labor-Audit
Ablauf des Testprotokolls
Bei den Tests wurde der Ausgang der Nebelmaschine in Richtung der Strömung gerichtet, und es war notwendig, einige Sekunden zu warten, bis sich die Strömung stabilisiert hatte, um die verschiedenen Phänomene so genau wie möglich zu erfassen.
Die Luft auf der Zirkulationsebene neigt dazu, laminar auf die Aufnahmen zu treffen. Dennoch konnten die Rauchversuche einige interessante Phänomene aufzeigen.
Der Rauch neigt nämlich eher dazu, durch den Spalt zwischen den Trennwänden zwischen den beiden Produktionslinien zu sickern, als sich auf die nächstgelegene Nacharbeit zu richten.
Simulation des Windes um das Gebäude
Entwicklung von Luftlecks an Produktionslinien
Um die meisten Luftlecks in der Produktionslinie zu bewerten, positionierten wir zunächst die Nebelmaschine im Innenraum des Pillenschüttbereichs und füllten sie mit Nebel.
Nach dem Befüllen kann man leicht die Bereiche mit den höchsten Lecks unterscheiden. Diese Bereiche befinden sich hauptsächlich im Bereich der Tür und der Bürste.
Die Rolle der CFD-Simulation
Das Ziel der Studie ist es , die Konzentration und Verteilung von Feinstaub in der Produktionslinie und in der Halle zu schätzen. Diese Schätzung dient dazu, zu beurteilen, ob es eine Kontamination zwischen den beiden Produktionslinien gibt.
Diese Geschwindigkeitspläne verdeutlichen die Gesamtdynamik der Luftströme in der Produktionshalle. Diese Dynamik führt zu höheren Luftgeschwindigkeiten im linken Teil des Raumes, dem Ausblasbereich, und zu niedrigeren Luftgeschwindigkeiten im rechten Teil, dem Abblasbereich.
Die Simulation zeigt auch Phänomene auf, die in der Rauchstudie erfasst wurden.
Wenn man die Beobachtungen, die während des Rauchtests vor Ort gemacht wurden, mit den Ergebnissen der Simulation vergleicht, lassen sich einige Ähnlichkeiten feststellen. Denn an der Öffnung zwischen den beiden Trennwänden ist der Bereich für die Umwälzung mit niedriger Geschwindigkeit zu erkennen.
Die Gesamtgeschwindigkeiten im Raum liegen bei 0,2 m/s. Es gibt Bereiche mit niedrigen Geschwindigkeiten hinter den Geräten, die Luftmasken bilden.
Studie zur Feinstaubkonzentration
Bereich der Staubemission
Die Zonen der Staubemissionen wurden nach den Beobachtungen der Techniker vor Ort kalibriert.
Es gibt drei Hauptbereiche:
- Der Tank
- Der Schienenfüllarm
- Die Sortierbürste
CFD-Tracking des Staubs von der Maschine in die Halle
Zwei Hauptbereiche, in denen Staub aus der Maschine entweicht. Diese sehr lokal begrenzten Lecks entstehen durch leichte Öffnungen an Türen oder in den Zwischenräumen von Modulen. Trotz des geringen Anteils an austretenden Partikeln stellt dieser ein Kontaminationsrisiko dar.
Eine direkte Kontamination zwischen den beiden Maschinen ist unwahrscheinlich, allerdings ist eine unbeabsichtigte Kontamination durch Techniker bei Wartungsarbeiten angesichts der Staubemissionen um die Maschine herum nicht auszuschließen.
Um dieser Problematik entgegenzuwirken, haben wir an den identifizierten Emissionsbereichen Absaugsysteme dimensioniert.
CFD-Simulation für Labore
Die numerische Simulation bietet neue Möglichkeiten für Designbüros. Dies ermöglicht die Vorhersage einer Vielzahl von Szenarien und damit die Beherrschung aller Unwägbarkeiten, die mit einem schlechten Design verbunden sind. Im Falle von Produktionsanlagen ermöglicht die multiphysikalische Modellierung die Berücksichtigung aller Phänomene, die den thermo-lufttechnischen Flüssen zugrunde liegen, die entlang der Produktionskette auftreten, von der Überhitzung über den Komfort der Mitarbeiter bis hin zu einer Garantie, dass die Produktion nicht kontaminiert wird.
Mithilfe seiner Rechenserver können die Modelle von EOLIOS in kurzer Zeit vollständig und mit hoher Genauigkeit simuliert werden. Darüber hinaus ermöglicht die Erfahrung von EOLIOS im Bereich der allgemeinen Lufttechnik unserem Team, innovative und relevante Lösungen bei Problemen mit der Lufttechnik, der Klimatisierung und der Ausbreitung von Feinstaub vorzuschlagen. Die Implementierung von CFD-Simulationen in Ihren Designprozess bedeutet jedoch, dass Sie auf Experten für Strömungsmechanik, Wärmetechnik und numerische Simulationen zurückgreifen, um sicherzustellen, dass in Zukunft keine Probleme auftreten.
Unsere EOLIOS-Ingenieure profitieren von ihrer großen Erfahrung im Auditing, indem sie ihr Fachwissen direkt vor Ort einbringen, um die Lösung der verschiedenen Probleme zu optimieren. In diesem Fall wurde das Audit in der gesamten Produktionshalle durchgeführt, um Luftlecks an den Maschinen zu lokalisieren, Luftströmungen zu untersuchen und die Reinheit der Produktion zu gewährleisten.
Die hochmodernen Geräte ermöglichen direkte und separate Messungen, die eine Bewertung des Standorts, der Ausrüstung, des Materials und, falls erforderlich, ein thermisches Gutachten einschließlich Wärmebrücken, Verlusten und Leistungsverlusten von Luftsystemen gewährleisten. Die verschiedenen Einrichtungen, die über den Vertrieb berichten, wurden analysiert, um eine mögliche Kontamination der Produktionskette aufzudecken.
Rauchversuche zur Kontrolle der Anlage
EOLIOS führte kürzlich ein Rauchaudit durch, um die optimale Dimensionierung der Absaugsysteme zu gewährleisten, die in der Maschine zur Herstellung von Medikamenten verwendet werden. Diese Prüfung war entscheidend, um sicherzustellen, dass die Absauganlage in der Lage ist, den im Produktionsprozess entstehenden Feinstaub effektiv abzusaugen.
Das Hauptziel dieser Prüfung bestand darin, festzustellen, ob die derzeitigen Absaugsysteme für die Anforderungen der Arzneimittelproduktion geeignet sind. Dazu führte EOLIOS umfassende Tests durch und verwendete Rauchgase, die auf die Arbeitsumgebung der Maschine abgestimmt waren.
Rauchversuche zur Kontrolle der Installation bei der Abnahme
Durch den Einsatz dieser Rauchgranaten konnten wir die Rauchströme, die von der Produktionsmaschine erzeugt wurden, visualisieren und messen. Diese Daten wurden dann von den Technikexperten von EOLIOS analysiert, um festzustellen, ob die vorhandenen Absaugsysteme in der Lage waren, diesen Rauch effektiv zu erfassen und zu beseitigen.
Die Ergebnisse der Prüfung ergaben, dass die derzeitigen Absaugsysteme tatsächlich richtig dimensioniert waren und den von der Maschine erzeugten Rauch effizient bewältigen konnten. Diese Bestätigung ist entscheidend, um die Qualität der hergestellten Medikamente zu gewährleisten, indem eine potenzielle Kontamination durch giftige oder unerwünschte Rauchgase vermieden wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das von EOLIOS durchgeführte Rauchaudit eine entscheidende Rolle bei der Sicherstellung der Leistungsfähigkeit von Absaugsystemen spielte, die bei der Herstellung von Arzneimitteln eingesetzt werden. Dank dieser gründlichen Analyse konnten wir bestätigen, dass die Ausrüstung angemessen dimensioniert ist.
Videozusammenfassung der Studie
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