EOLIOS hat per CFD die Konzentration und Verteilung von Medikamentenstäuben in einem pharmazeutischen Reinraum untersucht, um das Kontaminationsrisiko zwischen den Produktionslinien zu bewerten und ein Absaugsystem zu dimensionieren.
EOLIOS Ingenieurbüro hat die Konzentration und die Verteilung der Partikel in der Produktionslinie sowie in der Halle untersucht. Diese Studien ermöglichten es, zu bewerten, ob eine Kontamination zwischen den beiden Produktionslinien stattfindet, und ein Absaugsystem für die Medikamentenstäube zu entwickeln.
Das Wesentliche. Für IPSEN hat EOLIOS per CFD die Konzentration und Verteilung von Medikamentenstäuben in einem Reinraum von 832 m³ untersucht. Ein Rauchaudit vor Ort, eine CFD-Partikelverfolgung und Geschwindigkeitserfassungen lokalisierten die Leckagen der Produktionslinien und das Kontaminationsrisiko und dimensionierten dann Absaugsysteme, validiert durch einen Rauch-Abnahmeversuch.
Um zunächst die von den Teams vor Ort beobachteten Phänomene nachzubilden, hat unser Ingenieurteam eine Reihe von Erfassungen vor Ort durchgeführt, um die Anlagen so präzise wie möglich zu modellieren. Diese Erfassungen sind entscheidend, um die verschiedenen Parameter und Phänomene zu bewerten, die im Raum auftreten können, und liefern die aeraulischen Tendenzen auf präzise Weise.
Der Reinraum, in dem die Produktion stattfindet, ist ein Raum von 832 m³. Man bemerkt das Vorhandensein von 4 Öffnungen. Die Zuluft erfolgt über 8 Düsen an der Decke; die Abluft erfolgt über 16 Düsen am hinteren Ende des Raums.
Die Produktionslinie besteht aus verschiedenen Modulen, die das Verpacken des Produkts ermöglichen. Jedes Element wurde maßstabsgetreu modelliert, um ein Höchstmaß an Präzision zu liefern. Die der Linie äußeren Elemente — die jedoch als aeraulische Maske wirken und die Luftbewegungen beeinflussen können — wurden ebenfalls erfasst, um maßstabsgetreu modelliert zu werden.
Eine aeraulische Maske ist ein Hindernis, Mobiliar, Maschine oder Trennwand, das die Luft ablenkt oder bremst und hinter sich Zonen niedriger Geschwindigkeit oder Rezirkulation erzeugt, in denen sich Partikel ansammeln können. Man modelliert sie maßstabsgetreu, um diese Effekte wiederzugeben.
Die durchgeführten Tests haben zum Ziel, die globalen aeraulischen Bewegungen im Produktionsraum zu bewerten, um bestimmte besondere Phänomene zu identifizieren: Luftrezirkulationen, austretende oder eintretende Leckagen der Produktionslinien und besondere Luftbewegungen zwischen Zuluft und Abluft am hinteren Ende des Raums.
Unsere thermo-aeraulischen Ingenieure haben außerdem eine Reihe von Luftgeschwindigkeitsmessungen an verschiedenen Punkten des Raums durchgeführt, um die Simulationsergebnisse mit den vor Ort erfassten Bedingungen in Beziehung zu setzen.
Während der Tests war der Ausgang der Rauchmaschine in Strömungsrichtung ausgerichtet; anschließend musste man einige Sekunden warten, bis sich die Strömung stabilisiert, um die verschiedenen Phänomene so präzise wie möglich zu erfassen. Man stellt fest, dass die Luft auf Höhe der Zirkulation tatsächlich dazu neigt, die Abluft laminar zu erreichen. Jedoch neigt der Rauch eher dazu, sich durch den Abstand zwischen den Trennwänden zwischen den beiden Produktionslinien zu drängen, als sich zur nächstgelegenen Abluft zu bewegen.
Ein Rauchversuch injiziert einen neutralen Rauch in die Luft, um die realen Strömungen sichtbar zu machen: Strömungsrichtung, Rezirkulationen, Leckagen. Er kalibriert das CFD-Modell auf das beobachtete Verhalten und dient auch als Abnahmekontrolle nach den Arbeiten.
Um die überwiegenden Luftleckagen der Produktionslinie zu bewerten, wurde die Rauchmaschine in den Innenraum der Tablettenausschüttzone gestellt und dann mit Rauch gefüllt. Man unterscheidet so leicht die Zonen, in denen die Leckagen am höchsten sind — im Wesentlichen auf Höhe der Tür und der Bürste.
Die Geschwindigkeitspläne machen die globale Dynamik der Luftströme in der Halle sichtbar: höhere Geschwindigkeiten im linken Teil (Zuluftzone) und niedrigere im rechten Teil (Abluftzone). Die globalen Geschwindigkeiten im Raum liegen in der Größenordnung von 0,2 m/s, mit Zonen niedriger Geschwindigkeit hinter den Anlagen, die aeraulische Masken bilden — darunter eine Rezirkulation auf Höhe der Öffnung zwischen den beiden Trennwänden, die bereits beim Rauchversuch festgestellt wurde.
Die Staubemissionszonen wurden gemäß den Beobachtungen der Techniker vor Ort kalibriert. Man bemerkt 3 Hauptzonen: den Behälter, den Füllarm der Schiene und die Sortierbürste. Die CFD-Verfolgung macht zwei Hauptleckagezonen des Staubs nach außen der Maschine sichtbar, sehr lokalisiert (leichte Öffnungen auf Höhe der Türen oder der Zwischenräume zwischen den Modulen). Trotz ihres geringen Anteils stellen diese Leckagen ein Kontaminationsrisiko dar.
Die Partikelverfolgung verfolgt numerisch an präzisen Punkten emittierte Stäube, um ihren Weg, ihre Konzentration und die Leckagepunkte aus den Maschinen zu visualisieren. Sie quantifiziert das Kontaminationsrisiko und leitet die Platzierung der Absaugungen.
Die Risiken einer direkten Kontamination zwischen den beiden Maschinen sind wenig wahrscheinlich; hingegen ist eine unbeabsichtigte Kontamination über die Techniker bei den Wartungen nicht auszuschließen, angesichts der Staubmenge, die rund um die Maschine emittiert wird. Um dieser Problematik zu begegnen, haben wir Absaugsysteme auf Höhe der identifizierten Emissionszonen dimensioniert.
Zu beachten. Hier ist das Risiko nicht die direkte Kontamination zwischen den Maschinen, sondern der unbeabsichtigte Transport durch die Bediener: einige sehr lokalisierte Leckagen genügen. Die Absaugung an der Quelle zu platzieren ist besser, als das gesamte Volumen zu behandeln.
EOLIOS hat ein Rauchaudit zur Abnahme durchgeführt, um die optimale Dimensionierung der Absaugsysteme der Medikamentenproduktionsmaschine zu gewährleisten. Das Ziel: zu überprüfen, dass die Absauganlage in der Lage war, eine wirksame Absaugung der beim Prozess erzeugten Feinstäube zu liefern. Dank des Rauchs konnten die Ströme visualisiert und gemessen und anschließend von unseren Experten analysiert werden.
Die Ergebnisse bestätigten, dass die vorhandenen Absaugsysteme korrekt dimensioniert waren und die erzeugten Rauchgase wirksam bewältigten — eine wesentliche Bestätigung, um die Qualität der Medikamente zu gewährleisten und jede Kontamination zu vermeiden.
Medikamentenstäube, Leckagen der Produktionslinien und Dimensionierung der Absaugung in einem Reinraum.
Indem die an den Produktionspunkten emittierten Stäube verfolgt und ihre Ausbreitung nachvollzogen werden, lokalisiert die CFD die Leckagen aus den Maschinen und die Zonen, in denen die Luft stagniert. Daraus werden das Kontaminationsrisiko und die Platzierung der Absaugungen abgeleitet. Siehe auch unser Projekt Aeraulik eines Reinraums.
Es macht die Strömung sichtbar: Man sieht die Luft die Abluft laminar erreichen, aber auch zwischen den Trennwänden hindurchdrängen. Diese Beobachtungen kalibrieren das CFD-Modell und bestätigen bei der Abnahme, dass die installierte Absaugung die Stäube tatsächlich abzieht.
Drei Hauptzonen emittieren: der Behälter, der Füllarm der Schiene und die Sortierbürste. Die Verfolgung zeigt zwei Hauptleckagen nach außen, sehr lokalisiert, an den Türen und den Zwischenräumen zwischen den Modulen.
Weil sie als aeraulische Masken wirken: Sie lenken die Luft ab und erzeugen Rezirkulationen und Zonen niedriger Geschwindigkeit, hier etwa 0,2 m/s. Ohne diese Hindernisse würde die Simulation die realen Akkumulationszonen verfehlen.
Man zielt auf die identifizierten Emissionszonen, dimensioniert den Absaugvolumenstrom und prüft dann mit einem Rauch-Abnahmeversuch, dass die Stäube gut erfasst werden. Die Ergebnisse bestätigten eine korrekte Dimensionierung.
Erkunden Sie unsere Kompetenzen, Projekte und technischen Dossiers, um über die FAQ hinauszugehen.
Die numerische Simulation eröffnet den Planungsbüros neue Perspektiven: Sie ermöglicht es, eine Vielzahl von Szenarien vorherzusehen und die mit einer schlechten Auslegung verbundenen Unwägbarkeiten zu beherrschen. Im Fall der pharmazeutischen Reinräume berücksichtigt die multiphysikalische Modellierung die Gesamtheit der thermo-aeraulischen Phänomene entlang der Linie — von den Überhitzungen über den Komfort der Mitarbeiter bis hin zur Garantie der Nicht-Kontamination der Produktion. Das über die gesamte Halle durchgeführte Audit ermöglichte es, die Luftleckagen wirksam zu lokalisieren, die Strömungen zu untersuchen und die Absaugsysteme zu dimensionieren.
CFD-Expertise, realisierte Projekte und technische Dossiers: der gesamte Bereich Labore an einem Ort.
Am einfachsten besprechen wir es gemeinsam. Unsere Ingenieure antworten Ihnen mit einer ersten technischen Einschätzung.
