دراسة التلوث – خطوط إنتاج المستحضرات الصيدلانية

طُلب من شركة EOLIOS Ingénierie تحليل تدفقات الهواء وتشتت الجسيمات في مختبر الإنتاج. وبفضل التدقيق في الموقع والعديد من عمليات محاكاة CFD المرتبطة بها، قام مهندسونا بتوصيف حركات الهواء وتحديد المناطق الحساسة وفهم الآليات التي يمكن أن تؤدي إلى التلوث المتبادل بين خطوط الإنتاج واقتراح حلول ملموسة لتجنب هذا التلوث.

تمكننا هذه الخبرة من تقديم حلول مصممة خصيصاً لتحسين جودة الهواء والتحكم في التدفق وسلامة المختبر.

تُعد EOLIOS شركة رائدة في مجال محاكاة CFD المطبقة على البيئات الداخلية المعقدة، مستفيدةً من الملاحظات المكثفة من حملات القياس والدراسات العديدة التي أجريت على مواقع حقيقية.

التحكم في تدفق الهواء في المختبرات: الحد من مخاطر التلوث التبادلي

الهواء كناقل للجسيمات

الهواء في غرفة التنظيفليس محايدًا أبدًا: فهو ينقل أو يخفف أو يركز الجسيمات الدقيقة من العمليات أو المشغلين أو المعدات. يمكن لأدنى خلل في إمدادات الهواء، أو إعادة تدوير غير متوقعة أو اضطراب موضعي أن يتسبب في تشتت الغبار نحو المناطق الحساسة أو محطات العمل المجاورة. ولذلك فإن فهم كيفية تدوير الهواء فعليًا أمر ضروري للتحكم في مخاطر التلوث المتبادل، لا سيما في البيئات الصيدلانية حيث تعتمد جودة المنتج بشكل مباشر على الاستقرار الهوائي.

دراسة حالة: خطر التلوث المتبادل بين خطوط الإنتاج

في هذا المختبر، تعمل خمسة خطوط إنتاج بالتوازي. خلال كل دورة، تطلق ماكينات التعبئة كمية صغيرة من المنتج في الهواء في وقت الختم: هذه ظاهرة طبيعية متأصلة في العملية، ولكنها تصبح مشكلة عندما لا تكون البيئة مقسمة. في منطقة العمل هذه، لا تكون الخطوط معزولة ماديًا عن بعضها البعض. يدور الهواء بحرية فوق محطات العمل، مما يشجع على انتشار الغبار من خط إلى آخر. ويؤدي هذا الانتقال للجسيمات إلى خطر التلوث المتبادل، مع وجود مشاكل تتعلق بالجودة والنظافة والامتثال، مما يجعل من الضروري التحكم في تدفقات الهواء.

فهم تدفقات الهواء من خلال التدقيق

اختبار الدخان

حددت مرحلة التدقيق الأوليةسلوك الهواء باستخدام اختبارات الدخان. وقد كشفت هذه الاختبارات عن عدة ظواهر جديرة بالملاحظة.
أولا، أن الشبكات الحلزونية المستخدمة تنفخ الهواء بشكل موازٍ للسقف، وليس بشكل عمودي، مما يؤدي إلى خلق مناطق إعادة تدوير تسمح للجسيمات المنخفضة المستوى بالارتفاع والانتشار.

ونتيجة لهذا النفخ المتوازي، يمتد تدفق الهواء على طول السقف، وعلى وجه الخصوص يتمكن من المرور فوق الأقسام المركزية المفتوحة من الأعلى. وهذا يقلل من خطر التلوث في المنطقة.

أخيرًا، تبين أن الجسيمات تنتشر في الممر مما يسمح للمستخدمين بالانتقال من خط إلى آخر، مما يخلق مصدرًا محتملاً للتلوث.

تؤكد هذه النتائج أن التكوين الأولي لا يضمن الاحتواء الفعال، خاصةً بسبب النفخ الأفقي للشبكات الحلزونية.

كاميرا التصوير الحراري

من المهم إجراء دراسة حرارية للغرفة المراد دراستها، حيث من المحتمل أن تؤدي البقع الساخنة، في حال وجودها، إلى تعديل الأيرولكس المحلي بشكل كبير.

تكشف دراسة باستخدام كاميرا حرارية عن وجودعناصر تسخين مرتبطة بإغلاق الأكياس وغيرها من الأجهزة، ترتفع درجة حرارتها حتى 65 درجة مئوية، مما قد يؤدي إلى تعطيل تدفقات الهواء محليًا وإنشاء مناطق مرتفعة.

وقد مكنتنا هذه القياسات من اكتساب فهم أفضل للسلوك الفعلي للتدفقات وتغذية نمذجة CFD.

تحسين التكوين باستخدام CFD

النمذجة والمحاكاة ثلاثية الأبعاد للعديد من التكوينات

تم إنتاج نموذج ثلاثي الأبعاد كامل لغرفة الإنتاج من أجل ضمان دقة نتائج التصميم الميكانيكي الهوائي الحراري. وللقيام بذلك، اعتمد مهندسو EOLIOS على القياسات التي تم أخذها أثناء التدقيق ومخططات الموقع والوثائق الفنية لم ختلف العناصر التي من المحتمل أن يكون لها تأثير على السلوك الديناميكي الهوائي الحراري للغرفة.

تمت دراسة ثلاثة سيناريوهات: التهيئة الحالية،وإضافة فواصل، وتهيئة محسّنة مع ناشرات معدّلة.

التكوين 1 - الوضع الحالي

تدرس هذه المحاكاة التكوين الأصلي، دون أي تعديلات في التصميم. وهي تُستخدم كمحاكاة مرجعية وللتحقق من اتساق النموذج مع القياسات المأخوذة أثناء التدقيق.

تؤكد النتائج الأولية الملاحظات التي تم إبداؤها أثناء التدقيق: تولد الموزعات الدوامة التي تهب أفقياً إعادة تدوير، مما يسمح للجسيمات المنبعثة على ارتفاع منخفض بالارتفاع إلى مستويات أعلى ثم تنتشر، خاصةً من خلال الفتحة الموجودة فوق الحواجز المركزية. وبالإضافة إلى ذلك، تمر بعض الجسيمات عبر الممر بالقرب من ماكينات التعبئة، مما يؤدي إلى تلويث الخط المجاور.

التكوين 1 - الوضع الحالي

نظرًا لأنه وجد أننسبة كبيرة من انتقال الجسيمات تحدث فوق الحواجز المركزية وعبر الممر، فقد تم اقتراح تقسيم هذه المناطق من أجل القضاء على التدفق في هذه النقاط.

يعمل إغلاق الفواصل على تحسين الاحتواء بين السلاسل بشكل كبير، ولكن تظل إعادة الدوران الناتجة عن الموزعات الأفقية قائمة. ونتيجة لذلك، تكون منطقة التعبئة مركزة بشكل كبير من حيث الجسيمات، حيث يتم إعادة توجيه الجسيمات منخفضة المستوى إلى أعلى، ولكن لا يتم نشرها نحو الخطوط المجاورة.

أدى تقسيم الخط إلى الحد من انتشار الجسيمات إلى الخطوط الأخرى. ومع ذلك، فإن تركيز الجسيمات في مناطق عمل المشغلين مرتفع للغاية، مما قد يشكل خطرًا على الصحة.

التهيئة 3 - ناشرات عمودية وتقسيم محسن

يجمع التكوين النهائي بين :

إغلاق ممر المنبع;
إغلاق الأقسام المركزية;
استبدال الشبكات الدوامة بموزعات مربعة مع تفريغ هواء عمودي.

أدى تغيير شبكات تفريغ الهواء إلى تقليل مناطق إعادة الدوران الموجودة في التكوينات السابقة بشكل واضح. ونتيجة لذلك، اختفت التيارات الصاعدة القوية الموجودة تحت الشبكات، مما حد بشدة من فرص ارتفاع الجسيمات إلى ارتفاعات أعلى ثم انتشارها. وبدلاً من ذلك، يتم إعادة توجيه الجسيمات نحو شبكات الاسترداد الموجودة على الجدران في الأسفل.

ما تسمح به الدراسة: التحقق من صحة وتصحيح وتأمين التحكم طويل الأجل في تدفقات الهواء وتشتت الجسيمات

استخدام CFD للتحكم في التلوث التبادلي

توفر دراسة CFD التي أجرتها EOLIOS في هذه الغرفة النظيفة متعددة الخطوط فهمًا تفصيليًا وتشغيليًا لظاهرة تشتت الجسيمات المتولدة أثناء عمليات الختم. تقوم كل دورة ختم بنشر كمية صغيرة جدًا من المنتج في الهواء، وهي ظاهرة طبيعية ولكنها حرجة عندما تشترك عدة خطوط في نفس الحجم.

وبفضل النمذجة الواقعية للمختبر والمعدات والمنافيخ والحواجز المادية، يتيح التحليل إمكانيةتحديد كيفية نقل تدفقات الهواء بدقة لهذه الجسيمات من خط إلى آخر. تسلط الدراسة الضوء على المناطق الحساسة، وتتحقق من صحة التكوينات الحالية أو تبطلها، وتقترح تعديلات عملية للحد من إعادة التدوير وتقليل مخاطر التلوث المتبادل.

القيمة المضافة للمحاكاة الرقمية: جعل ما هو غير مرئي مرئيًا

يتيح تصميم CFD إمكانية تصور الظواهر التي يستحيل قياسها مباشرةً:

حركات الهواء المعقدة ;
عمليات إعادة التدوير فوق الأقسام ;
المناطق الراكدة ;
مسارات الجسيمات المحتملة ;
الكفاءة الحقيقية للمنافيخ والمقصورات.

وبفضل هذا النهج الصارم، من الممكن اتخاذإجراءات مستهدفة من خلال تحديد نقاط ضعف النظام واختبار التعديلات المختلفة فعليًا (الحواجز، وأنواع الشبكات، وتقسيم الممر العلوي، وما إلى ذلك).

أداة حقيقية لصنع القرار

المحاكاة هي أداة استراتيجية هنا: لا يمكنها فقط تقييم الأنظمة الحالية بموضوعية، بل يمكنها أيضًا توقع الأعطال المرتبطة بالهندسة أو التخطيط أو طريقة النفخ. من خلال تصور التدفقات وقياس تأثير كل تغيير، يحول نظام المحاكاة CFD الوقاية إلى اتخاذ قرارات مستنيرة.

نهج للجودة والأداء

بالإضافة إلى التحليل الفوري، تعد هذه الدراسة جزءًا من نهج التحسين المستمر:

تقليل الغبار عند المصدر ;
تعزيز الفصل بين الخطوط ;
تحسين المنافيخ;
تصميم بيئات أكثر قوة وتحكمًا.

بالنسبة للبيئات الصناعية الحساسة (المستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل والأغذية والإلكترونيات وغيرها)، أصبح CFD أداة إدارة أساسية: التحكم في تدفقات الهواء، والحد من التلوث المتبادل وضمان امتثال مناطق الإنتاج لمتطلبات المستقبل.

خبرة شركة EOLIOS Ingénierie في التحكم في التدفقات وجودة الهواء في غرف التنظيف

توضح الدراسة التي أجرتها EOLIOS في هذا المختبر الصيدلاني قيمة النهج الذي يجمع بين التدقيق في الموقع والمحاكاة الرقمية. من خلال تصور تدفقات الهواء ومناطق إعادة التدوير ومسارات الجسيمات غير المرئية بالعين المجردة، تمكن الفريق من تحديد الآليات الحقيقية للتلوث المتبادل بين خطوط الإنتاج وتقييم تأثير الترتيبات المقترحة.

ويوضح هذا النهج، في منتصف الطريق بين الهندسة الهوائية المتقدمة والفهم التفصيلي للعمليات الصناعية، قدرة EOLIOS على مساعدة المختبرات على إيجاد حلول موثوقة وعملية مصممة خصيصًا لقيود الإنتاج الخاصة بها. وبفضل التحليل الموضوعي والسيناريوهات المقارنة، تمكنت الدراسة من توجيه الخيار التقني نحو تكوين نفخ أكثر استقرارًا وأكثر تجانسًا يحد بشكل كبير من إعادة تعليق الغبار.

من خلال هذه الخبرة، تساعد EOLIOS على تأمين البيئات الحساسة وتقليل مخاطر التلوث وضمان عمل مرافق إنتاج الأدوية بطريقة أكثر تحكمًا واستدامة.

اكتشف المزيد حول هذا الموضوع:

> الخبرة: إنشاء التوأم الرقمي لمركز البيانات الخاص بك

> الدراية الفنية: دراسة تأثيرات الجزر الحرارية الحضرية في مراكز البيانات

> المشروع: دراسة CFD خارجية لمركز البيانات

> المادة: محاكاة CFD الخارجية لمراكز البيانات

فيديو ملخص الدراسة

ملخص الدراسة

تسلط الدراسة التي أجرتها EOLIOS في مبنى إنتاج الأدوية هذا الضوء على أهمية اتباع نهج عالمي يجمع بين التدقيق الميداني والمحاكاة الرقمية المتقدمة للتحكم المستدام في مخاطر التلوث التبادلي. من خلال التحليل الدقيق لتدفقات الهواء ومناطق إعادة التدوير ومسارات الجسيمات الناتجة عن عمليات التعبئة، تمكن المهندسون من فهم آليات التشتت الحقيقية بين خطوط الإنتاج وتحديد حدود التكوين الحالي.

بفضل نمذجة CFD الواقعية التي تدمج المعدات ومصادر الحرارة وأجهزة تفريغ الهواء، تمت مقارنة عدة سيناريوهات بشكل موضوعي. مكّن هذا النهج من تقييم فعالية التقسيم وقياس تأثير الموزعات الأفقية وإظهار فوائد التكوين الأمثل الذي يجمع بين التقسيم والتفريغ الرأسي للهواء. إن الحلول المعتمدة تحد من إعادة الدوران، وتقلل بشكل كبير من إعادة تعليق الغبار وتعزز إخلاء الجسيمات نحو نقاط الاسترداد، مع تحسين ظروف العمل للمشغلين.

عند مفترق الطرق بين الهندسة الهوائية وفهم العمليات الصناعية والمتطلبات التنظيمية الصيدلانية، توضح هذه الدراسة قدرة EOLIOS على تحويل الظواهر غير المرئية إلى أدوات ملموسة لصنع القرار. من خلال تقديم توصيات موثوقة تتكيف مع قيود الموقع ويتم التحقق من صحتها عن طريق المحاكاة، تساعد EOLIOS في جعل البيئات الحساسة أكثر أمانًا وتحسين جودة الإنتاج وضمان تشغيل أكثر تحكمًا واستدامة للمنشآت الصيدلانية.

ملخص فيديو للمهمة

Play Video