ارزيابي و شبيه سازي الگوي جريان و پراكنش ذرات با تكنيك CFD در اتاق پاك يك صنعت دارويي

Assessment and Simulation of Air flow Pattern and Particle Dispersion with Computational Fluid Dynamics Method in a Pharmaceutical Industry

مقدمه: اتاق پاك محيطي كاملا محصور مي‌باشد كه در آن غلظت ذرات هوابرد تحت كنترل مي‌باشد و يك محيط ضروري در صنعت داروسازي براي توليد محصولات با كيفيت مي باشد . بنابراين هدف از اين مطالعه شبيه سازي الگوي جريان و هم چنين ارزيابي و شبيه سازي پراكنش و رديابي ذرات در اتاق پاك با استفاده از تكنيك ديناميك سيالات محاسباتي در يك صنعت دارويي مي باشد. روش كار: مطالعه حاضر يك پژوهش تجربي كاربردي است كه در سال 1394 در يك صنعت دارويي انجام شد. روش انجام كار در اين مطالعه تعيين غلظت و تعداد ذرات در اتاق پاك بر اساس استاندارد 3-14644 ISO بود. هم چنين الگوي جريان و پراكنش ذرات در اتاق پاك با كلاس پاكيزگي C با استفاده از تكنيك ديناميك سيالات محاسباتي شبيه سازي گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد كه مسير حركت ذرات و چگونگي توزيع و پراكنش ذرات در اتاق پاك به طور كامل تابع شكل جريان و الگوي جريان هوا در اتاق پاك مي باشد . همچنين نتايج حاصل از شبيه سازي ذرات در اتاق پاك نشان داد كه خروجي هاي ديواري راندمان بالاي 70 درصد در حذف ذرات 0/5 و 5 ميكرون دارد. نتيجه گيري: اين مطالعه نشان داد كه وجود ابزار و تجهيزات موجود در اتاق پاك بر الگوي جريان هوا و در نهايت بر راندمان حذف ذرات در اتاق پاك تاثير مي گذارد و در نهايت نتايج حاصل از شبيه سازي پراكنش ذرات در اتاق پاك نشان داد كه الگوي جريان هوا بيشترين تاثير را بر حدف ذرات در اتاق پاك دارد.

Background and Objective: Cleanroom is a tightly enclosed environment where airborne particles are under control and is a necessary environment in pharmaceutical industries to produce quality products. Hence, we sought to assess and simulate particle dispersion and track particles in a cleanroom by computational fluid dynamics (CFD) method in a pharmaceutical industry. Materials and Methods: This experimental study was conducted in 2015 in a pharmaceutical industry. We evaluated particle concentration and number in the cleanroom according to ISO 14644 – 3 standard. In addition, air flow pattern and particle dispersion in the cleanroom with cleanliness class of C was simulated based on CFD. Results: The results showed that the path of particle movement and distribution and dispersion of particles in the cleanroom are completely dependent on flow shape and the pattern of air flow in the cleanroom. Furthermore, the simulation results showed that wall return had efficiency of higher than 70% for particle sizes of 0.5 and 5 microns. Conclusion: Equipment and tools existing in the cleanroom affect the air flow pattern, and in turn, particle removal efficiency. Moreover, particle dispersion simulation in the cleanroom illustrated that air flow pattern exerts the highest impact on particle removal in cleanrooms.