Sistema robotico in ambienti sterili di produzione farmaceutica “applicazione e prospettiva”

In recent years after the COVID-19 pandemic and the growing need for automation across various industries, sterile pharmaceutical manufacturing improvement has been driven mainly by industrial robotics. Automation in the pharmaceutical industry has been a trend that has brought enormous improvement in controlled environments and in quality control. With difficult regulation in the industry, application of advanced robotic systems is a prerequisite to facilitate processes, reduce human interference, and adhere to Good Manufacturing Practices standards. The application of robotic systems in sterile pharmaceutical environments is presented in this work in applications and possible futures, focusing on their application in making processes more efficient, ensuring safety, and eliminating hazards of contamination. One of the main challenges in using robotic systems in sterile environments is their impact on airflow patterns and particle distribution. In this research, advanced measurement and analysis tools, specifically Particle Image Velocimetry (PIV), are employed to investigate the impact of robot motion on airflow patterns and particle distribution when in use. The objective is to design optimal robot motion trajectories to produce minimum interference to sterile airflow conditions without compromising strict hygiene standards. furthermore, this work also addresses looking to the future of applications of robots in sterile pharmaceutical environments and examines ways in which new technologies can be applied to continue to control processes and manage contamination. Looking to new patterns of designing systems that employ robots in controlled environments is a key to moving automation forward in pharmaceutical manufacturing.

Negli ultimi anni, dopo la pandemia di COVID-19 e la crescente necessità di automazione in vari settori, il miglioramento della produzione farmaceutica sterile è stato guidato principalmente dalla robotica industriale. L'automazione nel settore farmaceutico è stata una tendenza che ha portato enormi miglioramenti negli ambienti di produzione sterili e nel controllo della qualità. A fronte di una regolamentazione difficile nel settore, l’impiego di sistemi robotici avanzati è un prerequisito per migliorare i processi, ridurre la contaminazione dovuta alla presenza umana e aderire agli standard delle buone pratiche di fabbricazione (GMP). In questo lavoro di tesi vengono presentate le problematiche relative l’impiego di sistemi robotici in ambienti farmaceutici sterili, concentrandosi sulla loro utilizzo nel rendere i processi più efficienti, garantire la sicurezza ed eliminare i rischi di contaminazione. In particolare, una delle principali sfide nell'uso di sistemi robotici in ambienti sterili è valutare il loro impatto sui flussi d'aria utilizzati per mantenere sterili gli ambienti di produzione. In questa ricerca, strumenti di misurazione e analisi avanzati, in particolare la “Particle Image Velocimetry” (PIV), vengono impiegati per studiare gli effetti del movimento dei robot sui flussi d'aria e sulla distribuzione delle particelle all’interno della camera di lavoro. L'obiettivo è progettare traiettorie di movimento del robot ottimali in grado di ridurre le alterazioni del flusso laminare di aria sterile all’interno della cella robotica garantendo i rigorosi standard igienici. Infine, questo lavoro rivolge lo sguardo al futuro delle applicazioni dei robot in ambienti farmaceutici sterili ed esamina i modi con cui le nuove tecnologie possono essere applicate per migliorare i processi produttivi e gestire la contaminazione, con riferimento particolare all’impiego di robot come elemento cardine per far progredire l'automazione nella produzione farmaceutica.