Grand sécheur à lit fluidisé pour les importateurs et les équipes d'approvisionnement
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Quel granulateur est utilisé pour la granulation humide ?
Granulation humide Il s'agit d'un processus essentiel dans la fabrication de comprimés, où les poudres sèches sont agglomérées par pulvérisation d'un liquide liant pendant le mélange.
Comme le notent les chercheurs Morin et Briens, dans la granulation humide, « un liant liquide est pulvérisé sur les particules pendant qu'elles sont agitées, généralement dans un mélangeur à haut cisaillement ou un lit fluidisé ».1. En pratique, mélangeurs à haut cisaillement (également appelés granulateurs mélangeurs rapides) et granulateurs à lit fluidisé sont les équipements les plus courants à cet effet. D'ailleurs, une récente publication sectorielle observe que « La granulation humide à haut cisaillement… [est] utilisée avec succès par l'industrie pharmaceutique depuis des décennies »2. Ci-dessous, nous examinons comment fonctionnent ces machines et quand chacune est utilisée.
Granulation humide - Paroi intérieure du pot - Matériau 316L
Granulateurs à haut cisaillement (mélangeur rapide)
Un granulateur à haut cisaillement (souvent appelé granulateur mélangeur rapide ou granulateur à mélange humide) est la machine classique pour la granulation humide par lots. Elle se compose d'un bol de mélange fermé équipé d'une turbine à grande vitesse et d'une lame de hachage. En fonctionnement, les ingrédients en poudre et le liant sont placés dans le bol et la turbine tourne rapidement, malaxant la poudre en agglomérats humides. Une description industrielle explique : « Le poudres sèches Les granulés sont mélangés par la turbine rotative avant l'ajout d'un liant liquide. La turbine produit des granulés de haute densité… Le hachoir empêche la croissance excessive des granulés et répartit le liquide de granulation dans le produit.2
En d'autres termes, la turbine crée un cisaillement et un compactage intenses, tandis que le broyeur coupe les gros morceaux pour produire des granulés uniformes. Un fabricant d'équipements indique que son mélangeur à haut cisaillement produit des granulés de densité moyenne à élevée, présentant d'excellentes caractéristiques d'écoulement et de compression.4Grâce à son mélange vigoureux, un granulateur à haut cisaillement est très efficace pour le mélange humide et la production de granulés denses. Il convient à de nombreuses formulations et tailles de lots (du laboratoire à la production). La conception à turbine/hachoir accélère la formation des granulés et assure une masse homogène. Par exemple, Grand® à cisaillement élevé Le système est explicitement « conçu pour une granulation humide efficace et homogène des poudres » afin de former des granulés fluides et compactables. (Les granulateurs à mélangeur rapide sont parfois appelés granulateurs humides ou mélangeurs à haut cisaillement dans les catalogues de machines pharmaceutiques.)3.)
Après traitement, les granulés humides sont généralement transférés vers un sécheur à lit fluidisé pour éliminer l'humidité. Les systèmes à haut cisaillement existent en différents modèles (par exemple, à entraînement par le haut ou par le bas) et en différentes tailles, mais le principe de mélange de base reste le même. En résumé, pour la granulation humide, le granulateur mélangeur rapide est la machine idéale : il mélange rapidement le liant à la poudre sous un cisaillement élevé, créant ainsi des granulés humides uniformes prêts à être séchés.2.
Série de granulateurs humides de Grand
Granulateurs à lit fluidisé
Un autre largement utilisé granulation humide Cette méthode utilise des granulateurs à lit fluidisé. Dans un système à lit fluidisé, la poudre est mise en suspension (« fluidisée ») par un fort flux d'air ascendant. Un liquide de granulation (eau ou solvant avec liant) est pulvérisé sur le lit de poudre fluidisé par une ou plusieurs buses. Les gouttelettes de liant provoquent l'agglomération des particules en entrant en collision avec l'air. Un article technique d'AbbVie décrit l'équipement à lit fluidisé comme un « équipement spécialisé et polyvalent [capable] de mélanger, de granuler et de sécher » dans une seule cuve.5.
En d'autres termes, la même machine à lit fluidisé maintient la poudre en suspension, pulvérise le liant et sèche les granulés mouillés à l'air chaud. En pratique, un granulateur à lit fluidisé peut donc réaliser le mélange et le séchage en une seule étape. Par exemple, le flux d'air agite la poudre et élimine l'humidité. Ainsi, une fois la granulométrie souhaitée atteinte, le séchage se poursuit jusqu'au point final. La littérature scientifique souligne qu'un granulateur à lit fluidisé est un procédé mono-cuve très économique et efficace pour la conversion des poudres en granulés.6.
Le flux d'air continu assure un excellent transfert de chaleur et de masse, rendant le séchage très uniforme. AbbVie souligne que la granulation en lit fluidisé est « la technique la plus répandue, en raison de sa grande reproductibilité et de son évolutivité » pour la production à grande échelle.5Le compromis est que les systèmes à lit fluidisé n'entraînent aucun malaxage mécanique (sans turbine ni hachoir), ce qui rend le mélange moins agressif. Cela peut convenir à de nombreuses formulations, mais l'incorporation de liants à très haut cisaillement est préférable dans un RMG. Néanmoins, les granulateurs à lit fluidisé sont idéaux lorsque le débit et l'intégration sont importants : une seule machine gère simultanément le mélange, la granulation et le séchage.
Ils sont particulièrement appréciés pour les formulations nécessitant un mélange doux ou une masse thermique élevée (l'air chaud sèche immédiatement et complètement les granulés). Avantages des granulateurs à lit fluidisé : la suspension d'air assure un séchage efficace des granulés et un mélange uniforme du liant, souvent dans une seule unité.5Par exemple, une source cite le mouillage, l'agglomération et le séchage rapides comme avantages des lits fluidisés. Ils ont également tendance à produire des granulés relativement poreux et fluides. (Inconvénient : la poudre peut se ségréger ou coller si elle n'est pas bien fluidisée, mais les conceptions modernes (pulvérisation par le haut, Wurster, pulvérisation tangentielle) atténuent ces problèmes.)*
Écran de fonctionnement du granulateur humide Siemens
Autres équipements de granulation humide
En plus systèmes à cisaillement élevé et à lit fluidisé, plusieurs autres mélangeurs peuvent effectuer une granulation humide. Lot plus petit ou balances de laboratoire peut utiliser des mélangeurs planétaires (Henschel) ou des mélangeurs à double cône avec pulvérisation de liant.
Ces mélangeurs à tambour sont équipés de plusieurs turbines et peuvent traiter des masses collantes. Une autre méthode courante est la granulation en cuve unique (à plateau), où la poudre est mélangée dans une cuve et un liant est ajouté sans cisaillement élevé.
Enfin, les granulateurs bivis continus (GBT) permettent la granulation humide en forçant la poudre et le liant à travers des vis entrecroisées ; leur utilisation est croissante pour la fabrication continue. En résumé, la granulation humide pharmaceutique utilise généralement des mélangeurs-granulateurs à haut cisaillement ou des granulateurs à lit fluidisé, bien que les mélangeurs planétaires ou les machines bivis constituent des alternatives dans certains cas.25.
Grand sécheur à lit fluidisé pour les importateurs et les achats
Choisir le bon granulateur humide
Pour acheteurs d'équipementLe choix du granulateur humide dépend des besoins du procédé. Les granulateurs à haut cisaillement (mélangeurs rapides) sont souvent choisis pour leur puissance de mélange élevée et leur contrôle de la densité des granulés, ce qui les rend particulièrement adaptés aux lots de taille moyenne à grande et aux formulations collantes. Granulateurs à lit fluidisé, en revanche, sont attrayants lorsque l'efficacité du séchage et l'évolutivité sont des priorités : ils sont réputés pour leurs résultats reproductibles et peuvent gérer des débits plus élevés5.
Les principaux critères à prendre en compte sont le volume du lot, les propriétés souhaitées des granulés, la teneur en humidité et les exigences de nettoyage. Ces deux types de machines sont considérés comme des machines pharmaceutiques et doivent répondre aux exigences suivantes : conception GMP.
Dans de nombreuses usines modernes, une approche hybride est utilisée : par exemple, un RMG à cisaillement élevé suivi d'un transfert vers un sécheur à lit fluidisé4Dans tous les cas, la compréhension de l’action de mélange et de granulation de chaque machine garantit le bon choix pour la granulation humide.
Références:
Morin G., Briens L. AAPS PharmSciTech 15(4) : 1039–1048 (2014). « Comparaison des granulés produits par granulation à haut cisaillement et en lit fluidisé. » DOI : 10.1208/s12249-014-0134-7.
Borgers T. Scientifique en direct (2021). « Les fondamentaux de la granulation humide ». 10 décembre 2021.
UPMACH. « Granulateur mélangeur rapide (granulateur mélangeur à haut cisaillement) ». Machines solides UPMACH.
Granulateurs dans l’industrie pharmaceutique – Un aperçu complet.-Grand Pack
AbbVie Contract Manufacturing. « Granulation par lit fluidisé et par fusion dans la fabrication pharmaceutique. » AbbVie News & Insights. (2020).
Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res. 6(4):133-140 (2020). « Granulation en lit fluidisé : une technique prometteuse. » globalresearchonline.net.
