procédé de granulation humide des comprimés

Les comprimés constituent actuellement l'une des formes galéniques les plus utilisées, tant en termes de production que d'usage. Le procédé traditionnel de granulation humide demeure la méthode dominante dans la fabrication des produits pharmaceutiques. Grâce à ses procédés de production éprouvés, à la qualité des particules qu'il offre, à son rendement élevé et à sa facilité de moulage par compression, il présente de nombreux autres avantages qui expliquent sa large diffusion dans l'industrie pharmaceutique.

Le processus de fabrication des comprimés se divise généralement en plusieurs étapes : traitement des matières premières et auxiliaires, pesage, granulation, séchage, mélange, compression, enrobage, etc. Dans le secteur, on dit souvent que la granulation est l'étape initiale, la compression le cœur et le conditionnement la dernière. On constate ainsi que la granulation joue un rôle crucial dans la production de comprimés. Cependant, la méthode de préparation des matières premières et l'obtention des granulés restent souvent floues et décrites sommairement dans les manuels, se limitant à l'idée de « former une boule, manipuler et disperser ». Fort de son expérience en production, l'auteur analyse dans cet article plusieurs facteurs influençant la stabilité du processus de granulation humide des comprimés et propose des mesures de contrôle pour garantir la qualité de la production pharmaceutique.

Prétraitement des matières premières

Les matières premières et auxiliaires doivent généralement être broyées et tamisées avant le mélange humide et la granulation. Certains problèmes fréquemment rencontrés lors de la compression en comprimés, tels qu'un mélange hétérogène, des fissures, une agglomération ou une dissolution, sont étroitement liés à une finesse de pulvérisation insuffisante des matières premières lors du prétraitement. Si les matières premières sont des cristaux écailleux ou aciculaires, le risque de ces défauts est accru. Traditionnellement, le tamis utilisé pour le prétraitement, le broyage et le tamisage était généralement de 80 ou 100 mesh. Cependant, grâce aux progrès technologiques en matière d'équipements et de matières premières, la plupart des matières premières broyées traditionnellement à travers un tamis de 80 mesh peuvent désormais être tamisées à plus de 100 mesh. Le risque de ces problèmes est considérablement réduit pour les poudres fines obtenues avec un tamis de 100 mesh. Par conséquent, le tamisage des matières premières et auxiliaires à 100 mesh remplace progressivement le tamisage à 80 mesh.

Pesée

L'augmentation ou la diminution du poids de chaque matériau entraîne des modifications des autres paramètres de traitement, ce qui peut engendrer une instabilité de la qualité des particules et provoquer divers problèmes tels que l'écaillage des comprimés, une friabilité excessive, une désintégration lente ou une dissolution réduite. Par conséquent, la quantité ajoutée ne peut être ajustée arbitrairement. En cas de circonstances particulières, le poids à peser doit être validé conformément au protocole de traitement.

Préparation des particules
De nos jours, le granulateur à mélange humide à grande vitesse est l'équipement le plus couramment utilisé dans la production de granulés. Comparé au mélangeur et au granulateur traditionnels, ce type de granulateur est privilégié pour répondre aux exigences de production variée et de haute qualité. Le granulateur n'est donc pas supprimé ; le granulateur à mélange humide à grande vitesse est utilisé comme un mélangeur traditionnel, permettant ainsi d'obtenir des granulés plus homogènes par granulation. Les conditions de traitement qui influencent la qualité des granulés humides comprennent principalement de nombreux facteurs tels que la température, le dosage, le mode d'ajout du liant, la vitesse et la durée d'agitation et de coupe du granulateur.

La température de l'adhésif
La température de l'adhésif est le paramètre le plus difficile à contrôler lors du passage à l'échelle industrielle. Il est quasiment impossible de garantir une température constante avant chaque ajout d'adhésif. C'est pourquoi la plupart des procédés n'utilisent pas la température comme paramètre de contrôle. Cependant, en production, on constate que la température de la suspension d'amidon a un impact plus important sur certains procédés spécifiques. Pour ces derniers, une température précise doit être définie. En règle générale, une température élevée est préférable. Plus l'adhérence est faible, plus la friabilité du comprimé est réduite ; à l'inverse, plus la température de la suspension d'amidon est élevée, plus l'adhérence est faible et plus la dissolution du comprimé est importante. Par conséquent, dans certains procédés utilisant une suspension d'amidon comme liant, la température de ce dernier doit être contrôlée.

La quantité d'adhésif

La quantité de liant a l'effet le plus marqué sur les particules humides ; elle constitue donc un paramètre de contrôle essentiel. Généralement, plus la quantité de liant est importante, plus la densité et la dureté des particules sont élevées. Cependant, cette quantité varie souvent selon les lots de matières premières et d'auxiliaires. De légères variations peuvent également apparaître entre les différentes variétés, variations qui doivent être prises en compte lors de la production à long terme. Pour ajuster la compacité des matériaux souples, dans une certaine mesure, il est préférable d'augmenter la quantité de liant plutôt que la durée de mélange.

Concentration d'adhésif

En général, plus la concentration d'adhésif est élevée, plus la viscosité l'est également, ce qui est indissociable du dosage. La plupart des fabricants choisissent de ne pas modifier la concentration après vérification, mais de contrôler les propriétés du matériau en ajustant la quantité d'adhésif. La concentration de l'agent de collage est généralement indiquée comme une valeur fixe dans le cahier des charges et n'est pas utilisée pour ajuster la qualité des particules humides ; je ne la reprendrai donc pas ici.

Comment ajouter de l'adhésif

Utilisez une machine de granulation à mélange humide à grande vitesse pour la granulation. Généralement, deux méthodes permettent d'ajouter le liant. La première consiste à arrêter la machine, ouvrir le couvercle du granulateur et verser directement le liant. Cette méthode a tendance à rendre la dispersion du liant difficile, ce qui peut entraîner une forte concentration locale et une granulométrie irrégulière. Il en résulte une désintégration ou une dissolution très hétérogène des comprimés extrudés. La seconde méthode consiste à alimenter la machine en continu, en utilisant la trémie d'alimentation, en ouvrant la vanne d'alimentation et en mélangeant. Cette méthode permet d'éviter les irrégularités locales et d'obtenir des particules plus homogènes. Cependant, en raison des exigences liées au type de liant, à la conception de l'équipement ou aux habitudes d'utilisation, l'utilisation de cette seconde méthode de granulation est limitée en production.

Le choix de la vitesse de mélange et de la vitesse de hachage

La formabilité du matériau mou lors de la granulation est directement liée au choix de la vitesse d'agitation et de broyage du granulateur à mélange à grande vitesse. Ce choix a un impact majeur sur la qualité des granulés et, par conséquent, sur celle des comprimés extrudés. Actuellement, le moteur d'agitation du granulateur à mélange humide à grande vitesse possède deux vitesses et une régulation de vitesse à fréquence variable. Ces deux vitesses sont divisées en une vitesse lente et une vitesse rapide. La régulation de vitesse par fréquence utilise un réglage manuel, mais celui-ci peut affecter la granulométrie. C'est pourquoi, sur les granulateurs à mélange à grande vitesse équipés d'une régulation de vitesse par fréquence, la vitesse de mélange et la durée de fonctionnement sont généralement préréglées, puis un programme de fonctionnement automatique est lancé afin de réduire l'intervention humaine. Pour certaines variétés, la variation de fréquence est généralement utilisée en mode deux vitesses, mais pour des variétés spécifiques, à durée de fonctionnement égale, il est possible d'augmenter la vitesse afin d'obtenir un matériau moyennement mou, évitant ainsi un mélange prolongé dû à un matériau trop compact.

Le choix du temps de mélange et de broyage

Un paramètre de procédé influençant la qualité des matériaux mous est la durée du mélange et du broyage. Son réglage détermine directement la réussite ou l'échec du processus de granulation. Bien que la vitesse de mélange et de broyage puisse être ajustée par variation de fréquence, la plupart des options de procédé sont fixes. Afin de réduire les écarts et d'obtenir un matériau mou plus adapté, il est conseillé d'ajuster la durée de ces opérations. En règle générale, une durée de mélange et de broyage trop courte réduit la densité, la dureté et l'homogénéité des particules, et peut entraîner des fissures et une homogénéité insuffisante lors de la compression des comprimés. À l'inverse, une durée trop longue augmente la densité et la dureté des particules, ce qui peut compromettre la qualité du matériau mou lors de la compression des comprimés, prolonger leur temps de désintégration et nuire à leur dissolution.

Équipements et techniques de granulation
Actuellement, le choix d'un granulateur pour la granulation humide se divise entre les granulateurs multifonctions et les granulateurs à tambour oscillant. Les avantages des granulateurs multifonctions résident dans leur haute efficacité et leur simplicité d'utilisation. Leur principal inconvénient est la variation de la quantité et de la vitesse d'alimentation due à l'alimentation manuelle, ce qui entraîne une légère baisse de l'homogénéité des particules. Les granulateurs à tambour oscillant, quant à eux, offrent une granulométrie relativement uniforme et une variation de quantité et de vitesse d'alimentation relativement faible. Leurs inconvénients sont une efficacité moindre et l'utilisation de tamis jetables, nécessaires au démontage. Leur installation est relativement complexe. Une granulométrie irrégulière peut facilement entraîner des dépassements de seuil. Le nombre de mailles et la vitesse de tamisage peuvent être ajustés pour optimiser la granulométrie. En général, si les particules humides sont fines, il est conseillé d'augmenter la vitesse, de choisir un tamis plus grand et de réduire la quantité d'alimentation. Si les particules sont fines, il est préférable de réduire la vitesse, de choisir un tamis plus petit et d'augmenter la quantité d'alimentation. De plus, lors du choix des tamis, on a souvent le choix entre des tamis en acier inoxydable et des tamis en nylon. Selon l'expérience de production et les propriétés du matériau mou, il est préférable de choisir des tamis en acier inoxydable pour les matériaux mous visqueux et secs. Les tamis en nylon sont plus adaptés, et le granulateur à tambour oscillant peut également prendre en compte le serrage du tamis pour obtenir des particules appropriées.

Sec

L'effet du séchage se manifeste intuitivement par l'humidité des particules. Cette humidité est un facteur d'évaluation important de la qualité des particules. Un contrôle judicieux de ce paramètre influe directement sur l'aspect et la friabilité des comprimés lors de la compression. En conditions normales, l'écaillage des comprimés lors de la compression peut être attribué à une faible humidité, tandis que l'agglomération des comprimés indique une humidité excessive. L'indice de contrôle de l'humidité est généralement déterminé initialement par vérification du procédé, mais l'humidité est souvent difficile à reproduire. Il est donc nécessaire de collecter des données et de définir une plage de contrôle. La plupart des méthodes de séchage traditionnelles utilisent le séchage par ébullition. Les facteurs influents comprennent des paramètres tels que la pression de vapeur, la température et la durée de séchage, ainsi que la masse des particules séchées. L'humidité des particules est contrôlée par un analyseur d'humidité rapide. Un opérateur qualifié peut effectuer ce contrôle sur une longue période. En pratique, la teneur en humidité de chaque matériau séché est maintenue dans la plage optimale, ce qui améliore l'efficacité de la production et permet un meilleur contrôle de l'humidité. Outre l'expérience acquise, la durée et la température de séchage constituent les principales sources de données.

Granulation complète de granulés secs

Comme pour la granulation humide, les paramètres de procédé influençant la qualité des granulés secs sont généralement le nombre de mailles et la vitesse de rotation du tamis de granulation. Afin de garantir une production homogène lors de la compression, il est essentiel d'obtenir la granulométrie la plus adaptée. Il s'agit de la dernière étape d'ajustement. Le choix du nombre de mailles et de la vitesse de rotation a un impact significatif sur les particules séchées. En règle générale, on privilégie un tamis plus fin pour des particules fines et un tamis plus large pour des particules plus lâches. Cependant, dans la pratique, ce choix n'est généralement pas pertinent pour un procédé mature. Pour obtenir des particules de meilleure qualité, il est nécessaire d'étudier et d'optimiser le procédé de préparation des matériaux mous.

Mélange

Les paramètres du procédé de mélange qui influent sur la qualité des particules sont généralement la quantité de mélange, la vitesse du mélangeur et la durée de mélange. La quantité de mélange est une valeur fixe après validation du procédé. La vitesse du mélangeur peut être affectée par la dérive due à l'usure de l'équipement. L'homogénéité du mélange requiert un contrôle ponctuel et une vérification périodique de l'équipement avant la production. Afin de garantir une homogénéité maximale du mélange des particules et d'obtenir des produits de qualité homogène, il est nécessaire de déterminer la durée de mélange par validation du procédé. Une durée de mélange suffisante garantit une bonne dispersion du lubrifiant dans les particules sèches ; à défaut, le lubrifiant formera des groupes d'adsorption électrostatique pendant le mélange, ce qui altérera la qualité des particules.

Déclaration:
Le contenu de cet article provient d'un réseau médiatique et est reproduit à des fins d'information. Pour toute question relative au contenu, aux droits d'auteur ou à d'autres sujets, veuillez nous contacter dans un délai de 30 jours. Nous procéderons à une vérification et supprimerons l'article dans les plus brefs délais. Le contenu de cet article appartient à son auteur et ne reflète pas nécessairement notre point de vue ni nos suggestions. Cette déclaration et les actions entreprises dans ce cadre sont de notre seule responsabilité.