Systèmes de mélange pour poudres pharmaceutiques
Le mélange des poudres pharmaceutiques doit assurer une répartition homogène des principes actifs et des excipients tout en limitant la ségrégation avant les étapes de dosage et de compression. La cohésion, la densité apparente, la granulométrie et la proportion de chaque composant influencent directement le comportement du mélange.
Hosokawa Micron conçoit des équipements et des systèmes intégrés pour le dosage, le transfert, le mélange, la désagglomération, le confinement et le nettoyage des poudres pharmaceutiques. La technologie de mélange est sélectionnée en fonction de la formulation, de l’énergie nécessaire et des exigences de production.
Granulation ou compression directe
La granulation humide ou sèche est fréquemment utilisée afin d’améliorer l’écoulement, la compressibilité et l’homogénéité d’une formulation destinée à la fabrication de comprimés.
La granulation humide comprend généralement plusieurs étapes, notamment le mélange, l’ajout d’un liquide, la granulation, le séchage et le tamisage. La granulation sèche peut convenir aux formulations sensibles à l’humidité ou à la chaleur, mais peut également produire une proportion importante de particules fines.
Lorsque les propriétés des poudres et la formulation le permettent, la compression directe peut réduire le nombre d’étapes du procédé. Les principes actifs et les excipients sont alors mélangés à sec avant d’être transférés directement vers la presse à comprimés.
La faisabilité de cette approche dépend notamment :
- de la granulométrie et de la densité apparente des composants ;
- de l’écoulement et de la compressibilité du mélange ;
- de la proportion de principe actif ;
- du risque de ségrégation pendant le transfert et la vidange ;
- de l’uniformité de teneur requise.
Mélange doux avec le mélangeur Nauta®
Le mélangeur conique à vis Nauta® réalise un mélange convectif doux avec un faible cisaillement. Le mouvement de la vis et sa rotation le long de la paroi assurent la circulation des poudres dans l’ensemble de la cuve conique.
Cette technologie convient notamment aux poudres fluides ou fragiles et aux formulations nécessitant plusieurs étapes d’incorporation. Sa flexibilité en matière de volume de remplissage permet également de préparer des prémélanges avant l’ajout des autres excipients dans le même équipement.
Selon la formulation et la configuration de l’installation, le mélangeur peut être placé directement au-dessus d’une presse à comprimés. La réduction du nombre de transferts contribue alors à limiter les risques de ségrégation entre le mélange et la compression.
Une solution couvrant l’ensemble du procédé
Une installation de mélange pharmaceutique ne se limite pas à la cuve de mélange. Sa conception doit prendre en compte quatre fonctions étroitement liées :
- l’introduction et le dosage des poudres ;
- le mélange et l’ajout éventuel de liquides ;
- la vidange et le transfert vers l’étape suivante ;
- le nettoyage de l’installation.
Des équipements complémentaires peuvent être intégrés en amont ou en aval, notamment des systèmes de dosage, des tamiseurs, des équipements de désagglomération et des broyeurs coniques.
Transfert et confinement
Pour les substances hautement actives ou toxiques, le chargement et la vidange peuvent nécessiter une solution de confinement. Selon le niveau de protection requis, l’installation peut intégrer des systèmes d’amarrage de conteneurs, des dispositifs de levage, des vannes papillon à séparation (SBV) ou d’autres interfaces de transfert confiné.
La stratégie de confinement est définie en fonction des propriétés de la substance, de la limite d’exposition professionnelle, des opérations réalisées et des exigences de protection du produit, des opérateurs et de l’environnement.
Ajout de liquides et traitement complémentaire
Des liquides peuvent être introduits pendant le mélange au moyen de buses de pulvérisation. Ils peuvent, selon l’application, être chauffés ou refroidis avant leur incorporation. Après le mélange, un tamisage ou une désagglomération peut être nécessaire afin d’éliminer les agglomérats et de rétablir une poudre présentant la granulométrie et l’écoulement recherchés.
Nettoyage CIP/SIP
Hosokawa Micron peut intégrer des systèmes automatisés de nettoyage en place et de stérilisation en place. Les cuves, conduites, buses, vannes et systèmes de contrôle sont étudiés conjointement afin d’assurer une couverture de nettoyage appropriée.
Une installation CIP/SIP fixe réduit les opérations de démontage et de manutention. Elle peut ainsi contribuer à limiter les risques de contamination croisée et l’exposition des opérateurs.
Les matériaux, états de surface, composants, fonctions de contrôle et documents de qualification sont définis en fonction des exigences réglementaires et de validation applicables au projet.
Une technologie adaptée à chaque formulation
La technologie de mélange est sélectionnée en fonction de la cohésion, de la granulométrie et de la densité des poudres, de la proportion de principe actif, du mode de production et de l’énergie nécessaire pour obtenir les propriétés recherchées. Outre le mélangeur Nauta décrit ci-dessus, Hosokawa Micron propose plusieurs technologies pour les applications pharmaceutiques :
Mélange rapide avec le CPM
Le mélangeur conique à pales CPM assure un mélange rapide avec un cisaillement modéré. Il peut être utilisé pour homogénéiser des poudres présentant des propriétés différentes et pour incorporer de faibles quantités de liquide.
Mélange intensif avec le Cyclomix
Le mélangeur intensif Cyclomix applique un cisaillement élevé aux poudres cohésives. Il convient aux applications nécessitant une désagglomération intensive, une distribution précise de faibles quantités de liquide ou l’interaction étroite de particules présentant des propriétés différentes. Cette technologie est notamment utilisée pour certaines formulations de poudres pour inhalation.
Mélange super-intensif avec le Nobilta
Le mélangeur super-intensif Nobilta transmet une énergie mécanique élevée aux poudres. Il est destiné aux applications dans lesquelles un mélange conventionnel ne suffit pas, notamment pour la désagglomération de poudres très cohésives, la fixation de fines particules sur des particules porteuses et la création de matériaux particulaires composites. Les paramètres de fonctionnement permettent d’adapter l’énergie appliquée aux propriétés des matières et à la modification particulaire recherchée.
Mélange continu avec le Modulomix
Le mélangeur horizontal à pales Modulomix est destiné au mélange continu de poudres et à l’incorporation contrôlée de liquides. Son temps de séjour court et la maîtrise des débits d’alimentation permettent d’obtenir un produit homogène dans un procédé continu. Il peut être envisagé pour les productions pharmaceutiques continues lorsque la formulation, la stratégie de dosage et les exigences de contrôle et de validation s’y prêtent.
Ces technologies sont disponibles à différentes échelles et peuvent être associées aux fonctions nécessaires de dosage, de transfert, de confinement, de nettoyage et d’automatisation dans une installation intégrée.
Testez avant d’investir
Réalisez des essais avec votre propre formulation dans notre centre d’essais. Les essais permettent notamment d’évaluer l’homogénéité, le temps de mélange, l’énergie appliquée, l’ordre d’incorporation, le comportement à la vidange et le risque de ségrégation.
Les résultats contribuent à sélectionner la technologie, les paramètres et la configuration du système avant le changement d’échelle.
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Technologies de traitement durable
Hosokawa Micron conçoit des systèmes de traitement des poudres et des solides en vrac axés sur l’efficacité énergétique, l’optimisation des procédés et la performance à long terme des installations. Nous contribuons ainsi à rendre les procédés industriels plus durables.
