6 Types de broyeurs utilisés dans l'industrie pharmaceutique

Dans le secteur pharmaceutique, de multiples techniques de broyage fin sont utilisées pour préparer les médicaments avant leur mise sur le marché. L'une de ces techniques est appelée « broyage » ; il s'agit d'un procédé mécanique visant à réduire la taille des particules solides afin d'en amplifier l'efficacité. Cependant, comme il n'existe pas de solution unique pour tous les médicaments, chaque médicament nécessite l'utilisation de différents types de broyeurs dans l'industrie pharmaceutique.

Chaque broyeur a sa propre méthode de traitement des médicaments. Certains fonctionnent par impact, tandis que d'autres utilisent une compression par cisaillement pour broyer les granulés. Poursuivez votre lecture pour découvrir les différents types de broyeurs utilisés dans ce secteur et leur fonctionnement !

Pourquoi le broyage est-il essentiel dans l'industrie pharmaceutique ?

Avant d'aborder les différents types de broyeurs utilisés dans l'industrie pharmaceutique, il est essentiel de comprendre pourquoi ce mécanisme revêt une telle importance. En substance, il s'agit d'une technique visant à garantir que les médicaments agissent comme prévu, en modifiant leur morphologie afin de faciliter ce processus. Voici pourquoi cela revêt une telle importance, en particulier dans le secteur pharmaceutique :

Amélioration de la dissolution et de la biodisponibilité

Selon des études, les médicaments broyés permettent d'obtenir propriétés physiques qui favorisent leur vitesse de dissolution. Lorsque les médicaments sont fragmentés en particules plus petites, leur surface spécifique (principes actifs) augmente naturellement. C'est particulièrement vrai lorsque les médicaments sont réduits à des tailles micro ou même nanométriques. En raison de une biodisponibilité améliorée, ces minuscules particules sont rapidement absorbées dans la circulation sanguine.

Mélange uniforme/homogène

L'uniformisation des poudres lors de leur granulation est une étape cruciale pour garantir une bonne homogénéité du mélange médicamenteux. Grâce à un broyage progressif, les laboratoires pharmaceutiques s'assurent que le comprimé (ou la poudre) présente à chaque fois les mêmes propriétés et délivre la dose adéquate. Cela permet ainsi de réduire les risques de répartition inégale du principe actif dans l'organisme.

Simplification du traitement des médicaments

Outre un mélange homogène, le broyage simplifie considérablement la mise en œuvre des médicaments. Grâce à une granulométrie homogène, les médicaments circulent facilement dans des machines telles que les presses à comprimés ou les machines de remplissage de gélules. Le lot de production se déroule ainsi sans encombre. La distribution granulométrique globale (PSD) influe également sur la facilité avec laquelle le produit peut être comprimé sous forme solide.

Administration ciblée de médicaments

L'un des principaux avantages de la réduction des médicaments à l'échelle nanométrique réside dans le fait qu'elle permet à ces derniers de cibler des zones spécifiques de l'organisme. En effet, les particules deviennent si minuscules qu'elles peuvent être acheminées vers des cellules ou des tissus précis au sein de la circulation sanguine. Il s'agit là d'un atout considérable pour la médecine moderne, qui permet aux laboratoires pharmaceutiques de proposer des traitements personnalisés aux patients.

Types de broyeurs utilisés dans l'industrie pharmaceutique

Il existe aujourd’hui plusieurs types de broyeurs utilisés dans l’industrie pharmaceutique, chacun fonctionnant selon un mécanisme qui lui est propre. De manière générale, les méthodes de broyage se répartissent en deux catégories : le broyage humide et le broyage à sec. Comme leur nom l’indique, les broyeurs humides utilisent des liquides pour traiter les médicaments, tandis que les broyeurs à sec fonctionnent avec du gaz ou de l’air.

Voici une présentation type des types d'usines les plus courants dans le secteur pharmaceutique :

Moulin à boulets

Le broyeur le plus courant, le broyeur à boulets, sert à réduire différents ingrédients pharmaceutiques en poudres fines et homogènes. Il s'agit essentiellement d'un grand cylindre creux qui tourne lentement autour de son axe. À l'intérieur du cylindre se trouvent de petites billes qui servent d'outils de broyage et mélangent uniformément les ingrédients pharmaceutiques. Elles permettent de traiter des matières dures, abrasives et même humides.

Comment ça marche

Le produit à broyer est introduit dans le cylindre rotatif à l'aide d'un tuyau. Lorsque le cylindre tourne, les billes culbutent et entrent en contact avec le produit introduit à l'intérieur. Grâce au broyage par compression, les chocs et les frottements répétés entre les billes réduisent le produit en particules fines.

Broyeur à marteaux

Comme son nom l'indique, un broyeur à marteaux utilise des marteaux (ou des lames) à grande vitesse pour broyer et réduire en poudre des matières dans l'industrie pharmaceutique. Les lames sont fixées à un rotor tournant à grande vitesse à l'intérieur d'un tambour en acier massif. Bien que ce type de broyeurs produise des particules de différentes tailles, celles-ci sont généralement moins uniformes que celles obtenues avec des broyeurs à compression. De plus, ils sont conformes aux BPF (bonnes pratiques de fabrication) afin de garantir la sécurité.

Comment ça marche

Lorsque la matière est introduite dans la trémie d'alimentation du broyeur à marteaux, elle parvient finalement dans la chambre de broyage. À cet endroit, les marteaux en rotation tournent à une vitesse extrêmement élevée et frappent les particules à plusieurs reprises, les réduisant ainsi en granulés plus fins. La taille du produit final dépend de l'intensité des coups de marteaux et de la taille de la grille de la trémie.

Moulin à énergie hydraulique

Un broyeur à fluide, ou broyeur à jet, est un type de broyeur qui fonctionne selon le principe de la principe de l'impact et de l'attrition. Il est spécialement conçu pour les médicaments ou les produits chimiques qui doivent être réduits en particules extrêmement fines, c'est-à-dire de 1 à 20 microns. Contrairement aux broyeurs traditionnels, celui-ci utilise des flux de gaz à grande vitesse, dans lesquels les particules se broient d'elles-mêmes en plein vol.

Comment ça marche

Tout d'abord, la matière première pharmaceutique est introduite dans le broyeur, où de puissants jets d'air ou de gaz sont injectés dans la chambre du broyeur par des buses. Ces jets à très grande vitesse entrent en collision les uns avec les autres, ce qui provoque la circulation de la matière selon une trajectoire elliptique à l'intérieur du conduit. Les impacts répétés de ces violentes collisions donnent naissance à des particules ultrafines.

Broyeur à cylindres

Idéaux pour le traitement en douceur des matières pharmaceutiques, les broyeurs à cylindres utilisent des cylindres tournant en sens inverse pour broyer les particules de médicaments. Ils sont particulièrement adaptés à la préparation de pommades, de crèmes et d’autres médicaments semi-solides. En général, ce broyeur fonctionne selon le principe de la compression par application d’une contrainte. Mieux encore, il est idéal pour les matières sensibles à la chaleur.

Comment ça marche

Les poudres ou les matières visqueuses sont acheminées dans un interstice étroit entre les cylindres du broyeur. Le principe de fonctionnement reposant sur la compression, la matière parvient jusqu’à la partie la plus étroite de l’installation, où elle subit une pression intense. Les cylindres tournant en sens inverse exercent une force de cisaillement et une compression élevées afin de broyer les particules.

Cutter Mill

Bien qu'il soit assez similaire à un broyeur à marteaux, il utilise des lames tranchantes à la place des marteaux pour découper les matières en morceaux plus petits. En termes simples, les broyeurs à lames s'apparentent à des robots ménagers qui tranchent les matières au lieu de les broyer complètement. Cela rend ces broyeurs idéaux pour la fabrication de comprimés, car ils permettent aux pharmacies de réduire facilement la taille des matières dures et fibreuses.

Comment ça marche

Pour démarrer le broyage, la matière est chargée dans la trémie et poussée vers la chambre par la force de gravité. L’arbre central tourne, tandis que des lames tranchantes en rotation passent le long de celui-ci. Ce puissant cisaillement découpe la matière en morceaux plus petits. Enfin, les particules coupées passent à travers un tamis ; les particules les plus grosses restent dans la zone de broyage jusqu’à ce qu’elles soient réduites à la taille souhaitée.

Granulateur oscillant/rotatif

Particulièrement utilisé pour la granulation à sec et humide, le granulateur oscillant est conçu avec une barre qui effectue un mouvement de va-et-vient contre un tamis en treillis métallique. L'efficacité de ce broyeur dépend de ce mouvement, de son type et de la taille des mailles du tamis. De plus, ce broyeur est idéal pour les matériaux thermosensibles ou cireux, principalement parce qu'il génère très peu de chaleur.

Comment ça marche

La poudre ou la matière première est chargée dans le broyeur par une trémie d'alimentation. Une fois à l'intérieur, elle entre en contact avec des barres qui effectuent un mouvement oscillatoire ou rotatif. Ces barres broient alors la matière et la font passer à travers un tamis. On obtient ainsi de petits granulés de taille uniforme, idéaux pour l'industrie pharmaceutique.

Voici un tableau présentant les différents types de broyeurs utilisés dans l'industrie pharmaceutique, afin de mieux les comprendre :

Conclusion

Même si la compréhension du broyage peut sembler complexe, il est important de noter que les laboratoires pharmaceutiques s'appuient fortement sur ce mécanisme pour la production de médicaments. Une fois que l'on connaît les types de broyeurs utilisés dans l'industrie pharmaceutique, il devient facile de garantir les performances optimales des médicaments et le respect des normes.

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