Mélangeur rapide Granulateur Nom des pièces

Si vous avez passé un peu de temps sur des lignes de fabrication ou de granulation de produits pharmaceutiques, vous avez probablement rencontré un mélangeur rapide de granulés. Connaître le nom des pièces du mélangeur-granulateur rapide pour chaque composant fait une réelle différence lorsque quelque chose se casse ou lorsque vous commandez des pièces de rechange.

C'est bien mieux que de montrer la machine et de dire “le truc qui tourne en bas”.”

1. Bol à mélanger

C'est dans le bol de mélange que tout se passe. La poudre y est introduite, le liant y est ajouté et la granulation a lieu à l'intérieur même de ce récipient.

Il s'agit d'un bol en forme de dôme ou de cône fabriqué en acier inoxydable SS316 ou SS316L. L'ensemble est formé d'une seule pièce. Il n'y a pas de soudure à l'intérieur. C'est voulu, car les soudures créent de petites poches où le produit se cache et contamine le lot suivant.

La forme conique n'est pas seulement esthétique. Elle permet à la poudre de mieux circuler lorsque la roue tourne. Avec un fond plat, la matière resterait dans les coins et n'irait nulle part.

La taille des bols varie de quelques litres pour les RMG de laboratoire à plusieurs centaines de litres pour les unités de production. La taille dont vous avez besoin dépend du volume de vos lots. Si vous choisissez une taille trop petite, vous devrez augmenter le nombre de lots pour atteindre votre objectif. Une taille trop importante entraîne une perte de temps et de matériel pour les remplissages partiels.

Certains bols sont également équipés d'une chemise d'eau à l'extérieur pour contrôler la température. Cela permet d'éviter que la température ne devienne trop élevée lors des mélanges à grande vitesse, ce qui peut être un problème avec certaines formulations.

2. Couvercle et système d'étanchéité

Le couvercle se place sur le dessus du bol et le ferme hermétiquement pendant le fonctionnement. Il maintient la poudre à l'intérieur et la contamination à l'extérieur.

La plupart des couvercles sont en acier inoxydable de la même qualité que le bol. Entre le couvercle et la bride du bol, un joint en silicone ou en caoutchouc assure l'étanchéité. Certains appareils sont équipés d'un couvercle rotatif, d'autres d'une charnière ou d'un élévateur pneumatique. Le couvercle rotatif est généralement plus facile à nettoyer.

Les couvercles sont également dotés de dispositifs de verrouillage de sécurité. La machine ne fonctionnera pas si le couvercle n'est pas complètement fermé et verrouillé. Ce n'est pas une option. Sur certains appareils, des orifices sont également intégrés au couvercle pour la buse de pulvérisation du liant et le filtre de ventilation ; vérifiez donc ces connexions lors de l'installation.

Le joint entre le couvercle et le bol doit être remplacé de temps en temps. Un joint usé laisse s'échapper de la poudre pendant le fonctionnement et peut également laisser entrer des contaminants. Si vous remarquez de la poussière sur le pourtour du couvercle, c'est un signe.

3. Roue

La roue est la principale pièce de travail à l'intérieur d'un mélangeur rapide de granulés. Elle se trouve au fond du bol et fait le gros du travail de mélange.

La plupart ont trois ou quatre bras. Certains sont en forme de Z, d'autres sont plats, d'autres encore sont incurvés. La forme modifie la façon dont la poudre se déplace à l'intérieur du bol, c'est pourquoi les machines utilisent des modèles différents.

Lorsqu'elle tourne, la turbine pousse la poudre vers l'extérieur et vers le haut dans un mouvement de culbute et de tourbillon. C'est ce qui permet de tout mélanger uniformément. Lors de la granulation humide, elle incorpore également le liant à la poudre pour former une masse humide.

La vitesse est réglable sur la plupart des machines. Le mélange à sec se fait plus lentement. Une fois que le liant est incorporé et que les granulés sont formés, la vitesse augmente.

La roue est montée sur un arbre d'entraînement situé dans la partie inférieure. Elle est conçue pour se détacher facilement afin d'être nettoyée, ce que vous ferez souvent dans l'industrie pharmaceutique, car les résidus d'un lot qui se mélangent au suivant constituent un gros problème.

4. Hachoir

Le hachoir a une fonction totalement différente de celle de la turbine. Alors que l'hélice mélange, le hachoir décompose.

Il s'agit d'une petite lame montée sur la paroi latérale du bol. Elle tourne rapidement. Généralement entre 1 400 et 3 000 tours/minute. Son rôle est de couper les grumeaux humides et les gros grumeaux qui se forment lors de la granulation.

Sans cela, les granulés sortent de toutes parts en termes de taille. Certains sont trop gros, d'autres trop petits. Le hachoir permet d'uniformiser la taille des particules, ce qui est important lorsque ces granulés sont ensuite pressés dans une machine à comprimés.

Les lames de hachoir s'usent. Surtout lorsqu'il s'agit de formulations abrasives. Conservez des pièces de rechange afin de ne pas être obligé d'attendre une livraison lorsque l'une d'entre elles s'émousse.

La conception du hachoir varie d'un fabricant à l'autre. Certains utilisent des lames en forme de V, d'autres des modèles à plusieurs dents. Ce qui fonctionne le mieux dépend de la formulation et de la taille des granulés que vous recherchez.

5. Orifice et vanne de décharge

Une fois la granulation terminée, les granulés humides doivent sortir du bol. C'est l'orifice de décharge. Il se trouve sur le côté, près du fond, à un angle d'environ 45 degrés, de sorte que le matériau glisse par gravité.

L'ouverture de l'orifice se trouve au même niveau que la paroi intérieure. Il n'y a pas de poche dans laquelle le produit pourrait se cacher.

Une valve pneumatique contrôle l'ouverture. L'air comprimé l'ouvre et elle se referme hermétiquement pour éviter les fuites pendant le mélange. Sur certaines machines, la turbine reste en rotation pendant la décharge pour pousser les granulés vers l'extérieur. Sur d'autres, le matériau tombe simplement.

Vous voulez que la décharge soit rapide et complète dans les deux cas. Tout ce qui reste est un produit perdu et un risque de contamination pour le lot suivant.

6. Système de pulvérisation de liant

Lors de la granulation humide, le liant liquide doit pénétrer dans la poudre. Il ne suffit pas de le verser. Il doit être pulvérisé pour se répandre uniformément dans tout le lot.

Le système comprend une buse de pulvérisation (généralement montée à travers le couvercle), un réservoir de solution de liant et une pompe pour faire passer le liquide. La buse contrôle la taille des gouttelettes et la forme de la pulvérisation ; elle a donc plus d'importance qu'on ne le croit.

L'introduction trop rapide du liant ou le fait qu'il ne touche qu'un seul point crée un mouillage inégal. Une partie de la poudre est trop mouillée, le reste reste sec. Cela se traduit par des granulés irréguliers et probablement par un retravail.

Le débit et la durée de pulvérisation sont réglés par l'automate. Vous les réglez en fonction de la formulation que vous utilisez.

Certains opérateurs ajoutent le liant manuellement par un orifice dans le couvercle au lieu d'utiliser le système de pulvérisation. Cela fonctionne pour les petits lots, mais il est plus difficile d'obtenir des résultats cohérents qu'avec un système de pulvérisation adéquat.

7. Système d'entraînement et moteurs

Deux moteurs. L'un pour la roue, l'autre pour le hacheur. Ils fonctionnent indépendamment l'un de l'autre, car les deux parties tournent à des vitesses très différentes. Le moteur de la turbine est le plus gros car il doit déplacer une lourde charge de poudre. Le moteur du hachoir est plus petit mais tourne à une vitesse beaucoup plus élevée.

La plupart des RMG utilisent aujourd'hui des variateurs de fréquence sur les deux machines. Les variateurs de fréquence permettent de modifier la vitesse sans changer de matériel, ce qui donne beaucoup plus de souplesse aux opérateurs. Les moteurs sont placés sous ou derrière le bol et sont reliés aux lames par des arbres d'entraînement étanches.

Si un moteur commence à faire un bruit inhabituel ou à chauffer, ne l'ignorez pas. Les problèmes de moteur ont tendance à s'aggraver rapidement et il est préférable de remplacer un moteur qui fonctionne encore plutôt que d'avoir à faire face à une panne catastrophique au milieu du lot.

Les modèles à courroie sont moins courants sur les nouveaux RMG, mais ils existent toujours. Sur ces machines, vérifiez la tension et l'état de la courroie dans le cadre de votre programme d'entretien régulier.

8. Joints d'arbre

Les joints d'arbre font partie de ces pièces de broyeurs de mélangeurs rapides auxquelles personne ne pense jusqu'à ce qu'ils tombent en panne. C'est alors un véritable casse-tête.

L'arbre de la turbine en bas et l'arbre du broyeur sur le côté passent tous deux à travers la paroi du bol. Chacun d'eux a besoin d'un joint pour empêcher la poudre de s'échapper et le lubrifiant du roulement de pénétrer.

La plupart des machines utilisent des joints purgés à l'air. L'air comprimé crée une pression positive qui éloigne la poudre de l'interstice de l'arbre.

En cas de problème de purge d'air, de la poudre s'accumule autour de l'arbre et finit par pénétrer dans le roulement. Cela signifie une usure prématurée et un arrêt imprévu. Surveillez les résidus de poudre autour de l'arbre pendant le nettoyage. S'ils s'accumulent, c'est que le joint est probablement défectueux.

9. Filtre à air et évent

Un filtre d'aération se trouve sur le dessus du couvercle. Lorsque la turbine déplace le produit à l'intérieur du bol, elle pousse l'air vers l'extérieur. Cet air doit pouvoir s'échapper, mais vous ne voulez pas que la poudre s'échappe avec lui.

Le filtre retient les fines particules qui tentent de s'échapper avec l'air d'échappement. Il s'agit généralement d'un filtre à mailles en acier inoxydable ou d'un filtre à cartouche. Nettoyez-le entre les lots. À chaque fois. Un filtre obstrué restreint le flux d'air et augmente la pression dans le bol, ce qui perturbe la granulation.

Certaines machines sont dotées d'une attache rapide sur le boîtier du filtre, ce qui permet de l'extraire rapidement pour l'inspecter. C'est une bonne chose lorsque le temps de changement est compté.

10. Panneau de commande et automate

Le panneau de commande gère l'ensemble de la machine. Vitesse de la turbine, vitesse du hachoir, taux de pulvérisation du liant, durée du mélange. Tout est réglé à partir d'un seul point.

La plupart des RMG utilisent un automate programmable avec une IHM à écran tactile. L'écran affiche des données en temps réel et vous permet d'enregistrer des recettes pour différents produits. Si vous changez de formulation, vous récupérez les paramètres enregistrés au lieu de repartir de zéro.

De nombreuses machines sont également équipées d'un ampèremètre ou d'un capteur de couple relié à l'automate programmable. À mesure que la poudre absorbe le liant et forme une masse humide, la résistance de la roue augmente.

Ce changement de courant ou de couple vous indique quand la granulation atteint le point final. C'est mieux que de deviner en se basant uniquement sur le temps.

11. Système pneumatique

L'air comprimé fait fonctionner plusieurs pièces mobiles de la machine. La vanne de décharge, l'élévateur de couvercle et les joints d'arbre en ont tous besoin.

Le système comporte un filtre à air, un régulateur de pression et des conduites reliées à chaque composant. Si la pression d'air baisse ou si le filtre se colmate, les soupapes se bloquent, les joints se détériorent et le verrouillage du couvercle risque de ne pas s'enclencher. Ce n'est pas bon.

La présence d'huile ou d'humidité dans les conduites d'air est un autre problème courant. Elles altèrent les joints et peuvent contaminer le produit. Le contrôle régulier du filtre à air et du manomètre permet d'éviter de nombreux problèmes. Certains établissements installent même un sécheur d'air à proximité immédiate de la machine pour une protection supplémentaire.

Conclusion

Un mélangeur-granulateur rapide n'est pas très compliqué une fois que l'on en connaît les pièces. Mais lorsque quelque chose ne va pas et que vous n'êtes pas en mesure de trouver le nom de la pièce du mélangeur-granulateur rapide qui est à l'origine du problème, cela se transforme en conjectures qui font perdre du temps et du produit.

Leur apprentissage facilite la maintenance, accélère les changements et raccourcit les conversations avec les fournisseurs.