Nom des pièces de la machine à comprimer les comprimés

Si vous travaillez dans la fabrication de produits pharmaceutiques, nutraceutiques ou dans la recherche et le développement, le fait de connaître le nom des pièces de la machine de compression de comprimés pour chaque composant vous évitera bien des maux de tête. Mieux vous comprendrez comment ces pièces fonctionnent et interagissent entre elles, plus il vous sera facile d'assurer le bon fonctionnement de votre équipement et la régularité de vos comprimés.

1. Poinçons (supérieur et inférieur)

Les poinçons sont probablement les premières pièces de la machine à comprimer les comprimés dont la plupart des gens entendent parler. Chaque presse à comprimés utilise un ensemble de poinçons supérieurs et inférieurs qui compriment la poudre en un comprimé fini.

Sur une presse à comprimés à un seul poinçon, le poinçon supérieur assure la majeure partie de la compression. Il descend dans la cavité de la matrice et presse la poudre tandis que le poinçon inférieur reste plus ou moins en place.

La machine possède toujours les deux poinçons, mais on l'appelle presse à un seul poinçon car un seul est en mouvement pendant le cycle de compression.

Il en va tout autrement des presses rotatives. Les deux poinçons se déplacent en même temps, appliquant une force égale par le haut et par le bas. Cette compression équilibrée permet d'obtenir des comprimés d'une densité et d'une dureté plus uniformes, ce qui est très important lorsque chaque comprimé doit délivrer la même dose.

Les poinçons sont disponibles dans toutes sortes de formes et de tailles de pointes, ce qui permet de fabriquer des comprimés ronds, des caplets oblongs, des comprimés sécables ou des formes personnalisées avec des logos estampés à la surface. Le matériau du poinçon est généralement de l'acier trempé ou de l'acier à pointe en carbure. Il doit résister à des milliers de cycles de compression sans s'user.

2. Système de matrices

Le système de filière est associé directement aux poinçons. Il s'agit d'une plaque métallique comportant une ou plusieurs cavités usinées qui retiennent la poudre pendant la compression. Avec les poinçons, elle constitue le cœur de l'ensemble du processus de fabrication de la table.

Chaque cavité de l'emporte-pièce détermine le diamètre du comprimé. Combinée à la position inférieure du poinçon, elle contrôle également l'épaisseur et le poids.

Deux types de matrices sont couramment utilisés dans les machines de compression de comprimés. Les matrices coniques présentent un léger angle au niveau de l'ouverture de la cavité qui permet à l'air emprisonné de s'échapper pendant la compression. Cela est très utile lorsque vous travaillez avec des poudres fines qui contiennent beaucoup d'air.

Les matrices droites n'ont pas cette conicité, mais elles empêchent mieux la poudre de sortir de la cavité pendant le remplissage.

Le choix de l'une ou l'autre de ces méthodes dépend de la formulation. Les poudres collantes ou fines nécessitent généralement des filières coniques, tandis que les matériaux granulés ont tendance à fonctionner correctement avec des filières droites.

3. Tourelle

La tourelle n'apparaît que sur les presses rotatives à comprimés. Il s'agit de la grande plate-forme rotative qui contient tous les jeux de poinçons et de matrices en cercle. En tournant, chaque station passe successivement par le remplissage, la compression et l'éjection.

La vitesse de la tourelle contrôle le rendement, mesuré en comprimés par heure. Une tourelle plus rapide permet d'augmenter la production, mais uniquement si la machine peut rester stable à cette vitesse. Toute oscillation ou vibration peut entraîner une irrégularité du poids et de la dureté des comprimés, ou une défaillance mécanique.

La construction d'une tourelle exige des tolérances très étroites. Elles sont généralement usinées à partir d'un seul bloc d'acier ou de fonte de haute qualité et soigneusement équilibrées. Un entretien régulier permet d'assurer le bon fonctionnement de la presse et de produire des comprimés de qualité.

4. Trémie

La trémie se trouve au sommet de la presse et c'est là que la matière première entre dans la machine à comprimer les comprimés. Elle sert de récipient pour la poudre ou les granulés avant qu'ils ne soient comprimés.

Sur les machines simples à poinçon unique, la trémie est généralement un simple entonnoir en acier inoxydable. Elle alimente la cavité de la matrice en poudre par gravité, sans rien d'extraordinaire.

Il s'agit d'une conception simple, mais il y a un problème : si le mélange de poudres n'est pas suffisamment bien mélangé avant d'être introduit dans la trémie, les comprimés qui en sortent n'auront pas une composition homogène.

C'est pourquoi la plupart des opérateurs mélangent leurs formulations de poudre dans un mélangeur séparé avant de charger la trémie. Certaines presses disposent d'un mélange intégré dans la trémie, mais la plupart des ateliers de production traitent le mélange comme une étape distincte.

Les trémies sont presque toujours en acier inoxydable, car ce matériau empêche la contamination et se nettoie facilement entre les lots. La taille et la forme dépendent du modèle de la machine et de la quantité de matière à traiter.

5. Système d'alimentation

Une fois que la poudre a quitté la trémie, elle doit atteindre les cavités de la matrice de manière contrôlée, et c'est ce que fait le système d'alimentation. C'est l'un des composants les plus importants d'une machine de compression de comprimés pour obtenir des comprimés de haute qualité.

Un système d'alimentation se compose de deux éléments principaux : le boîtier d'alimentation et les palettes d'alimentation. Le boîtier est une enceinte en acier inoxydable qui prend la poudre dans la trémie et l'achemine vers la table de la filière. À l'intérieur, les pales tournent et répartissent la poudre uniformément sur les ouvertures de la filière.

La précision des pales est plus importante qu'on ne le pense. Sans elles, la poudre s'écoule de manière inégale dans les cavités et vous vous retrouvez avec des comprimés dont le poids et le dosage varient.

Il est généralement possible de régler la vitesse de rotation des pales en fonction de la poudre utilisée. Plus rapide pour les granulés qui s'écoulent librement, plus lente pour les poudres fines ou collantes qui ont besoin de plus de temps pour se déposer dans les cavités.

Sur les presses rotatives à grande vitesse, il peut y avoir à la fois un margeur ouvert et un margeur de force. Ce dernier est équipé de palettes supplémentaires qui poussent la poudre dans les cavités sous une légère pression, ce qui est nécessaire lorsque la tourelle tourne trop vite pour que la gravité suffise.

6. Station de remplissage et contrôle du poids

Après que le système d'alimentation a déposé la poudre dans les cavités de la matrice, la station de remplissage et le système de contrôle du poids veillent à ce que chaque cavité contienne la même quantité de matériau. Le poids de la poudre dans chaque cavité détermine le dosage du comprimé fini, de sorte que même de petites variations peuvent entraîner des problèmes en aval.

Les cavités de la matrice sont volontairement surchargées au cours de la phase d'alimentation initiale. Lorsque la tourelle fait le tour, les poinçons inférieurs passent sur une came de réglage du poids qui les soulève légèrement, ce qui pousse la poudre supplémentaire au-dessus de la surface de la matrice.

Un racleur ou un mécanisme de dosage balaie l'excédent de poudre de manière à ce que chaque cavité contienne la même quantité.

Le système de contrôle du poids permet aux opérateurs de régler ce processus en ajustant la position du poinçon inférieur pendant le remplissage. Les petits ajustements se répercutent immédiatement sur le poids des comprimés, et c'est donc l'un des premiers points sur lesquels le technicien se penche lorsqu'il cherche à résoudre un problème de variation de poids.

7. Chemins de came

Les chemins de came sont propres aux machines rotatives de compression de comprimés. Il s'agit des pistes rainurées ou profilées qui guident les poinçons supérieurs et inférieurs dans leurs mouvements de haut en bas pendant que la tourelle tourne.

Une presse rotative comporte généralement trois jeux de chemins de came. Le chemin de came supérieur déplace les poinçons supérieurs, les soulevant pour le remplissage de poudre et les poussant vers le bas pour la compression.

Le chemin de came inférieur gère les poinçons inférieurs, les tirant vers le bas pour que la cavité de la matrice ait de la place pour la poudre, puis les remontant plus tard pour l'éjection.

Il y a ensuite la came d'éjection, qui pousse les poinçons inférieurs vers le haut à la fin du cycle, de sorte que la tablette finie arrive sur la surface de la table d'impression.

Sans les chemins de came, il n'y aurait aucun moyen de coordonner des dizaines de jeux de poinçons se déplaçant tous en même temps. L'état des chemins de came a un impact réel sur la qualité des comprimés. Les cames usées ou endommagées doivent donc être remplacées rapidement.

8. Rouleaux de compression

Les rouleaux de compression sont ceux qui appliquent la force nécessaire pour transformer la poudre en un comprimé solide. La plupart des machines ont deux jeux de rouleaux : les rouleaux de pré-compression et les rouleaux de compression principaux.

Les rouleaux de pré-compression sont placés en premier et utilisent une force relativement douce. Ils servent principalement à expulser l'air emprisonné dans le lit de poudre avant la compression principale. Si l'on saute cette étape ou si l'on n'exerce pas une force suffisante, on obtient généralement des comprimés qui se bouchent, se stratifient ou se désagrègent en raison des poches d'air qu'ils contiennent.

Ensuite, le jeu de poinçons atteint les rouleaux de compression principaux, qui frappent la poudre avec beaucoup plus de force pour former le comprimé final. Les rouleaux principaux sont physiquement plus grands que les rouleaux de précompression, car ils exercent une pression hydraulique plus importante.

Les opérateurs peuvent ajuster la pression sur les deux jeux de rouleaux pour obtenir la dureté et la friabilité correctes des comprimés. Pour régler ces paramètres, il faut trouver un équilibre entre les besoins de la formulation et l'aspect et le toucher du comprimé fini.

9. Came d'éjection

Une fois la compression effectuée, le comprimé doit sortir de la cavité du poinçon. La came d'éjection pousse le poinçon inférieur vers le haut jusqu'à ce que le comprimé monte à la surface de la table de découpe.

Cette opération doit se faire en douceur. Si le poinçon inférieur remonte trop vite ou en biais, la tablette peut s'ébrécher ou se fissurer en sortant.

La came d'éjection n'est en fait qu'une section spécialisée du système de rails de la came inférieure. Une fois que la pastille atteint la surface, le poinçon inférieur redescend et le cycle complet recommence avec de la poudre fraîche.

10. Lame de décollage et goulotte d'éjection

La dernière étape de la compression des comprimés consiste à les faire sortir de la table d'extrusion. Une fois que la came d'éjection a amené un comprimé à la surface, la lame de décollage (un petit grattoir placé juste au bord) le pousse vers la goulotte d'évacuation.

La goulotte de déchargement est un canal ou un conteneur qui recueille les comprimés finis et les achemine vers le revêtement, l'emballage ou l'inspection de la qualité.

Certaines machines sont équipées d'un système de dépoussiérage intégré à la goulotte d'éjection qui retire la poudre des comprimés lors de l'éjection.

La lame de décollage et la goulotte d'éjection semblent simples, mais leur alignement et leur état sont très importants. Si la lame n'est pas alignée, elle peut endommager les comprimés ou les faire retomber sur la table de découpe et perturber le flux de production.

Conclusion

Chaque pièce de cette liste a une fonction spécifique, et lorsqu'une pièce s'use ou n'est plus conforme aux spécifications, vous la verrez généralement dans les comprimés assez rapidement.

En connaissant le nom de chaque pièce de la machine de compression de comprimés, il est plus facile de discuter avec les fournisseurs, de former le nouveau personnel et d'identifier les problèmes de qualité avant qu'ils ne s'aggravent.