Qu'est-ce qu'une machine de granulation humide : un guide complet

Une machine de granulation humide est un équipement spécifique. Elle permet d'agglomérer de petites particules qui se transforment en agrégats plus importants appelés granulés. La machine utilise un liquide pour lier les particules.

Imaginez que c'est comme faire une boule de neige. On prend de la neige poudreuse, on y ajoute de l'eau, puis on la presse pour former une boule compacte. La granulation humide fonctionne de la même manière, mais avec des poudres au lieu de neige.

De nombreux secteurs industriels utilisent ces machines. L'utilisation la plus courante est la fabrication de comprimés et de pilules. L'industrie pharmaceutique recourt fortement à la granulation humide. Ce procédé contribue à la fabrication de médicaments sûrs et efficaces.

Le procédé paraît simple, mais il exige un équipement adapté. Une bonne machine de granulation humide fait toute la différence et garantit que le produit final répond aux normes de qualité.

Quelle machine est utilisée pour la granulation humide ?

Plusieurs types de machines permettent la granulation humide. Chacune présente ses propres avantages. Voici les plus courantes :

Granulateur mélangeur à cisaillement élevé

C'est le modèle le plus populaire. Il est doté d'un grand bol muni de lames de mélange. Ces lames tournent à grande vitesse et mélangent la poudre tout en ajoutant le liquide. La vitesse élevée permet d'obtenir rapidement des granulés.

Ces machines sont rapides et peuvent traiter un lot en 15 à 30 minutes. Elles offrent également des résultats constants. De nombreuses entreprises pharmaceutiques privilégient ce type de machine.

Granulateur à lit fluidisé

Cette machine utilise de l'air chaud. Elle insuffle de l'air à travers la poudre. Celle-ci flotte comme dans l'eau. Pendant ce temps, un liquide pulvérisé enrobe les particules, créant ainsi des granulés.

Les granulateurs à lit fluidisé sont doux pour la matière. Ils sont particulièrement adaptés aux matériaux thermosensibles. Ils permettent également de sécher les granulés simultanément, ce qui représente un gain de temps considérable en production.

Granulateur oscillant

Cette machine pousse une masse humide à travers un tamis. Le tamis est percé de trous de tailles spécifiques. Au passage du matériau, celui-ci se transforme en granulés dont la taille dépend des trous du tamis.

Cette méthode est simple et fiable. Elle convient parfaitement aux petits lots. De nombreux fabricants de médicaments génériques l'utilisent.

Compacteur à rouleaux

Cette machine comprime la poudre entre deux rouleaux. La pression crée des feuilles qui se brisent ensuite en granulés. Cette méthode utilise moins de liquide que les autres.

Les compacteurs à rouleaux sont performants avec les médicaments sensibles à l'humidité. Ils produisent des granulés très homogènes. Cependant, ils sont plus coûteux que d'autres solutions.

Caractéristiques de la machine de granulation humide

La granulation humide a de nombreuses applications importantes. Voici les principales raisons pour lesquelles les entreprises choisissent ce procédé :

Amélioration des propriétés d'écoulement

Les poudres ont souvent une mauvaise fluidité. Elles adhèrent aux surfaces et créent une répartition inégale. Les granulés, quant à eux, s'écoulent beaucoup mieux et se déplacent facilement dans les équipements, ce qui simplifie la fabrication.

Réduction de la poussière

Les poudres fines créent des nuages de poussière, ce qui est dangereux pour les travailleurs et peut contaminer d'autres produits. Les granulés, plus gros et plus lourds, ne génèrent pas de poussière.

Meilleur mélange

Certains ingrédients ne se mélangent pas bien sous forme de poudres. Les particules de tailles différentes se séparent facilement. La granulation permet de lier les ingrédients, assurant ainsi une distribution uniforme dans le produit final.

Libération contrôlée

Certains médicaments doivent être libérés lentement. La granulation permet de contrôler cette libération. Le liant liquide influence la vitesse de dissolution du granule. Ceci contribue à la fabrication de comprimés à libération prolongée.

Prévenir la ségrégation

Les poudres de différentes densités présentent des variations. Lors du transport, les particules lourdes se déposent au fond, tandis que les particules légères remontent à la surface. La granulation empêche cette séparation.

Applications de la machine de granulation humide

Les machines de granulation humide sont utilisées dans de nombreux secteurs industriels. Voici leurs principales applications :

Industrie pharmaceutique

Il s'agit du plus grand utilisateur de la granulation humide. Presque tous les comprimés passent par ce procédé. Il permet de fabriquer des médicaments qui :

• Dissoudre à la vitesse adéquate.
• Avoir une force constante.
• Ne pas casser lors de la manipulation.
• Plus agréable au goût pour les patients.

Industrie alimentaire

Les entreprises alimentaires utilisent la granulation pour :

• Café et thé instantanés.
• Préparations pour soupes.
• Céréales pour le petit-déjeuner.
• Mélanges d'épices.
• Poudres pour aliments pour bébés.

Industrie chimique

Les entreprises chimiques fabriquent :

• Engrais.
• Lessives en poudre.
• Additifs pour peinture.
• Composés plastiques.
• Produits chimiques agricoles.

Industrie cosmétique

Les entreprises de cosmétiques créent :

• maquillage en poudre compacte
• sels de bain
• Masques faciaux
• perles de parfum
• Produits de soin de la peau

Comment fabrique-t-on des comprimés par granulation humide ?

La fabrication de comprimés par granulation humide suit des étapes claires :

Source de la vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=wbuC6bpWQM8

Étape 1 : Pesée et distribution

Tout d'abord, les ouvriers mesurent tous les ingrédients, y compris le principe actif et les excipients. Tout doit être précis. Même une petite erreur peut compromettre la production.

Étape 2 : Mélanger les ingrédients secs

Toutes les poudres sèches sont introduites dans le granulateur. La machine les mélange soigneusement, assurant ainsi une distribution homogène. Le mélange dure généralement de 5 à 10 minutes.

Étape 3 : Ajout du liquide de granulation

Les ouvriers ajoutent lentement la solution liante. Les liants courants comprennent :

• Pâte d'amidon.
• Solution de gélatine.
• Mélanges de cellulose.
• Polymères synthétiques.

La quantité de liquide est cruciale. Une quantité insuffisante ne permettra pas une bonne adhérence. Une quantité excessive créera de la boue.

Étape 4 : Granulation

La machine continue de mélanger tout en ajoutant du liquide. Les granulés commencent immédiatement à se former. L'opérateur surveille attentivement. Le processus s'arrête lorsque les granulés atteignent la taille souhaitée.

Étape 5 : Séchage

Les granulés humides contiennent trop d'humidité. Ils sont placés dans un four de séchage. La température élimine l'excès d'eau. Cela prend généralement de 2 à 4 heures.

Étape 6 : Choix de la taille

Les granulés séchés peuvent s'agglomérer. Une machine de calibrage permet de briser les gros agglomérats et d'éliminer les particules fines, ce qui donne des granulés de taille uniforme.

Étape 7 : Mélange final

Les granulés calibrés se mélangent aux ingrédients finaux, notamment aux lubrifiants et aux désintégrants, qui contribuent au bon fonctionnement du comprimé.

Étape 8 : Compression

Enfin, les granulés sont acheminés vers une presse à comprimés. La machine les comprime en comprimés. Chaque comprimé contient la dose exacte requise.

Conclusion

Les machines de granulation humide sont des outils essentiels dans la fabrication moderne. Elles transforment les poudres en vrac en granulés utilisables. Ce procédé améliore la qualité du produit et facilite la fabrication.

L'industrie pharmaceutique tire particulièrement profit de la granulation humide. Ce procédé contribue à la fabrication de médicaments sûrs et efficaces, car il garantit une concentration identique pour chaque comprimé et assure une dissolution optimale dans l'organisme.

Le choix de la machine adaptée dépend de vos besoins. Les mélangeurs à cisaillement élevé conviennent à la plupart des applications. Les granulateurs à lit fluidisé sont adaptés aux matériaux thermosensibles. L'essentiel est de choisir une machine correspondant à vos exigences spécifiques.

La compréhension de la granulation humide permet d'améliorer la qualité des produits et l'efficacité de la production. Grâce aux progrès technologiques, ces machines évoluent constamment : elles deviennent plus rapides, plus précises et plus faciles à utiliser.

Que vous fabriquiez des médicaments, des produits alimentaires ou des produits chimiques, la granulation humide présente des avantages indéniables. C'est un procédé éprouvé qui garantit des résultats constants. Avec un équipement et une formation adéquats, toute entreprise peut réussir sa granulation humide.

FAQ

1. Qu'est-ce qu'un granulateur humide et à quoi sert-il ?

Un granulateur à voie humide (souvent un granulateur-mélangeur à cisaillement élevé) est une machine utilisée dans les industries pharmaceutique, alimentaire et chimique pour agglomérer des particules de poudre fine en granules plus gros et plus denses. Ce résultat est obtenu par l'ajout d'un liant liquide (eau, éthanol, solution) tout en mélangeant la poudre à l'aide d'une hélice et d'un broyeur à grande vitesse.

2. Quelle est la différence entre un granulateur à cisaillement élevé et un granulateur à cisaillement faible ?

• Cisaillement élevé : Utilise une turbine à grande vitesse (en bas) et un broyeur rapide. La granulation est rapide et produit des granules denses et moins poreux. Principalement utilisée dans l'industrie pharmaceutique.

• Faible cisaillement : Utilise un mélangeur planétaire ou à ruban. La granulation est plus douce et plus lente, produisant des granules plus fins et plus poreux. Souvent utilisé pour les matériaux sensibles ou les produits alimentaires.

3. Quel est le “ point final ” de la granulation ?

Le point final correspond au moment optimal où les granulés présentent la taille, la densité et l'humidité souhaitées. Sa détermination est essentielle à la reproductibilité des lots. Il peut être détecté en surveillant la consommation électrique (en watts ou en ampères), le couple de l'agitateur ou en utilisant des technologies d'analyse de procédés (PAT) avancées, telles que des capteurs acoustiques ou NIR.

4. Comment choisir le bon liant et sa concentration ?

Le choix dépend des propriétés du principe actif et des excipients. Parmi les liants courants, on trouve le PVP, l'HPMC et la pâte d'amidon. La concentration est déterminée par des essais à petite échelle de type plan d'expériences (DoE), en équilibrant la résistance des granules et les exigences de dissolution. Une quantité insuffisante de liant donne des granules fragiles ; une quantité excessive peut entraîner un excès d'humidité ou un durcissement.

5. Quels sont les principaux défis liés au passage à l'échelle supérieure d'un procédé de granulation humide ?

Maintenir un temps d'ajout de liant constant en fonction de la taille du lot.

Réglage des vitesses de l'hélice et du broyeur (la vitesse en bout de pale est souvent maintenue constante).

Tenir compte des différents profils de consommation d'énergie et de la génération de chaleur dans les équipements de plus grande taille.

Garantir un point final de granulation similaire à toutes les échelles en utilisant la même méthode de mesure (par exemple, profil de consommation d'énergie).

6. Quelles sont les considérations essentielles en matière de BPF pour les granulateurs humides ?

L'équipement doit être fabriqué en acier inoxydable 316L avec des surfaces lisses et non poreuses.

Documentation de tous les paramètres (vitesses, temps, températures, puissance) pour les dossiers de lots.

Étalonnage de tous les instruments (capteurs de force, ampèremètres, pompes).

Maintenance préventive des joints, des pales et des moteurs.

Contrôle des modifications pour toute modification de processus ou d'équipement.

7. Comment la PAT (Process Analytical Technology) s'applique-t-elle à la granulation humide ?

Les outils PAT comme la spectroscopie proche infrarouge (NIR) ou les capteurs d'émission acoustique permettent une surveillance en temps réel et en ligne de la teneur en humidité et de la taille des particules, permettant une véritable qualité dès la conception et une libération en temps réel.

8. Quand dois-je envisager la granulation humide continue ?

Pour une production à grand volume avec une formulation robuste. Les granulateurs à double vis continus offrent une meilleure homogénéité, un encombrement réduit et sont plus faciles à adapter à une échelle supérieure.