Tendances actuelles de la technique de broyage et de tamisage

Tamis et broyeurs - Utilisations flexibles pour (presque) tous les scénarios de traitement

La production pharmaceutique de comprimés est pratiquement impensable sans l'utilisation d'un tamis ou d'un moulin. Ils sont nécessaires chaque fois que des matières actives et inactives sont manipulées et que des comprimés ou d'autres produits sont fabriqués

Les tamiseurs et les broyeurs sont utilisés pour broyer les solides afin de réduire leur taille. Cela répond à deux objectifs : Tout d'abord, il élargit la surface des particules, ce qui augmente la vitesse de dissolution. Deuxièmement, il égalise les différences entre les tailles de particules pour garantir un mélange homogène.

En raison de leur polyvalence, les fraiseuses et les tamiseuses jouent un rôle crucial dans la production pharmaceutique. Ils peuvent être intégrés dans des lignes de production complexes, par exemple pour des opérations de remplissage/vidange ou de transfert sur des machines de process, ou pour le remplissage et le transvasement de récipients.

Les facteurs décisifs pour l'utilisation et la fonctionnalité des broyeurs et des tamis sont leur flexibilité et le fait que l'équipement nécessite très peu de place. En particulier dans les salles blanches pharmaceutiques où il n'y a souvent pas beaucoup d'espace, le faible encombrement de ces systèmes est un grand avantage. En outre, certaines installations de tamisage et certains broyeurs sont équipés de colonnes de levage intégrées, de sorte qu'ils peuvent être intégrés dans presque tous les scénarios de processus imaginables

Une autre caractéristique qui augmente l'efficacité des processus est la mobilité des machines. Pour l'utilisation ou le nettoyage, ils peuvent être déplacés ou même démontés rapidement et facilement

Cependant, les moulins et les tamis sont soumis à un développement et à des améliorations constants. En plus de certaines tendances actuelles, cet article présente un exemple de la façon dont l'utilisation de nouveaux broyeurs à marteaux a permis d'augmenter l'efficacité de la production.

Machine à tamiser conique :

Les tamiseurs coniques sont utilisés pour le broyage uniforme des ingrédients pharmaceutiques. De plus, ils peuvent être utilisés pour le mélange, le tamisage et la dispersion. Ils sont disponibles dans une grande variété de tailles différentes - de l'équipement de laboratoire aux systèmes de grande capacité

Par rapport aux autres technologies de broyage disponibles sur le marché, le tamis offre de nombreux avantages pour la production : Il fonctionne très silencieusement, produit une distribution étroite des tailles de particules, et offre une grande flexibilité de conception et une capacité plus élevée. Cela signifie que pour le traitement de matériaux de faible densité, un système de tamisage de ce type peut atteindre un débit qui est 50 pour cent supérieur à celui des usines conventionnelles

Le Turbo Tamis BTS breveté de la société L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH (Ennigerloh) est utilisé pour le calibrage des tailles de particules et garantit ainsi une répartition optimale des tailles de particules. L'utilisation de différents inserts de tamis coniques (tamis à trous et tamis à friction) permet de traiter aussi bien des produits secs que des produits humides à des vitesses de 150 à 1500 tr/min (tours par minute). Cela permet d'atteindre des capacités de production de deux à trois tonnes en une heure

Les opérateurs travaillent avec un écran tactile de 7 pouces facile à utiliser qui donne accès à la gestion des utilisateurs et des recettes ainsi qu'à la gestion de l'impression des lots PDF et qui comprend une interface USB. La version antidéflagrante du Turbo Tamis peut également être utilisée pour les applications où le respect des directives ATEX est requis.

La conception hygiénique du tamis rend le nettoyage manuel rapide et pratique. Le conteneur du tamis est facile à retirer grâce à la combinaison d'un montage à baïonnette et d'une bague de serrage. Cela permet de nettoyer très facilement les différents composants. En option, le carter du tamis peut être équipé de buses de nettoyage pour un simple nettoyage par WIP où les résidus de matière sont rapidement éliminés de l'intérieur du conteneur du tamis. Des buses de nettoyage sur les côtés de la garniture de tamis et sous l'entraînement angulaire sont comprises dans la livraison. Ils reçoivent le liquide de nettoyage à partir d'un point de raccordement central à l'eau.

Moulins à marteaux

Les broyeurs à marteaux (également appelés turbo-broyeurs) sont adaptés à la recherche et au développement ainsi qu'à la production par lots et à la production continue. Ils sont utilisés pour le broyage de poudres, d'agglomérés et de granulés. Les broyeurs à marteaux sont utilisés en particulier lorsque l'application exige une réduction précise des particules de substances actives et autres substances difficiles à broyer. De plus, des broyeurs à marteaux sont utilisés pour remoudre les comprimés fragmentés

Les comprimés déjà produits sont soumis à un contrôle et peuvent ne pas répondre aux exigences du client pour diverses raisons. Ces critères comprennent par exemple les défauts d'apparence, ou le fait de ne pas avoir le poids ou la dureté corrects. Si le comprimé ne répond pas aux spécifications, le fabricant peut utiliser le broyeur à marteaux pour pulvériser à nouveau les comprimés et réutiliser les matériaux. Le remoulage des comprimés et le recyclage des matériaux en production permettent de réduire le taux de rejet et d'augmenter la productivité

Les broyeurs à marteaux tels que la série BTM (Bohle Turbo Mill) de L.B. Bohle peuvent atteindre des vitesses comprises entre 600 et 6000 tr/min et produire jusqu'à 1500 kg/h. Pour ce faire, la BTM est équipée d'un distributeur automatique (chargeur rotatif). Cela permet à l'opérateur d'alimenter le matériau dans la chambre de broyage de manière régulière et sans surcharge. De plus, ces dispositifs d'alimentation automatique peuvent contrôler le flux de poudre dans la chambre de broyage. D'autres avantages : Moins de chaleur est générée et le processus peut être répété en utilisant les mêmes paramètres.

Le rotor interne a deux côtés avec des fonctions différentes qui supportent des applications avec des produits humides ou secs. Le côté couteau broie les produits collants. Le côté marteau est utilisé pour le broyage de produits durs et cristallins.

Dans le broyeur à marteaux, la taille des particules est définie par la taille du tamis choisi pour le broyeur. Le BTM propose différentes garnitures de tamisage qui permettent de réduire la taille du matériau jusqu'à 0,1 mm

Un exemple d'application

Dans le passé, les développeurs de cultures cellulaires utilisaient des broyeurs à boulets pour réduire la taille des particules des mélanges initiaux. Le processus de broyage à billes est long et repose sur des billes en céramique dans un tambour de broyage qui pulvérisent les produits.

Après le broyage d'un lot, il faut nettoyer le broyeur et les centaines de billes de céramique qu'il contient. Ce processus de nettoyage peut prendre jusqu'à une semaine. Pendant ce temps, le broyeur ne peut pas être utilisé et n'est pas disponible si, par exemple, un client demande un lot de poudre rapide défini par l'utilisateur

Un fabricant de telles cultures cellulaires était à la recherche d'une usine qui lui permettrait de répondre aux exigences de ses clients bio-pharmaceutiques avec une plus grande flexibilité et efficacité. De plus, ils voulaient que l'usine soit peu encombrante et mobile. Pour le nettoyage, il doit être possible de retirer l'appareil de la salle de production d'origine afin de faire de la place pour d'autres étapes de production.

Le client a également défini des exigences spécifiques au produit pour le broyeur en ce qui concerne la température, la taille des particules et la taille du lot. Les cultures cellulaires exigent une taille de particules fines pour des taux de résolution parfaits. Par conséquent, jusqu'à 50 % du lot doit être inférieur à 100 micromètres. De plus, le milieu est très sensible aux températures supérieures à 37° C, car la poudre cesse d'être bioactive à ces températures

Après avoir fait une étude de marché, le fabricant a contacté L.B. Bohle pour effectuer quelques tests de broyage. Le broyeur BTM 150 Turbo Mill de L.B. Bohle a permis d'obtenir la taille de produit souhaitée à un débit de 375 kg/h dans une installation de broyage en conteneur fermé (traitement en ligne). Pour le test, les ingénieurs de Bohle ont choisi une vitesse de rotation du rotor de 6000 tr/min du côté du marteau.

Après un cycle de production de 30 kg, une température d'environ 30° C a été mesurée. Une enveloppe de refroidissement a été ajoutée à la chambre de broyage afin d'assurer un meilleur contrôle de la température, de dissiper la chaleur produite et ainsi de répondre aux spécifications du fabricant. Afin d'éviter la formation de condensation dans la chambre de broyage en raison du système de refroidissement, de l'azote est injecté dans la chambre de broyage et évacué à nouveau par des filtres

De plus, le turbobroyeur utilise un tamis de 1 mm qui permet d'obtenir la même granulométrie que le broyeur à boulets.

Le BTM a pu obtenir les résultats de haute précision que le fabricant recherchait. Ils ont commandé un moulin à marteaux au début, et deux autres plus tard. Après l'installation des broyeurs, le fabricant a pu augmenter considérablement leur efficacité de traitement. Ils sont désormais en mesure de broyer plusieurs lots (par exemple des lots de 1000 kg) au lieu d'un ou deux lots seulement (selon la méthode classique de broyage à billes) en une semaine, car le BTM peut être démonté et nettoyé rapidement et presque sans outils.