Technologie de granulation, de séchage et de pelletisation pour les applications pharma Traitement à lit fluidisé des produits pharmaceutiques

GEA fournit des systèmes de traitement à lit fluidisé pour les applications de mélange, de granulation, de séchage, de pelletisation et d'enrobage de revêtement de l'industrie pharmaceutique. Ceci inclut aussi bien des systèmes basse capacité destinés à la R&D que des installations industrielles pour la production discontinue de composés pharmaceutiques dans des conditions conformes aux BPFc.

Traitement à lit fluidisé

Pour une flexibilité maximale de la production, GEA peut fournir une unité à lit fluidisé unique ou lesystème de traitement à lit fluidisé FlexStream™ qui combine plusieurs procédés dans un seul et même équipement.

GEA propose une série de systèmes de traitement à lit fluidisé adaptés à la formulation, au développement et à la production de matériel clinique, jusqu'à la fabrication à pleine échelle. La conception s'appuie sur une philosophie selon laquelle plusieurs modules standardisés peuvent être combinés afin de répondre à des exigences spécifiques. Ainsi, des sécheurs ayant une capacité identique peuvent être complètement différents en termes de conception, de configuration et de dimensions physiques.

Capacités de production

Taille PMA50010001500300045006000900012000
Capacité de fonctionnement typiqueL25-5060-115120-225240-450320-600480-900720-1355960-1800
Poids par lot typique (à 0,5 g/ml)kg2560115225300450680900
 

Modules de traitement

Sécheur : de l'air chaud est soufflé via un distributeur perforé pour sécher rapidement et en douceur les matières jusqu'à ce que l'humidité résiduelle exigée soit atteinte. L'humidité s'évaporant du produit est évacuée avec l'air de séchage et assure ainsi des temps de traitement très courts.

Granulateur de précision (Precision Granulator™) : nouveau procédé de granulation impliquant un courant d'air à grande vitesse en rotation établi dans le tube d'agglomération centrale. Les particules sont captées à la base du tube et accélérées par le courant d'air. Les particules entrent en contact avec les gouttelettes liquides produites par la buse de pulvérisation à la base du tube. La vitesse relative de l'air, des gouttelettes liquides et des particules étant élevée, le mouillage est efficace et le séchage commence presque immédiatement. La majeure partie de la charge se trouve dans la « zone d'attente » extérieure, où la vitesse du gaz est très faible. L'attrition est fortement réduite. L'humidité du gaz étant également faible dans la zone d'attente, la matière est sèche et pas collante. Les particules individuelles peuvent effectuer des cycles répétés (typiquement de 10 à 1000) à travers le tube, ce qui permet la formation de très gros agglomérats.

Granulateur à pulvérisation par le haut : ce dernier assure la granulation et le séchage dans un procédé à cuve unique, et permet ainsi d'agglomèrer les particules plus fines en granulés plus gros et à écoulement libre. Les ingrédients sont mélangés et préchauffés par un flux montant d'air chauffé. La granulation se produit via la pulvérisation d'un liquide dans la poudre fluidisée. Les granulés sont ensuite séchés avec de l'air chauffé. Le granulateur à pulvérisation par le haut peut également être utilisé pour l'enrobage par pulvérisation par le haut, la stratification à partir de liquides et l'instantanéisation. 

Granulateur-sécheur par atomisation : avec un évacuation par lots ou continue disponible en mode continu, le granulateur-sécheur par atomisation transforme les suspensions ou solutions en granulés secs, sans poussière et à écoulement libre. Une suspension ou solution de la substance à sécher est pulvérisée sur de l'air chaud, ce qui provoque le séchage et l'agglomération simultanés du produit. Le produit est évacué à un débit contrôlé de façon à maintenir une hauteur optimale du lit. Les caractéristiques spéciales incluent une augmentation aisée de la production et un faible encombrement.

Enrobeur de précision (PRECISION-COATER™) : ce système de traitement à lit fluidisé multifonctionnel peut être utilisé pour produire des granulés en appliquant la matière active sur un noyau inerte. Grâce aux vitesses de pulvérisation élevées pour des procédés courts, les granulés sphériques nonpareil sont pulvérisés avec la substance active sous forme de solution ou de suspension et sont simultanément séchés.

FlexStream™ permet d'effectuer des traitements multiples depuis un seul bol, offrant ainsi flexibilité tout en réduisant les coûts.

FlexStream™ est un système de traitement polyvalent développé par GEA qui utilise la technologie éprouvée du lit fluidisé pour réaliser la granulation, le séchage et l'enrobage de pastilles (ou de comprimés) dans un seul et même équipement.

Système de traitement à lit fluidisé FlexStream™

Lit fluidisé FlexStream pour produit pharma
  • un seul contenant de produit pour toutes les opérations de l'unité ; 
  • une conception/hauteur unique pour toutes les opérations de l'unité ; 
  • enveloppe réduite à la fois en hauteur et en encombrement ; 
  • mise à l'échelle linéaire intégrée ; 
  • prêt pour un chargement et un déchargement entièrement confinés ; 
  • homogénéité supérieure du produit pour LOD et PSD ;
  • mesure en ligne de la croissance des particules pour conformité PAT ;
  • les systèmes GEA de traitement à lit fluidisé existants peuvent être dotés de la technologie FlexStream™ !

FlexStream™ est équipé de buses de pulvérisation montées sur les parois latérales du système de traitement. Bien qu'il s'agisse d'une position optimale des buses (du point de vue du traitement), elle comporte malgré tout le risque d'un mouillage excessif non contrôlé. Avec FlexStream™, un dispositif pneumatique entraîne les particules à l'écart de la zone de forte humidité située juste en face des buses grâce à un courant d'air de protection pris au niveau du flux d'air de process normal. Aucun air comprimé n'est nécessaire pour cette configuration, qui permet d'obtenir des rendements plus élevés du fait qu'un nombre moins important de particules est détruit. 

Le système est également très économe en énergie par rapport à ceux qui utilisent de l'air comprimé car il ne nécessite aucun approvisionnement tiers en air. Le concept FlexStream™ présente un avantage supplémentaire : aucun réglage mécanique n'est nécessaire pour permuter l'équipement entre ses différents modes d'utilisation (sécheur, granulateur ou enrobeur). 

En plus de ces avantages commerciaux, les données d'essai impressionnantes prouvent que FlexStream™ offre une qualité de produit supérieure par rapport à la granulation à pulvérisation par le haut conventionnelle ou l'enrobage de type Wurster.

Principaux avantages de FlexStream™

  • investissement réduit ; 
  • permutation facile/rapide ; 
  • temps d'arrêt réduits ; 
  • concept flexible du lit fluidisé pour le séchage, la granulation et l'enrobage des pastilles ; 
  • mise à l'échelle linéaire ;
  • conception compacte ;
  • réduction des coûts.
 

Lorsque l'inspiration rencontre la technologie

Traitement inspiré des effervescents - grâce à la technologie de granulation en lit fluidisé FlexStream™.

  • adapté à toutes les formulations effervescentes à base de solvants aqueux et/ou organiques ; 
  • système de traitement robuste permettant la granulation de produits à écoulement libre sans agrégat ; 
  • procédé considérablement plus rapide que les méthodes conventionnelles de traitement des effervescents ; 
  • coûts totaux les plus bas pour un traitement de haute qualité des effervescents.

Contrôle du procédé

GEA a intégré ses connaissances et son expérience en matière de systèmes de traitement à lit fluidisé destinés aux produits pharmaceutiques afin d'aider les opérateurs à surveiller et contrôler le procédé de manière simple et évidente.

Surveillance du procédé

Le clavier du panneau avant et le moniteur intégré de l'automate programmable industriel (API) sont utilisés pour la saisie de la formule et l'affichage MIMIC en temps réel du procédé. Pour une compatibilité optimale avec les stratégies de contrôle des installations existantes, les systèmes à lit fluidisé peuvent être fournis avec un choix de contrôles manuels ou automatisés conformes à la FDA. Les options basées sur API et PC offrent un large éventail de fonctions de gestion de formule, d'acquisition de données et de communication par réseau.

L'initiative PAT (Process Analytical Technology) de l'agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux (FDA) a permis à GEA de combiner son savoir-faire en matière de conception d'équipement et d'ingénierie de procédé pour intégrer à ses systèmes de traitement des analyseurs (PAT) en ligne de façon à obtenir un aperçu réel du fonctionnement du procédé et à aider nos clients à atteindre leurs objectifs de qualité produit.

L'objectif de l'initiative PAT est d'assurer que les produits pharmaceutiques sont fabriqués via des procédés maîtrisés et surveillés, de façon à permettre un contrôle actif sur les caractéristiques clés de qualité des produits. 

En combinant la surveillance du procédé par le biais d'analyseurs en ligne, des principes solides de génie des procédés et des techniques de modélisation avancées, les procédés pourront être activement contrôlés de façon à compenser les variations d'entrée mineures (matières premières), de sorte que les spécifications du produit final se rapprochent autant que possible des valeurs cibles idéales. 

L'utilisation de modèles de procédé pour identifier les conditions dans lesquelles les produits afficheront les meilleures performances lors de procédures ultérieures permettra de configurer l'ensemble du processus de production de façon à obtenir la dose finale, au lieu de simplement optimiser chaque opération de façon individuelle. GEA dispose de vastes connaissances qui lui donnent une perspective unique sur l'ensemble du procédé.

Technologie Lighthouse Probe™

GEA a créé une sonde optique en ligne, compacte et nettoyable, destinée à être utilisée sur les équipements de traitement des poudres. Le résultat est la nouvelle sonde Lighthouse Probe™, qui peut être utilisée avec un éventail de techniques spectroscopiques, notamment NIR et UV/vis, pour surmonter le problème traditionnel des produits qui se collent aux regards d'observation. 

La sonde est compacte et facile à installer, et permet de prendre une mesure fiable en ligne des caractéristiques essentielles pour la qualité du produit, à savoir :

  • identification de la matière et du contenu actif ; 
  • uniformité du contenu actif au cours des opérations de mélange à fort taux de cisaillement ; 
  • teneur en humidité et point final durant le processus de séchage ; 
  • croissance de l'enrobage au cours du processus d'enrobage.

Les méthodes optiques telles que la spectroscopie UV/vis ou NIR peuvent constituer des outils très puissants pour analyser les différentes caractéristiques des produits. Pour les procédés impliquant l'utilisation de poudres humides et collantes, il est toutefois nécessaire de s'assurer que le système dispose d'une vision claire du produit. Les regards conventionnels utilisés dans les équipements de traitement tels que les systèmes à lit fluidisé ou les granulateurs à fort taux de cisaillement ont toujours souffert du risque d'encrassement du regard. La nouvelle sonde Lighthouse Probe™ élimine ce problème.

 

Conception des installations

GEA utilise des composants standard éprouvés qui lui permettent d'apporter simplicité et souplesse dans la conception de ses installations à lit fluidisé. Il est possible de combiner les modules de traitement, les filtres, les systèmes de contrôle et les unités de préparation de l'air sélectionnés par l'utilisateur de façon à répondre aux besoins de votre procédé. Cette approche modulaire permet de maintenir les procédures de qualification et de validation à un strict minimum.

Installation à travers une paroi

Le positionnement de la colonne de soutien à l'arrière du lit fluidisé permet de réaliser une installation à travers une paroi grâce à laquelle tout le matériel auxiliaire est placé hors de la chambre de traitement. Ceci simplifie grandement le respect des directives BPF.

Contrôle des émissions de solvants

Une gamme de systèmes à cycle ouvert ou fermé destinés à éliminer ou récupérer les solvants organiques est disponible. Les options incluent la condensation, l'adsorption, l'oxydation thermique et l'épuration par voie humide.

Systèmes de pulvérisation

Les buses, pompes et unités de préparation des liquides sont fournies en fonction des besoins du procédé.

Vidange des produits

Pour la vidange automatique des produits, des systèmes de transport pneumatique ou par gravité sont disponibles pour une utilisation avec la technologie de distribution d'air Non-Sifting Gill Plate™.

Unité de préparation de l'air d'admission

L'air d'admission est traité à l'aide d'une série de filtres et d'unités de conditionnement en fonction de la sensibilité du procédé et des conditions climatiques ambiantes. Les options vont du minimum de base, comprenant un préfiltre, un réchauffeur et un filtre final, au système de conditionnement d'air complet destiné à garantir des conditions de traitement constantes tout au long de l'année. La plupart des applications utilisent des condenseurs pour la déshumidification, mais pour les produits hygroscopiques ou effervescents qui nécessitent un point de rosée très bas, des dispositifs d'adsorption supplémentaires peuvent être installés. L'humidification est réalisée par injection de vapeur.

Filtres

Dans les applications de granulation, de séchage et la plupart des applications de pelletisation, un filtre est utilisé pour piéger les petites particules, qui sont ensuite renvoyées vers le lit pendant le nettoyage du filtre. Dans les applications d'enrobage, les particules fines doivent généralement être éliminées. Les lits fluidisés qui sont utilisés pour plusieurs types de procédés peuvent être fournis avec des filtres interchangeables.

 

Options de filtrage

Filtre à manche simple à secouer : filtre simple, basique muni d'une seule manche, que l'on nettoie en la secouant. La fluidisation s'arrête pendant le nettoyage du filtre.

Filtre à manches multiples à secouer : ce filtre est divisé en deux sections au minimum, chacune d'elles étant munie d'une manche filtrante à part. Les manches sont nettoyées individuellement en secouant le filtre, tandis que la fluidisation continue dans les autres sections, pour une production plus rapide et plus efficace.

Filtre à contre-soufflage : cette conception comprend plusieurs sections de manches filtrantes. Le nettoyage se fait une manche à la fois, de sorte qu'une grande partie du filtre reste toujours disponible pour une fluidisation continue.

Filtre à cartouches : les cartouches filtrantes en acier inoxydable sont nettoyées l'une après l'autre, de sorte qu'une grande partie du filtre reste toujours disponible pour une fluidisation continue. Contrairement aux filtres à manches, ce système peut être nettoyé en place.

Dispositif de retenue des particules : utilisée pour les applications d'enrobage, cette conception retient les particules les plus grosses et les renvoie dans le procédé tout en envoyant les poussières vers un élément filtrant extérieur.

Confinement

Les bonnes pratiques de fabrication actuelles exigent de plus en plus un confinement total au cours du procédé, pour la protection à la fois des opérateurs et de l'environnement. Les systèmes de traitement intégrés à lit fluidisé offrent non seulement un confinement, mais ils assurent également une productivité accrue via une automatisation, un rendement supérieur et des procédures de nettoyage efficaces.

Coûts élevés des équipements contre Environnement de travail convivial pour l'opérateur

  • Une meilleure technologie de confinement permet aux opérateurs de travailler en dehors des installations de confinement.
  • Les opérateurs étant moins restreints, l'environnement de travail est plus efficace. 
  • Faible risque de recontamination. 
  • Développement de produits/composés plus puissants. 
  • Réglementations plus strictes. 
  • Meilleure tenue de l'environnement de travail. 

Interfaces de confinement

Anneau portatif BUCK MC

Les exigences concernant les équipements utilisés dans l'industrie pharmaceutique sont de plus en plus strictes, en particulier quand il s'agit de protéger l'environnement de travail et le produit lui-même contre les contaminants nocifs. Des solutions hautement spécialisées sont nécessaires, notamment :

  • La vanne split Buck® MC Valve : ce concept révolutionnaire unifie toutes les exigences actuelles concernant les équipements à haut niveau de confinement : conception entièrement conforme aux BPF, pas de vide nécessaire, centrage robuste, attelage à orientation libre et dispositif de déclenchement rapide et sans outil de série. Mais l'étape la plus innovante est l'idée d'utiliser uniquement des vannes passives entraînées par un bloc actionneur modulaire. 
  • L'interface de confinement jetable Hicoflex®, pour la manipulation rapide des matériaux, exécute diverses fonctions simultanément : elle offre un moyen fiable de transport sécurisé, un système d'attelage ergonomique, un dispositif exempt de toute contamination pour transférer les média et un système d'étanchéité fiable pour les conteneurs de transport. Elle est simple, efficace et économique. 
  • Experts en confinement : GEA propose non seulement une très grande variété de solutions pour la manipulation de matériaux confinés, mais également une expérience inégalée dans l'identification de la solution la mieux adaptée en se basant sur une analyse des risques de confinement.