Le système ConsiGma™ propose une nouvelle technologie d'enrobage haute performance et révolutionnaire, permettant de déposer une quantité minutieusement contrôlée de matériaux d'enrobage sur les comprimés.

Enrobage de comprimés en cascade

En tant que fournisseur avéré de systèmes d'enrobage classiques pour particules, poudres, granulés, cristaux, pastilles et comprimés, GEA propose des équipements adaptés à toutes les technologies d'enrobage généralement utilisées et vous aide à sélectionner le processus le mieux adapté à vos besoins spécifiques. L'enrobage est une activité essentielle de l'unité de production, largement utilisée dans l'industrie pharmaceutique pour l'application d'un film d'enrobage fonctionnel ou non-fonctionnel (films décoratifs, films protecteurs ou films polymères contrôlant la vitesse de libération du médicament) ainsi que pour la dépose des principes pharmaceutiques actifs (PPA) sur non-pareils (de formes posologiques multiparticulaires). Les applications comprennent le masquage du goût, la modification de la couleur, la protection physique et/ou la création de formes à libération modifiée. 

Au-delà des techniques de pelliculage efficaces des PPA pour les systèmes multiparticulaires, l'industrie pharmaceutique doit enrober avec précision des composés compris entre 3 et 30 mm de long (gamme de tailles la plus courante pour les formes galéniques solides simples) avec les PPA. Celles-ci incluent les comprimés pour administration par voie orale et autres méthodes d'administration (implant pour usage sous-cutané, par exemple). Les méthodes d'enrobage existantes dans cette diversité de tailles fonctionnent dans des limites spécifiées (vitesse d'enrobage, précision et homogénéité), notamment pour la dépose de doses de PPA moindres sur des formes galéniques individuelles. Qui plus est, les machines utilisées pour l'enrobage des comprimés dans l'industrie pharmaceutique, n'ont que très peu évolué au cours des 50 dernières années. C'est à dire, jusqu'à maintenant.

Le système ConsiGma™ de GEA propose une nouvelle technologie d'enrobage haute performance et révolutionnaire, permettant de déposer une quantité minutieusement contrôlée de matériaux d'enrobage sur les comprimés, même lorsqu'il est question d'hygroscopie ou de friabilité. Spécifiquement conçue comme composante à part entière du système de granulation et de séchage à haut cisaillement continu ConsiGma™, cette enrobeuse permet de recouvrir de petites quantités de comprimés à une cadence très élevée, favorisant ainsi le transfert massique et thermique, en utilisant moins de matière que les techniques traditionnelles. 

Représentatif d'une mutation profonde des technologies d'enrobage des comprimés, ce nouveau système procède à un enrobage en cascade, ce qui permet un meilleur taux d'application de la suspension aqueuse sur les comprimés (taux d'enrobage supérieur), que les turbines d'enrobage classiques. La fonctionnalité des enrobages entériques, par exemple, dépend en grande partie du gain de poids et de l'homogénéité de l'enrobage. Dans les turbines d'enrobage traditionnelles, les taux d'application rapides résultent souvent en un aspect non homogène, d'où la nécessité d'un gain de poids plus élevé pour assurer la protection entérique. Incohérente et imparfaite, cette pratique d'enrobage « normalisée » fournit souvent un produit non homogène. Comme les comprimés sont chargés dans de grandes turbines rotatives et évacués par un séchage à l'air chaud, les bords peuvent s'effriter, la barre de cassure se remplir de matériau d'enrobage, et la surface, les bords et les coins des comprimés présenter des épaisseurs différentes.

Ce manque de précision limite l'utilisation d'enrobages à libération modifiée. En laboratoire, il est nécessaire d'enrober simultanément plusieurs kilogrammes de comprimés, ce qui complique (en termes de difficultés et de coûts) la recherche et le développement (R&D) d'une forme galénique solide. En outre, l'enrobage des comprimés très hygroscopiques ne peut pas se faire à l'aide de la technologie actuelle. Il en va de même pour les noyaux plats ou de formes irrégulières, impossibles à recouvrir de manière cohérente. L'enrobeuse ConsiGma™ de GEA constitue la solution à ces problèmes.

Technologie innovante

Grâce à la capacité de production par petits lots de la technologie d'enrobage SUPERCELL™ (SCT), l'enrobeuse ConsiGma™ de GEA résout tous ces problèmes de manière extrêmement efficace. Intégré à une production à l'échelle du laboratoire, de petite taille, simple, modulaire et spécifiquement conçue pour les premiers stades de développement, un batch de 1,5 à 3,0 kg est induit à former une cascade régulière et « sans pesanteur » sous l'influence de lames d'air orientées radialement par rapport au tambour et d'une force centrifuge, à l'intérieur d'un tambour perforé tournant à grande vitesse. On augmente l'efficacité du séchage en vaporisant la suspension enrobante dans une cascade de comprimés.

Le processus d'enrobage de a ConsiGma™ est tributaire de la capacité de la machine à former un anneau de comprimés qui adhèrent à la surface interne perforée de la roue, à inciter ces comprimés à former une cascade sous l'influences des lames d'air radiales, et à maintenir ce mouvement de cascade tout au long du procédé d'enrobage. Pour la plupart des comprimés, c'est chose facile, vu que la vitesse, les critères d'accélération, la pression exercée sur la lame d'air et les délais peuvent être paramétrés au préalable. Une fois la machine lancée, aucune mise à niveau n'est nécessaire. Vous trouverez ci-après une description du procédé exposé dans la figure 1.

  • Chargement : Les comprimés sont chargés dans la roue par une trappe (figure 1a).
  • Formation d'un anneau de comprimés : Les comprimés sont répartis en forme d'anneau en accélérant la roue à la vitesse maxi. (figure 2a).
  • Répartition de l'anneau : La répartition de l'anneau de comprimés se fait en ralentissant la roue jusqu'à la vitesse d'enrobage, en exerçant une pression modérée sur la lame d'air.
  • Formation en cascade (et préchauffage) : L'augmentation de la pression exercée sur la lame d'air entraine la formation d'une cascade de comprimés ; ces derniers sont dépoussiérés, préchauffés et leurs aspérités retirées (figure 1c).
  • Enrobage (et séchage) : Lors de la cascade « en vol », le mouvement des comprimés est induit par le tambour rotatif et le séchage de la suspension pulvérisée est assuré par un flux d'air chaud ; le débit de pulvérisation peut varier au cours du processus d'enrobage de manière à augmenter la vitesse d'enrobage ou améliorer l'aspect final des comprimés ; au terme de la phase de pulvérisation, toute trace de solvant résiduelle est séchée, après un bref délai (figure 1d). Une fois la circulation en cascade des comprimés induite, le processus d'enrobage est amorcé et mené à terme, sans que la cascade ne soit interrompue ou que la vitesse de rotation ait besoin d'être ajustée.
  • Déchargement : La réduction de la pression exercée sur la lame d'air entraine la formation d'un nouvel anneau qui se désagrège en ralentissant la roue jusqu'à l'arrêt total. Les comprimés sont alors évacués par la trappe.

Figure 1 : phases de déplacement des comprimés dans l'enrobeuse ConsiGma™.

  1. Lot chargé.
  2. Anneau de comprimés (110 – 250 TR/MIN, 75 – 95 °C).
  3. Formation en cascade (88 – 110 TR/MIN, 75 – 95 °C).
  4. Cascade « en vol » (88 – 110 TR/MIN, 75 – 95 °C).

Une buse classique, dirigée sur la cascade de comprimés « en vol », procède à une pulvérisation par le haut. La surface de chaque tablette est prête à recevoir la solution d'enrobage à chaque passage. Le débit de pulvérisation élevé par rapport à la charge des comprimés s'accompagne d'un flux d'air élevé et contrôlé. Les opérations de chargement et de déchargement sont rapides et automatisées. Les comprimés sont enrobés par pulvérisation dans le même sens que le gaz de séchage, ce qui conduit à un résultat plus efficace. Grâce à la conception unique de la plaque de répartition d'air de l'enrobeuse, les comprimés se déplacent rapidement et de façon prévisible à travers la zone de pulvérisation, recevant seulement une petite quantité de matière par passage, d'où une précision d'enrobage supérieure. Le positionnement des lames d'air améliore et régule à la fois la cascade, veillant à ce que la suspension traverse le nuage de comprimés ; chaque comprimé est exposé au jet 1,5 fois par seconde environ et des « barres à griffes » améliorer le mélange axial.

Considérations pratiques

L'enrobage des comprimés en vol signifie qu'ils sont pulvérisés en tant qu'éléments distincts, bénéficiant des effets d'encapsulation des gouttelettes d'enrobage et d'évaporation sur toute leur surface. Le processus est accéléré en fonction du volume d'air chaux diffusé. À titre de comparaison, dans un tambour d'enrobage traditionnel, seule la surface exposée du lit de comprimés en roulement est pulvérisée et le flux d'air est restreint du fait de la proximité immédiate des autres tablettes. Pour optimiser le procédé, il convient d'introduire suffisamment de comprimés dans le tambour de l'enrobeuse ConsiGma™ pour obtenir un lit de 20 à 25 mm de profondeur, une fois la phase de formation d'un anneau atteinte. Un seul comprimé ne dispose pas d'une force d'attraction suffisante pour adhérer à la paroi. De la même façon, un comprimé seul ou une simple couche de comprimés circulant en cascade laisserait passer trop de solution d'enrobage à travers les médicaments, risquant ainsi de recouvrir les parois du tambour et du logement. La manipulation de petites charges conduirait à un temps de chargement et de déchargement disproportionné en l'absence de pulvérisation. Les comprimés peuvent être amenés à se déplacer dans l'espace à des vitesses de rotation légèrement supérieures à la vitesse théorique critique, en raison de facteurs tels que la résistance de l'air et la perte d'énergie dus à la friction engendrée par le bousculade des comprimés, et sous l'action des deux lames d'air radiales du côté montant de la roue, avant que le point de reprise permette de stabiliser la cascade de comprimés, garantissant ainsi la mobilité du lit à travers toutes les couches (les comprimés qui ne pénètrent pas dans la cascade ne bénéficient pas d'un enrobage adéquat). L'air de séchage est introduit dans la roue le long d'un axe creux, traversant le lit de comprimés annulaire pour optimiser le séchage (il est également possible de contribuer au séchage en augmentant les gradients de vitesse et en réintroduisant l'air recyclé dans la roue). Les buses procèdent à une vaporisation du lit de comprimés par le haut, juste après le point de reprise afin d'optimiser l'adhésion du matériau d'enrobage et le temps de durcissement « en vol ».

Thermodynamique : Un processus intensifié requiert une capacité de transfert thermique élevée. Au terme du processus d'enrobage, les comprimés ne doivent pas garder de traces résiduelles de solvant (issues de la suspension pulvérisée). Ainsi, les volumes d'air sont élevés ; un temps de préchauffe et de durcissement post-pulvérisation de 20 à 30 secondes est tout à fait caractéristique. Le taux d'humidité de l'air aspiré augmente rapidement au début du cycle de vaporisation, avant de plafonner à un niveau spécifique, et de retomber tout aussi rapidement en fin de cycle. Le taux d'évaporation correspond au taux d'adjonction de solvant (figure 2).

Figure 2 : Paramètres thermodynamiques de l'enrobeuse ConsiGma™ en service.

Le temps de séjour dans l'enrobeuse est relativement court, de l'ordre de quelques secondes, voire quelques minutes, comparé à des procédés pouvant durer des heures, moins respectueux des comprimés et moins rentables. Précis et homogénéisateur, ce procédé d'enrobage garantit une couche régulière, quasi-exempte d'imperfections, ainsi que des barres de cassure clairement définies. L'enrobeuse ConsiGma™ permet d'enduire des comprimés friables et sensibles à l'humidité ainsi que des médicaments présentant une surface extrêmement plate ou oblongue. En fait, la ConsiGma™ fait tout comme les systèmes d'enrobage traditionnels, sans restrictions de tailles de noyau ou de formes. Elle permet d'appliquer des enrobages fonctionnels, des comprimés de petite taille et des caplets (500–600 mg).

Elle dispose d'un séchage ultra rapide, ce qui permet d'enrober des comprimés à forte hygroscopicité. Le dosage est suffisamment précis pour appliquer successivement et en continu, des principes pharmaceutiques actifs (PPA), des couches homogènes, de masquage du goût ou des enrobages à libération modifiée sur les comprimés d'un seul batch.

Intensification des procédés

L'enrobeuse ConsiGma™ peut être utilisée seule ou sous forme modulaire ; lorsqu'elle est associée à une chaine de compression en continu GEA destinée à l'application d'enrobages à libération instantanée, deux modules sont généralement utilisés, atteignant une cadence de 25 kg/h (figure 3). Petite et extrêmement maniable, cette machine multifonctions est facile à utiliser, fournissant les résultats escomptés, du premier coup et à tous les coups. Comme l'enrobeuse peut être directement reliée à une presse à comprimés ou un conteneur pour vrac, elle est livrée avec des options d'alimentation gravimétrique et volumétrique (de la roue d'enrobage, de la trémie de comprimés et du module), ce qui facilite son nettoyage. Le module d'enrobage (roue à l'intérieur du logement), peut être retiré sur un chariot conçu à cet effet et lavé hors de l'unité. Les trémies d'entrée et de déversement peuvent être démontées et retirées à la main.

Elle propose également une trappe à la périphérie de la roue, qui permet un chargement et un déchargement aisé, ainsi que des sas (trémies) côté alimentation et déchargement, permettant au flux d'air de s'écouler librement. La roue peut être rechargée tandis que le sas se vide, et l'air aspiré est purifié dans une filtre HEPA « Blow back » double.

Figure 3 : Unité de production à roue jumelée pour enrobeuse ConsiGma™

L'enrobeuse ConsiGma™ est conforme aux directives PAT, efficace (avec un temps de chauffe et de durcissement plus courts que les enrobeuses traditionnelles) et fiable, offrant un gain de poids et un enrobage exact, homogène et régulier. Fonctionnant à des vitesses et des températures plus élevées que les autres machines sur le marché, elle permet d'obtenir un débit de pulvérisation plus élevé et de mieux mélanger les comprimé, ce qui permet d'élargir son application aux enrobages polymères et de repousser les limites du possible. La machine peut également être utilisée pour dépoussiérer les noyaux des comprimés, préalablement à l'enrobage.

Grâce au mouvement accru des comprimés dans le cylindre d'enrobage, à sa conception innovante et aux conditions opératoires de pointe, l'enrobeuse ConsiGma™ pour petites séries concentre le processus d'enrobage des comprimés, ce qui permet d'obtenir un débit plus rapide, d'économiser du temps et de l'argent, d'accroitre le rendement et de livrer des produits finis de qualité supérieure, quatre aspects fondamentaux qui s'inscrivent dans la dynamique des procédés en continu.

Caractéristiques uniques

  • Enrobage en continu
  • Temps de traitement court
  • Conception modulaire flexible
  • Taille de batch R&D (taille de batch minimale = XX g)
  • Technologie de pointe
  • Enrobage des formes difficiles à encapsuler
  • Comprimés friables
  • Enrobage multicouches
  • Technologie innovante
  • Humidité de process de faible niveau : spécifiquement adapté aux matériaux sensibles à l'humidité
  • Enrobage de précision (écart-type relatif inférieur à 1 %).
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