Galénique - Mélanges de poudres

Question 1

Qu’est-ce qu’une poudre ?

Answer 1

Un état fractionné de la matière, solide divisé en par. < 1mm.

Question 2

Une poudre, c’est un système avec seulement du solide, non ?

Answer 2

Eh bah non, c’est un système hétérogène avec un mélange de solide, de liquide et de gaz même.

Question 3

Quelles sont les 2 catégories de poudre (en fonction de leur mobilité/coulabilité ?

Answer 3

• Poudre à écoulement libre : forte mobilité, > 100 microns
• Poudre cohésive : force de cohésion non négligeable par rapport au poids, < 50 microns, peu mobile

Question 4

La mobilité est le seul facteur permettant de classer les poudres ?

Answer 4

C’est faux, il y a également des facteurs intrinsèques (distribution de taille, forme, masse, vol, friabilité, etc) et des facteurs ambiants (températures, humidité, etc)

Question 5

Qu’est-ce qu’un mélange ?

Answer 5

C’est le fait de disperser, dans une masse inerte et dans des proportions déterminées, une ou plusieurs substances “actives” dans le but d’obtenir une homogénéité de répartition devant se conserver au cours des opérations physiques successives.
On a donc à la fin de cette opération un mélange ou une poudre composée.

Question 6

Qu’est-ce qui est essentiel dans cette opération, pour créer à la fin un médicament ?

Answer 6

Il faut qu’il y est une certaine qualité et stabilité.
- Qualité galénique/technologique : répartition homogène des constituants dans le mélange et le produit fini
- Qualité thérapeutique : chaque unité doit renfermer la quantité de PA définie
- Stabilité : l’homogénéité doit se conserver tout du long

Question 7

La vitesse d’homogénéisation est importante, vrai ou faux ?

Answer 7

C’est vrai, la proportion d’écoulement, les conditions opératoires imposées par le mélangeur en font parties.

Question 8

Il est possible d’atteindre le mélange parfait, vrai ou faux ?

Answer 8

C’est faux, c’est impossible, ainsi qu’un état irréversible (≠ L ou G)

Question 9

Tout mouvement ne peut que mélange nos poudres, vrai ou faux ?

Answer 9

C’est faux, ça peut aussi démélanger le produit (= ségrégation liée aux propriétés d’écoulement).
Un produit qui s’écoule bien tend à ségreger et inversement.

Question 10

Qu’est-ce que l’état ségrégé ?

Answer 10

C’est le contraire de l’homogénéité (où tout est réparti un peu partout), si on mélange 2 poudres, elles ne vont pas se mélanger mais rester chacune de leur coté.

Question 11

Qu’est-ce que le mélange parfait ?

Answer 11

C’est la répartition uniforme du matériau au sein du mélange (mais pas possible à l’échelle industrielle).

Question 12

Qu’est-ce qu’un mélange aléatoire ?

Answer 12

Chaque part à la même probabilité de se trouver en un point donné du mélangeur, donc un peu partout.

Question 13

Qu’est-ce qu’un mélange interactif/ordonné ?

Answer 13

C’est un mélange où l’organisation est particulièrement stable, il y a une réaction entre les différentes poudres.

Question 14

Le degré d’homogénéité d’un mélange s’exprime par l’écart-type expérimental s² ou la variance s de la teneur en constituants clés du mélange, vrai ou faux ?

Answer 14

C’est faux, en réalité c’est texto du cours mais l’écart-type correspond à s et la variance s².

Question 15

A combien doit être la variance pour qu’on est un bon mélange ?

Answer 15

Variance < 6%
La qualité du mélange se fait par échantillonnage

Question 16

Quels sont les 3 types de mécanismes du mélange des poudres ?

Answer 16

• Mélange par diffusion (mécanisme lent de déplacement individuel de qql part. dans des directions aléatoires, à petite échelle)
• Mélange par convection (mécanisme nécessitant bcp d’énergie où les part. sont mises en mvt en bloc, à l’échelle du mélangeur, intervention d’une force extérieure)
• Mélange par cisaillement (déplacement des pdrs en couches, plans de glissement entres les couches apparaissent sous une action mécanique, efficacité intermédiaire)

Il est difficile de dissocier cisaillement et convection (même origine des forces = mélange similaires)

Question 17

Quels facteurs vont entraîner la prépondérance d’un de ces 3 mécanismes ?

Answer 17

• le type de mélangeur
• la nature des part. (fines/étalée/pdre à distribution -> déplacement indivuel par diff° OU pdre cohésive (forces d’interaction particuliere) -> déplacement suivant un méc. de cisaillement)

Question 18

Pour réaliser un mélange il faut :
- 1 expansion préalable du lit de poudre -> …… max de la cuve au ……
- 1 ……. du lit de poudre

Answer 18

1. remplissage
2. 2/3
3. cisaillement

Question 19

La convection est plus longue, que la convection + cisaillement que la diffusion, vrai ou faux ?

Answer 19

C’est faux, c’est l’inverse :
Convection < convection + cisaillement < diffusion

Question 20

Quel est le facteur le plus important pour obtenir un mélange homogène ?

Answer 20

La taille des poudres :
- Part. si possible de même taille et < 75 microns.
- >75 microns : ségrégation rapide
- < 75 microns : ségrégation diminuée
- < 10 microns : ségrégation = 0 environ, et pb d’écoulement !!

Question 21

Quels sont les 3 mécanismes de séparation des part. de différentes tailles?

Answer 21

• Ségrégation due aux trajectoires (part. se déplaçant verticalement, les vit. de chutes varient avec le carré de leur diamètre (?)
• 2ème : percolation des fines : apparition d’espaces inter-partic. (poreux) favorisant le glissement des part. fines dans les interstices laissés par les plus grandes (favorisé par les vibrations crées dans le mélangeur ou lors du déversement en tas du mélange)
• 3ème : élutriation, lors de la chute de mélange, ralentissement de la chute des part. fines du fait de l’air chassé par la chute des plus grosses

Conclusion: nécessaire le plus souvent de broyer et tamiser avant mélange

Question 22

Les facteurs ambiants augmentent la mobilité, vrai ou faux ?

Answer 22

C’est faux, ça diminue la mobilité :
- l’humidité renforce les liaisons interparticulaires
- Charges électrostatiques : adhésion à la paroi du mélangeur ou liaisons à d’autres part., cela augmente quand l’humidité relative de l’air diminue

Question 23

La morphologie des particules joue sur le mélange des poudres, vrai ou faux ?

Answer 23

C’est vrai évidemment, les sphériques (enrobage/nébulisation) vont atteindre l’homogénéité plus rapidement, et diminue la ségrégation.
La proportion de surface : part. rugueuses ont une mobilité < part. lisses

Question 24

Les part. les + denses ont tendance à rester en surface du mélangeur, vrai ou faux ?

Answer 24

C’est faux, les plus denses ont tendance à descendre, et les légères remontent à la surface.

Question 25

Il n’y a jamais d’autres composants dans les mélanges, vrai ou faux ?

Answer 25

C’est faux, il peut y en avoir et généralement on les rajoutera après le mélange des poudres, progressivement.
Ex : régulateur d’écoulement/lubrifiant comme la silice coloïdale, des colorants, etc

Question 26

Quels sont les 2 grands problèmes potentiels des mélangeurs ?

Answer 26

• Difficile de briser les agglomérats et ségrégation
• Pour diminuer la ségrégation on va microniser, limiter le mouvement individuel (convection par ex), limiter le mvt des part. sur l’ensemble de la chaîne de prod°

Question 27

Quels sont les différents types de mélangeurs ?

Answer 27

• Mélangeurs à cuve rotative (cuve mobile)
• Mélangeurs convectifs (cuve fixe)
• Mélangeurs statiques (à lit d’air fluidisé)

Question 28

Quel est le principe des mélangeurs à cuve rotative ?

Answer 28

• Simple mouvent de rotation autour d’un axe (le produit), chute en pluie des part.
• Quand « l’angle de talus » est dépassé, pdre glisse vers le bas
• Vit. rot° cuve < Vit. centrifugation du prd
• Utilise les méca. de diffusion et cisaillement/glissement

Avantages :
o Volumes Δ -> de qqls L à >20m3
o Temps de mélange courts 5-15 min, proportions de 1à100o Faciles à vider et à nettoyer très utilisés dans indus pharma
o Vit. rotat °Δ (5-30 tr/mn) -> peu d’attrition
o Poss. d’une double enveloppe (chauffage ou refroidissemt)
o Peuvent travailler ss vide ou ss pression

Inconvénients
o Remplissage < 50% volume cuve
o Difficile de briser les agglomérats
o Sensibles à la ségrégation
 Inconvénients
o Remplissage < 50% volume cuve
o Difficile de briser les agglomérats
o Sensibles à la ségrégation
 Inconvénients
o Remplissage < 50% volume cuve
o Difficile de briser les agglomérats
o Sensibles à la ségrégation
 Inconvénients
o Remplissage < 50% volume cuve
o Difficile de briser les agglomérats
o Sensibles à la ségrégation et peu précis car mauvais mélange axial -> ajouter chicances ou incliner l’axe de rotat° pour l’augmenter (ce qui complique le nettoyage)

Question 29

Quels sont ses différentes formes ?

Answer 29

Mélangeur à conteneur/par retournement :
- cubique
- non cubique (meilleur brassage des poudres)
- à double cône (2 cônes reliés à leur base par une zone cylindrique, meilleur précision car mélange axial)
- à double cuve en V (2 éléments cylindriques assemblés en angle droit)

Question 30

Quel est le principe des mélangeurs convectifs ?

Answer 30

Cuve fixe avec organe d’agitation interne, en rotation (50-150 tpm)
- méca de convection (en bloc) ET cisaillement

Avantage :
o Peut travailler ss vide, ss pression, chauffage , refroidissement
o Ajout de liquides svt possible: humidification pdre en vue granulation

Inconvénients :
o Vidange ± facile (par le fond ou par rotat° cuve), nettoyage difficile
o Pb de ségrégation à la décharge (différence de densité et de diamètre (?))

Question 31

Quels sont ses différents types ?

Answer 31

• Mélangeurs à ruban (hémicylindrique horizontale, 2 rubans hélicoïdaux concentriques, évite le tassement, peu rapide (5-30 min), peu précis (mauvais mélange axial), inadapté pour prd en faible proport°, bon pour les prds friables, vit. de rotat° de 40 tr/min, peu être utilisé en continu)
• A bras en Z (2 bras en Z, tournent lentement en sens opposé, peu précis, lent, bien pour les pâtes et prd très visqueux, pdres à humidifier/granulation)
• A socs (cylindrique horizontale dans lequel tourne un arbre équipé de socs en spirale, 120 tr/min = rapide, 6m/s en périph, mélange par projection et tourbillonnement, précis et rapide -> mélange de 1 à 100000)
• A vis (cuve cylindrique/conique avec vis sans fin verticale ou inclinée qui tourne sur elle même, transport de bas en haut du prd qui retombe sous l’effet de la pesanteur, la vis peut tourner aussi autour de la cuve -> accélère, mélange en qq mn -> 1 à 1000)
• planétaires (mvt planétaire des outils (pâles ou ancre) mouvement plus ou moins en rotat° inverse de la cuve permet le mélange des prds visqueux, mélange long, peu précis)

Mélangeurs à turbine -> haut cisaillement (mobile au fond de la cuve, augmente la vitesse de rotat°, de bas en haut puis retombée du prd vers l’axe de la turbine, format° vortex -> incorporation d’autres prds L ou S, mélange en qq mn (1 à 100000), peu sensible aux différentes densités et diamètres) RETENIR SURTOUT LA VIT. DE ROTA° à 1000-3000 tr/min (mais chauffe++++)

Question 32

Quel est le principe des mélangeurs statiques ?

Answer 32

Mélangeur par fluidisation (mise en suspension dans un courant d’air chaud -> vitesse ascensionnelle et de retombée des particules -> la masse se comporte comme un liquide/fluidisation)

• Mélangeur par fluidisation ou lit d’air fluidisé (enceinte supérieure : vase d’expansion du “fluide” et cuve inférieure : mise en mvt ascensionnel des particules) -> mélange court (30s-3 min), même appareil pour le séchage, apparition de fines si prd friable, volumes importants (4-5m3) peut etre en continu, chauffé ou refroidi

Question 33

Les contrôles du mélange comprennent des prélèvement d’échant, vrai ou faux ?

Answer 33

C’est vrai, c’est représentatif du lot.
- De manière statique (prélèvement à l’intérieur de la chambre de mélange lors d’un procédé discontinu (cuve) sonde invasive/voleuse dans laquelle les particules s’infiltrent, prélèvement latéral ou en tête de canne -> mal adapté aux poudres cohésives, importante de la variance liée aux erreurs d’échantillonage)

Question 34

Les contrôles du mélange se font de manière statique, vrai ou faux ?

Answer 34

C’est faux, de manière dynamique au sein d’un écoulement survenant au moment de la vidange du mélangeur en discontinu (diviseur rotatif par ex) ou en sortie de bande transporteuse
Mesures en ligne, non intrusives et non destructives = avenir en pharmacie
- Techniques utilisant la capacitante électrique, la fibre optique, le proche IR, la fluorescence induite par laser, l’analyse d’image… intérêt = automatisation

Question 35

Quels sont les critères d’acceptation ?

Answer 35

• Masse échant<= 3 fois masse de la forme unitaire
• Examen microscopique, caractère organoleptiques (homogénéité de teinte)
• Dosages des constituants (PA): CV (variance/écart-type) <= 6%

Tous dosages indiv. dans la fourchette: valeur attendue ±15%
Teneur moyenne dans la fourchette de ±7,5%