Galénique - Séchage ou dessiccation - partie 1

Question 1

La dessication ou séchage a pour but d’éliminer toujours complètement, par vaporisation, un corps liquide volatil contenu dans un autre corps non volatil, vrai ou faux ?

Answer 1

C’est faux, c’est complètement ou partiellement.

Question 2

Quels sont les liquides volatils ?

Answer 2

• L’eau le plus souvent
• Solvants organiques hydrophiles (alcool éthylique/isopropanol, plus ou moins hydratés) ou non (moins fréquent : acétone, dichlorométhane)

Question 3

L’eau n’a pas d’effet néfaste dû à sa simplicité et son utilisation courante, vrai ou faux ?

Answer 3

C’est faux, il peut avoir un rôle néfaste :
- Hydrolyse
- Dégradation enzymatique
- Développement microbien

• génère des surcoûts (augmentation de la masse -> augmentation de la surface de stockage -> augmentation du coût du transport)
• Problèmes de conservation +++

Donc intérêt du séchage pour des raisons techniques

Question 4

L’eau de constitution est simple à enlever, vrai ou faux ?

Answer 4

C’est faux, il est difficile à enlever sans dénaturer le produit car il y a des liaisons covalentes.

Question 5

L’eau liée est aussi appelée :
A. Eau absorbée
B. Eau adsorbée

Answer 5

Réponse B :
Elle est fixée à la structure solide par des liaisons faibles (hydrogènes, hydrophobes comme Van der Waals)
Elle est en équilibre avec l’humidité relative de l’atm où se trouve le produit : elle augmente avec le caractère hydrophile (affinité pour l’eau) ou hygroscopique (absorbe l’eau) du produit.
Chaque substance est caractérisée par un isotherme d’adsorption de l’eau pour une température donnée

Question 6

L’eau libre est facile à éliminer, vrai ou faux ?

Answer 6

C’est vrai, elle a une très faible énergie et donc migre facilement.

Question 7

Que peut-on enlever avec le séchage ?

Answer 7

L’eau libre en totalité
L’eau adsorbée partiellement
PAS d’eau de cristallisation (liaisons fortes/covalentes)

Question 8

Au séchage l’eau passe de l’état … à l’état … .

Answer 8

De l’état liquide à l’état gazeux.
EXCEPTION : Lyophilisation : pas de passage à l’état gazeux (sublimation)

Question 9

La vitesse de séchage dépend de quoi ?

Answer 9

• La vitesse de migration de l’eau de l’intérieur vers l’extérieur du solide
• Vitesse d’évaporation de l’eau à la surface du solide (adsorption)
• Humidité relative/renouvellement de l’air à la surface
• La surface elle-même du solide (doit être la plus grande possible)
• Quantité de calories fournies

Question 10

Quels sont les mécanismes de séchage ?

Answer 10

• La conduction
• La convection
• L’absorption de rayonnement
• L’agitation moléculaire
• La dispersion - nébulisation (comprimés +++)
• Lyophilisation ou sublimation

Question 11

Le choix de la méthode se fait en fonction de quoi ?

Answer 11

En fonction de :
- la matière à traiter
- l’appareil utilisé
- du degré de dessiccation
- … ?

Question 12

Le séchage par conduction est la transmission de chaleur d’un corps à l’autre avec transfert de particules (déplacement de la matière), vrai ou faux ?

Answer 12

C’est faux, c’est la définition de la convection.
La conduction c’est le transfert d’un corps à l’autre SANS transfert de particules (donc PAS de déplacement de matière).

Question 13

Le compresseur fait des comprimés, vrai ou faux ?

Answer 13

C’est faux, il fait de l’air comprimé
ATTENTION A L’EXAM

Question 14

Quelles sont les différentes catégories de sécheurs/séchoirs ?

Answer 14

• Par conduction en continu ou discontinu (étuve sous vide)
• Par conduction sous vide ou à pression atm (prd sensibles à la T°, O2 de l’air)

Question 15

Comment se refroidit le gaz dans le séchage par convection ?

Answer 15

Il se charge avec l’humidité du prd, et il refroidit

Principe :
Transmission des calories à partir d’un gaz sec et chaud vers le produit à sécher, au sein du prd la transmission des calories s’effectue par conduction (transfert de chaleur de particules à particules de prd).

Question 16

Quels sont les 2 types de convection ?

Answer 16

• Naturelle (mvt gazeux ascendants/descendants créés par déséquilibre de densité entre gaz chaud (début) et gaz se refroidissant
• Forcée (mvt gazeux crées par une cause extérieure, ex : un ventilateur)

Question 17

La convection à air chaud est une méthode artisanale, vrai ou faux ?

Answer 17

C’est faux, c’est une méthode industrielle. La convection a l’air libre est une méthode artisanale.

A l’air libre (méthode artisanale)
 Convection naturelle
 Air ambiant non traité
 Substances végétales fraîches

A air chaud (méthode industrielle)
 Convection forcée
 Air traité (chaleur et humidité contrôlées)

Question 18

Le séchage a l’air libre est plus court et économique, vrai ou faux ?

Answer 18

C’est faux, il est certes économique mais plus long (plusieurs jours), il va être utilisé pour sécher des prds végétaux dans les pays chauds et secs.

Au soleil
 Méthode économique pour sécher prds végétaux
dans les pays chauds et secs (raisins, vanille, fèves
de cacao…)
 Prds à même le sol en couche mince
 Tps de séchage long (pls jours) dégradation des
actifs par chaleur et lumière

A l’ombre et sous abri
 Dans des hangars ouverts (aérés)
 Tps de séchage très long  dégradation actifs +
développt arômes après fermentation partielle
(végétaux: noix, tabac, vanille, thé…)

Question 19

Le séchage à air chaud se fait sous étuve non ventilée, vrai ou faux ?

Answer 19

C’est faux, c’est ventilée.

 Les plus employées, travail en discontinu: (chargement/déchargement) ⇒ 1 ou 2
portes hermétiques
 Produit en couche fixe (couche ± mince) déposée sur plateaux perforés ou non
 Convection forcée la plupart du temps (ventilateur)
 Chauffage de l’air: électrique (petites étuves) ou vapeur d’eau provenant d’une
chaudière : plage de 30 à 200°C
 Volume variable: 10L à 10m3
 parois munies d’un isolant thermique
 Adapté aux prds façonnés (grains)
 ± long (8h), svt réalisé la nuit
 Chariot à roulettes pour grands
volumes

Question 20

Les sécheurs à l’air libre peuvent se faire dans des tunnels, vrai ou faux ?

Answer 20

C’est faux, les sécheurs tunnels sont utilisés en industrie donc à air chaud.

En couche fixe et en continu
o Arrivée de la substance humide en continu à une
extrémité du séchoir (bandes sans fin ou
wagonnets porteurs de plateaux)
o Produit à sécher disposé en couche mince sur
support
o Sortie de la substance sèche à l’autre extrémité
o Charge et décharge simultanées
o Vitesse parcours ft tps de séchage requis

Question 21

Qu’est-ce que la fluidisation ?

Answer 21

C’est une opération qui consiste à obtenir un système solide ayant des propriétés (plus ou moins) d’un fluide.
Des sécheurs à lit d’air fluidisé sont utilisés pour les sécheurs - par convection - à air chaud. C’est le plus utilisé dans l’industrie pharma, il peut supporter 4000 kg/charge.

Mise en suspension du produit à sécher dans un courant d’air
chaud qui permet d’atteindre ⇌ entre vit ascensionnelle et vit
retombée des particules: la masse se comporte comme un liquide
o Augmentation S d’échange avec l’air grâce au mvt des particules
o Augmentation vit de séchage avec vaporisation rapide et régulière de l’eau

Question 22

Comment marche le sécheur à lit d’air fluidisé ?

Answer 22

 Arrivée d’air chaud (pls centaines de m3/h)
 Traverse une grille perforée
 Tps de séchage court 30 min à 2h
 Manches filtrantes + système de
décolmatage
 Non adapté aux grains fragiles
(désagrégation)
 Coût +++ (investissement , utilisation)
 Antidéflagrants (éliminat° solvants orga)
 Inconvénient: génère électricité statique

Question 23

Qu’est-ce que la nébulisation ?

Answer 23

La nébulisation consiste à pulvériser une solution ou une suspension en
très fines gouttelettes puis à les sécher dans un courant d’air chaud (150-
200°C
C’est un spray-drying, on l’appelle aussi atomisation (souvent employé).
- Obtention d’un nébulisat sec= grains de poudre sphériques
 Petites particules: D d’environ 100 µm; grande S spécifique, mise en solution
rapide
 Rapide: qq dizièmes de sec -> ↓ risque d’altération prds sensibles

Question 24

Quelles sont les 3 étapes du séchage par dispersion/nébulisation ?

Answer 24

3 étapes :
 Alimentation et pulvérisation
de la matière à traiter
 Séchage de la phase
pulvérisée
 Séparation et récupération du
nébulisat

Question 25

Les 2 types de pulvérisateurs ?

Answer 25

• Pulvérisateur rotatif/turbine centrifuge -> 5000 à 20000 tr/min, nébulisat dispersé 60-400nm (convient pour des liquides visqueux)
• Pulvérisateur à buse -> L passe sous pr à travers un orifice très étroit (adapté pour les visqueux) -> nébulisat homogène

Question 26

L’enceinte de la chambre de séchage de la phase pulvérisé est cylindrique les plus souvent, vrai ou faux ?

Answer 26

C’est faux, elle est cylindro-conique (favorise tps de contact particules-air)
De l’air chaud introduit en co-courant ou à
contre courant de la substance

Séparation et récupération du nébulisat
 Cyclone
 Elimination de l’air

Question 27

Est-il possible de nébuliser en milieu aseptique ?

Answer 27

Oui, il y a une filtration stérilisante (de l’air et du liquide si solution) de l’enceinte à 200°C.