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Influence de la viscosité et de la tension superficielle du liquide de mouillage sur la maîtrise du procédé de granulation humide à fort taux de cisaillement

La granulation humide et les phénomènes qui la gouvernent sont encore mal connus malgré son intérêt dans l’industrie pharmaceutique. Cette étude se centre sur la maîtrise de la granulation humide lors de la modification des propriétés physico-chimiques du liquide de mouillage dans le cas d’un mélangeur-granulateur à fort taux de cisaillement. Deux paramètres physico-chimiques ont été pris en compte : la viscosité du liquide du mouillage et sa tension superficielle. Les meilleurs résultats ayant été observés pour une viscosité soutenue, l’objectif a été d’augmenter la viscosité du mélange tout en maintenant la tension superficielle pour voir l’impact de ces modifications sur la maitrise du procédé et la qualité du grain obtenu. Deux composés ont été ajoutés dans le liquide de mouillage pour modifier les paramètres physicochimiques : le glycérol, qui permet une viscosité élevée et une tension superficielle maintenue, et l’HPMC, qui permet d’avoir une viscosité élevée malgré une tension superficielle un peu plus faible. Des séries de granulations humides ont été réalisées avec trois types de liquide de mouillage pour le glycérol de viscosité croissante (Glycérol 30%, Glycérol 50% et Glycérol 60%) et deux types de liquides de mouillage pour l’HPMC (HPMC 0.5 % et HPMC 1%) avec différents temps de mouillage de la poudre.

Pour analyser le déroulement de la granulation humide et la qualité de la granulation, la mesure du couple sur l’arbre d’agitation est réalisée tout au long de l’ajout du liquide de mouillage. Ensuite, une analyse de la distribution granulométrique de la poudre et de l’évolution du diamètre des grains obtenus est réalisée. Au vu des résultats de couple, le procédé apparaît moins maitrisé avec le glycérol quand la viscosité augmente alors que ce phénomène est moins marqué avec l’HPMC où le procédé est mieux maîtrisé à viscosité équivalente. Le glycérol 30% et l’HPMC 1% semblent être les conditions les plus adéquates pour la maîtrise du procédé de granulation humide à haut taux de cisaillement. Ces résultats semblent se confirmer aussi bien du point de vue des études sur le couple que des études sur la distribution granulométrique et sur les l’évolution du diamètre des grains. Pour l’HPMC, ces résultats peuvent être expliqués par la tension superficielle plus faible des liquides de mouillage, qui favorise l’étalement des gouttes de liquides de mouillage et diminue la formation de gros grains. De plus, les propriétés liantes de l’HPMC pourraient expliquer ces bons résultats en facilitant l’adhérence des particules en début de granulation favorisant ainsi une granulation régulière de la poudre.

Mots-clés libres : granulation humide, haut taux de cisaillement, mélangeur-granulateur, viscosité, tension superficielle, distribution granulométrique, couple d’agitation, granulométrie laser, diamètre moyen.

Rameau (langage normalisé) :
• Granulométrie
  
• Viscosité