Systèmes de confinement pour le broyage et la micronisation : isolateurs, vannes papillon à double corps et BIBO

Le broyage ou la micronisation d’un principe actif purifié (API) constitue une étape courante entre la production de la substance médicamenteuse et la formulation — une étape très énergivore et générant beaucoup de poussière. Ce procédé réduit les particules à une taille cible par impact mécanique (à l’aide d’une turbine de broyage) ou par un jet de gaz à grande vitesse projetant les particules contre une surface (micronisation). La poudre étant souvent très active, des mesures de confinement doivent être mises en place à chaque point d’exposition. Ce guide explique où se situent les risques et comment les isolateurs, les vannes papillon à double corps et les filtres BIBO permettent de les maîtriser.

Le niveau de confinement requis dépend de la classe de puissance du composé — voir Explications sur l'OEB et l'OEL. Tant le broyage que la micronisation peuvent recourir à l'azote comme gaz de purge ou gaz vecteur afin de réduire le risque d'explosion provoquée par l'électricité statique.

Lorsque le risque de confinement est

Les principales préoccupations en matière de confinement concernent les chargement et déchargement de poudre, le nettoyage et l'entretien du système de filtration HEPA nécessaire à la récupération du produit et à l'évacuation des gaz, ainsi que le nettoyage du système de traitement lui-même. Chargement en circuit fermé via un vanne papillon à division alpha-bêta, ou l'installation du broyeur à l'intérieur d'un isolateur, sont deux pratiques courantes. Le produit obtenu étant très poussiéreux, la poudre est recueillie dans des sacs ou des récipients fermés (à revêtement continu ou à vanne papillon divisée), et le récipient de collecte est généralement placé lui aussi à l'intérieur de l'isolateur.

En raison de l'apport énergétique élevé — notamment lors de la micronisation —, à petite échelle, l'ensemble du processus est souvent confiné dans un seul isolateur : chargement, déchargement, prélèvement d'échantillons, ainsi que la collecte et le remplacement en toute sécurité des filtres. Un pré-nettoyage ou un mouillage CIP/WIP est généralement suivi d’un nettoyage manuel des petites pièces amovibles ; la question de savoir si ce nettoyage manuel nécessite lui-même une protection ventilée relève de la conception.

Broyage ou micronisation ?

Dans un broyeur, la matière première est introduite à partir d'un réservoir, broyée par un système à turbine (broyeur conique, à marteaux ou à broches), puis le produit est récupéré et évacué — la conception des systèmes d'alimentation et d'évacuation est globalement la même pour tous les types de broyeurs. Un microniseur fonctionne différemment : la poudre est introduite à un débit contrôlé dans une petite chambre où un jet d’air ou d’azote à grande vitesse provoque des collisions entre les particules et leur fragmentation, produisant ainsi des particules très fines. Celles-ci sont ensuite transportées par le flux d’air vers un cyclone, où les solides tombent dans un récipient de collecte ; le flux d’air, désormais chargé de particules très fines, est purifié par un filtre final de type HEPA.

Éléments de conception qui déterminent l'exposition

• Charge et décharge sont les principaux points d'exposition : l'alimentation à partir d'un réservoir de charge (à l'intérieur de l'isolateur ou via une vanne à clapet) et la collecte du produit dans un récipient relié par une vanne papillon à double passage.
• Nettoyage des différents éléments — alimentateur, cuve du microniseur, cyclone, conduits de raccordement et filtre d'échappement — souvent d'abord en cours de production, puis démontage et nettoyage manuel.
• Les microniseurs sont généralement installés à l'intérieur d'un isolateur, car les composants sont de petite taille, le processus est très énergivore et génère beaucoup de poussière, et il faut le démonter pour le nettoyer.
• Le filtre d'échappement est généralement de type HEPA et doit permettre un remplacement en toute sécurité — via Bag-In/Bag-Out (BIBO) ou une méthode « push-push ».
• Utilisez des boules d'arrosage rétractables afin que les conduites CIP/WIP ne deviennent pas un évent potentiel pour les gaz de déplacement susceptible de se boucher.
• Prévoir un évent muni d'un filtre pour éviter la mise sous pression due au déplacement d'air, pour évacuer les gaz au niveau des joints d'étanchéité mécaniques, ou pour faire circuler de l'azote afin de créer une atmosphère inerte.

Critères de sélection

• Ampleur des activités — R&D ou production ?
• Explosivité de la poudre — une énergie minimale d'allumage (MIE) faible nécessite une protection par gaz inerte (généralement de l'azote).
• Dimensions des conteneurs de chargement et de collecte (volume, raccords).
• Fluidité du matériau à l'entrée et à la sortie.
• Volume du système de traitement fermé — dans un petit système, la pression augmente davantage en raison du gaz expulsé du récipient contenant le produit, à moins qu'un système d'évacuation efficace ne soit installé.
• Le poids des différents composants du microniseur et la facilité de démontage — deux éléments qui déterminent directement la conception ergonomique de l'isolateur.

Quant au boîtier lui-même, sa conception à dépression permet de retenir les poussières nocives à l'intérieur — voir le Isolateur de distribution et de confinement (OEB5) et Isolateur à pression négative. Le broyage est généralement suivi d'un criblage — voir Confinement pour le tamisage et le criblage.

Produits associés

Isolateur de distribution et de confinement (OEB5)Barrière à pression négative pour la pesée, le chargement et le prélèvement d'échantillons de substances HPAPI.Isolateurs et barrièresVanne papillon à division alpha-bêtaVanne papillon à deux corps pour le transfert confiné et sans poussière de poudres hautement actives.Transfert et confinementBoîtier de filtre BIBOBoîtier HEPA de type « bag-in/bag-out » permettant un remplacement sécurisé des filtres dans les laboratoires P3/P4.Traitement de l'airIsolateur à pression négativeConfinement OEB5 sous dépression contrôlée.Isolateurs et barrières