Surmonter les défis de la haute viscosité : Pompes à double vis pour sirops épais et pommades

La fabrication de liquides oraux peut impliquer des matériaux bien plus difficiles à transférer que leur apparence ne le suggère. Les sirops concentrés, les pâtes médicamenteuses, les suspensions et autres formulations à haute viscosité exercent des exigences accrues sur le système de transfert, en particulier lorsque la viscosité varie avec la température, la concentration ou les conditions de formulation.

Pour les ingénieurs en équipements pharmaceutiques, le défi ne consiste pas simplement à déplacer un produit épais d'un réservoir à un autre. La pompe doit fonctionner de manière fiable au sein d'un processus hygiénique, maintenir un mouvement contrôlé du produit, s'adapter à différentes conditions opératoires et faciliter le nettoyage entre les lots de production. Une pompe sanitaire à double vis peut répondre à ces exigences tout en faisant partie intégrante d'un système complet de traitement des liquides oraux.

Pourquoi les liquides oraux à haute viscosité nécessitent une approche de transfert différente

Les liquides oraux à faible viscosité peuvent souvent être transférés à l'aide d'équipements de pompage centrifuges conventionnels. Cependant, lorsque la viscosité augmente, les conditions opératoires changent considérablement. Le matériau devient plus résistant au mouvement dans les canalisations et les équipements, tandis que les conditions d'aspiration deviennent de plus en plus critiques.

Les sirops épais et les pâtes médicamenteuses peuvent également devoir passer par plusieurs étapes de production, notamment la formulation, le maintien intermédiaire, le transfert, la filtration ou le traitement, et le remplissage. Une pompe sélectionnée uniquement pour un débit nominal peut donc se comporter différemment lorsque la concentration ou la température du produit change.

C'est là que le pompage volumétrique devient précieux. Au lieu de dépendre principalement de la vitesse générée par une roue, une pompe à double vis déplace le produit à travers des cavités fermées formées par deux vis rotatives. Le mouvement axial continu offre un chemin de transfert contrôlé, parfaitement adapté aux matériaux pharmaceutiques visqueux.

Concevoir la section de transfert autour du produit

Dans une ligne de production de liquides oraux, la pompe de transfert doit être envisagée conjointement avec les réservoirs, les canalisations, les vannes, les systèmes de chauffage, les équipements de remplissage et les circuits de nettoyage. L'objectif est de créer une section de transfert capable de traiter le produit sans introduire de restrictions inutiles dans le processus.

La pompe sanitaire à double vis SLGP utilise deux vis sans contact pour former des cavités étanches à l'intérieur du corps de pompe. Lorsque les vis tournent, ces cavités transportent le fluide de l'entrée vers la sortie. Comme les vis n'entrent pas en contact métal-métal avec le corps de pompe, celle-ci peut également être utilisée pour des fluides non lubrifiants et des matériaux contenant des impuretés.

Pour les systèmes de liquides oraux à haute viscosité, cette structure offre une flexibilité lorsque la formulation ne se comporte pas comme un simple liquide à faible viscosité. La pompe peut être configurée avec différentes tailles de corps et de vis, permettant d'adapter plus précisément la section de transfert aux conditions opératoires requises.

Gérer les sirops épais sans complexifier excessivement le système

Les sirops concentrés peuvent devenir considérablement plus difficiles à transférer à mesure que leur teneur en matières solides et leur viscosité augmentent. La résistance des canalisations devient plus significative, et la pompe doit maintenir un mouvement stable du produit tout en travaillant contre la pression du système en aval.

La large plage de vitesses de la SLGP, de 100 à 3 600 tr/min, offre une marge de manœuvre pour ajuster le transfert en fonction des exigences du processus. Différentes configurations de vis peuvent également produire différents débits dans les mêmes conditions de viscosité, de pression et de vitesse.

Cette flexibilité est utile lorsqu'une ligne de production de liquides oraux traite plusieurs formulations. Au lieu de concevoir toute la section de transfert autour d'un seul point de fonctionnement fixe, la pompe peut être sélectionnée et configurée en fonction des caractéristiques des produits traités.

Quand les pâtes médicamenteuses modifient les exigences de pompage

Les pâtes médicamenteuses introduisent un autre défi. Leur viscosité élevée peut rendre l'alimentation par aspiration et le transfert continu plus exigeants que la manutention de liquides conventionnels. Dans ces conditions, une pompe nécessite une capacité d'auto-amorçage suffisante ainsi que la capacité de s'adapter à des variations significatives de viscosité.

La SLGP peut fournir un niveau de vide allant jusqu'à 0,8 bar lorsque la chambre de pompage contient du produit, ce qui favorise l'auto-amorçage lors du transfert du produit. Son principe de fonctionnement volumétrique permet au matériau d'être transporté en continu à travers la chambre de pompage fermée, plutôt que de dépendre de l'action d'une roue à grande vitesse.

Pour les concepteurs d'équipements pharmaceutiques, cela peut simplifier la connexion entre un réservoir de produit et un équipement de traitement en aval, en particulier lorsque la formulation présente une fluidité limitée.

Une pompe pour le transfert de produit et le nettoyage hygiénique

Un système de liquides oraux doit être conçu pour aller au-delà du simple transfert de production. Le nettoyage entre les lots est une partie tout aussi importante du fonctionnement de l'équipement.

La SLGP est conçue avec un passage d'écoulement sans angles morts, ce qui favorise le nettoyage hygiénique et répond aux exigences GMP, 3-A et FDA. Sa large plage de fonctionnement permet également à la même pompe de participer à la fois au transfert de produit et aux opérations de nettoyage CIP/SIP.

L'avantage pratique est la simplification du système. Au lieu d'installer une pompe CIP dédiée avec des canalisations et des vannes supplémentaires, la même pompe peut être utilisée à la fois pour le transfert de production et le processus de circulation de nettoyage, lorsque la conception du système le permet.

Lors du nettoyage, le fluide de nettoyage traverse les passages d'écoulement internes de la pompe. Cela permet à la pompe de faire partie du circuit global de circulation CIP/SIP, plutôt que de rester en dehors du circuit de nettoyage.

Pour un équipement complet de liquides oraux, cette approche peut réduire le nombre de composants dédiés et contribuer à économiser l'espace d'installation.

Transfert réversible pour des systèmes pharmaceutiques plus flexibles

Une autre caractéristique utile pour les équipements de liquides oraux est le pompage réversible.

La SLGP peut changer de sens de pompage simplement en modifiant le sens de rotation de l'arbre. Les fonctions d'entrée et de sortie sont donc échangées sans nécessiter de modification mécanique des autres composants de la pompe.

Cette capacité peut être utile dans un système de transfert complet où le mouvement du produit et la circulation de nettoyage nécessitent des directions d'écoulement différentes. Elle peut également faciliter la récupération du produit à partir de sections de la ligne de processus, en fonction de l'agencement général des canalisations.

Plutôt que de considérer le pompage avant et arrière comme une caractéristique isolée de la pompe, les concepteurs d'équipements peuvent l'intégrer dans la disposition des réservoirs, des canalisations et des circuits de nettoyage.

Concevoir pour différentes conditions opératoires pharmaceutiques

Les formulations de liquides oraux ne conservent pas toujours la même viscosité tout au long du traitement. La température, la concentration, l'étape de formulation et la composition du produit peuvent toutes affecter le comportement du matériau à l'intérieur du système de transfert.

La SLGP est disponible en configurations standard et à chemise. L'option à chemise peut être envisagée lorsque la gestion de la température fait partie des exigences de transfert. La pompe prend en charge des températures de fluide allant jusqu'à 130 °C et des températures de nettoyage allant jusqu'à 140 °C, sous réserve de la configuration de l'équipement applicable et des conditions du processus.

Une large plage de viscosité, allant jusqu'à 500 000 cSt, offre également une flexibilité pour les systèmes manipulant à la fois des liquides oraux relativement fluides et des formulations pharmaceutiques sensiblement plus épaisses.

L'objectif n'est pas d'utiliser une seule pompe pour tous les produits possibles, mais de sélectionner la configuration de pompe appropriée afin que l'équipement de transfert reste compatible avec la formulation réelle et la fenêtre opératoire.

Une solution de transfert pour un équipement complet de liquides oraux

Les sirops à haute viscosité et les pâtes médicamenteuses démontrent pourquoi la manutention des fluides pharmaceutiques ne peut pas être séparée de la conception globale de l'équipement. Le choix de la pompe affecte les conditions d'aspiration, la résistance des canalisations, le contrôle du transfert, les dispositions de nettoyage et le nombre de composants requis dans le système.

Une pompe sanitaire à double vis combine un transfert volumétrique, un contrôle de vitesse étendu, un fonctionnement réversible, une capacité d'auto-amorçage et une conception de circuit d'écoulement hygiénique. Avec des corps de pompe et des tailles de vis configurables, la SLGP peut être intégrée dans des systèmes de production de liquides oraux manipulant différentes exigences de viscosité et de processus.

Pour les fabricants d'équipements et les transformateurs pharmaceutiques, la clé consiste à concevoir la pompe comme faisant partie de l'architecture complète de transfert et de nettoyage, et non simplement comme une machine autonome. Lorsque la pompe, les canalisations, les réservoirs, les équipements de remplissage et la circulation CIP/SIP sont considérés ensemble, la manipulation des liquides oraux à haute viscosité peut devenir une partie plus gérable du système de production pharmaceutique global.