FR2882663A1 - Spherical granule maker, e.g. for pharmaceutical or food products, has extruder with single compression screw and segments of variable pitch and direction - Google Patents
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Abstract
Description
Appareillage et procédé de fabrication de granules.Apparatus and process for producing granules
La présente invention concerne d'une part un appareillage de fabrication de granules contenant au moins un principe actif concentré, par exemple végétal, mélangé à une ou plusieurs substances notamment adsorbante et/ou absorbante, et d'autre part un procédé de fabrication de telles granules. The present invention relates firstly to an apparatus for producing granules containing at least one concentrated active ingredient, for example a plant ingredient, mixed with one or more substances, in particular adsorbent and / or absorbent, and secondly a method of manufacturing such granules. granules.
Cette double invention est basée sur l'extrusion d'un matériau pulvérulent et pâteux obtenu par mélange d'une matière pulvérulente contenant au moins une substance ayant une capacité à adsorber et/ou à absorber des quantités prédéterminées de liquide et d'une matière liquide contenant au moins un principe actif concentré. This dual invention is based on the extrusion of a pulverulent and pasty material obtained by mixing a pulverulent material containing at least one substance having a capacity to adsorb and / or absorb predetermined amounts of liquid and a liquid material containing at least one concentrated active ingredient.
L'extrusion se fait à l'aide d'un dispositif à vis repoussant le matériau sous une certaine pression en direction d'une filière dotée d'une multitude d'orifices par exemple cylindriques de petits diamètres, produisant des filaments continus de pâte, lesquels sont ensuite sectionnés à intervalles réguliers pour finalement donner des extrudats se présentant sous la forme de petits filaments de longueur réduite. The extrusion is done using a screw device pushing the material under a certain pressure in the direction of a die with a multitude of orifices, for example cylindrical small diameters, producing continuous filaments of dough, which are then cut at regular intervals to finally give extrudates in the form of small filaments of reduced length.
Ces extrudats filamenteux sont alors sphéronisés, c'est-à-dire transformés par rotation en petites sphères (les granules) dans un récipient prévu à cet effet. These filamentous extrudates are then spheronized, that is to say transformed by rotation into small spheres (the granules) in a container provided for this purpose.
La rotation et l'hygrométrie contribuent à donner une forme sphérique aux extrudats ou agglomérats. The rotation and the hygrometry contribute to give a spherical shape to the extrudates or agglomerates.
Les agglomérats sphériques sont ensuite séchés, par exemple par apport d'air chaud et sec dans un récipient de manière à y créer une atmosphère appropriée pour les déshumidifier après l'étape de sphéronisation. The spherical agglomerates are then dried, for example by supplying hot, dry air into a container so as to create an atmosphere suitable for dehumidifying them after the spheronization step.
Le but de la présente invention est de permettre la fabrication de granules dont la mesure de la concentration en principe actif soit aisément maîtrisée sur une large gamme allant jusqu'à des concentrations très élevées jamais obtenues jusqu'ici dans des microgranules. L'appareillage et le procédé de l'invention sont donc conçus de telle sorte qu'ils puissent fonctionner avec des extraits dont la concentration en principes actifs peut être poussée à des valeurs qui excluent l'utilisation notamment d'extraits liquides simplement obtenus par dissolution aqueuse, alcoolique ou hydroalcoolique, lesquels ne permettent pas d'aboutir aux concentrations visées par l'invention. Celle- ci permet en fait d'utiliser des extraits concentrés qui sont proches des extraits mous ou fermes, selon la définition de la pharmacopée française, c'est-à-dire des liquides plus visqueux que les extraits liquides, dont les caractéristiques hydrauliques sont évidemment une influence sur l'économie du procédé et sur la conception correspondante de l'appareillage. Les extraits utilisés ont un résidu sec qui peut aller jusqu'à 650/0 m/m. The object of the present invention is to enable the production of granules whose measurement of the concentration of active ingredient is easily controlled over a wide range up to very high concentrations never obtained so far in microgranules. The apparatus and method of the invention are therefore designed so that they can operate with extracts whose concentration of active ingredients can be increased to values which exclude the use in particular of liquid extracts simply obtained by dissolution aqueous, alcoholic or hydroalcoholic, which do not allow to achieve the concentrations of the invention. This allows in fact to use concentrated extracts which are close to soft or firm extracts, according to the definition of the French pharmacopoeia, that is to say more viscous liquids than liquid extracts, whose hydraulic characteristics are obviously an influence on the economics of the process and on the corresponding design of the apparatus. The extracts used have a dry residue which can be up to 650/0 m / m.
2882663 2 La maîtrise des concentrations, notamment pour les valeurs élevées, est sans comparaison avec celle que l'on pouvait mettre en oeuvre avec des extraits liquides, puisqu'il est désormais possible de travailler avec des concentrations de l'ordre de deux à trois fois supérieures, voire plus, à celles qui étaient utilisées jusqu'ici dans les procédés basés sur de tels extraits. 2882663 2 The control of concentrations, especially for high values, is incomparable with that which could be implemented with liquid extracts, since it is now possible to work with concentrations of the order of two to three times higher or even higher than those previously used in processes based on such extracts.
A cet effet, l'appareillage de l'invention comporte une trémie d'alimentation, une extrudeuse à vis entourée d'un fourreau, une filière disposée en sortie de l'extrudeuse, un dispositif de coupe des extrudats produits par la filière, un dispositif de sphéronisation des extrudats et un dispositif de séchage des granules ainsi constituées, et il se caractérise à titre essentiel en ce que: - l'extrudeuse est modulaire et monovis; - la vis d'extrusion est constituée de modules filetés à pas variable mis bout à bout dont au moins un module est à filetage inversé ; - l'extrudeuse est munie, en aval de la trémie, d'au moins une buse d'injection de liquide associée à un dispositif de régulation de la quantité de liquide injecté. For this purpose, the apparatus of the invention comprises a feed hopper, a screw extruder surrounded by a sheath, a die disposed at the outlet of the extruder, a device for cutting the extrudates produced by the die, a spheronization device of the extrudates and a drying device of the granules thus formed, and it is characterized as essential in that: - the extruder is modular and single-screw; the extrusion screw consists of threaded modules with variable pitch placed end to end, of which at least one module is an inverted thread; the extruder is provided, downstream of the hopper, with at least one liquid injection nozzle associated with a device for regulating the quantity of liquid injected.
L'appareillage de l'invention réalise par conséquent une première phase d'extrusion sur une matière exclusivement pulvérulente, le mélange avec le liquide, dont la viscosité dépend du type et de la concentration d'extrait utilisé, intervenant seulement en aval de la distribution de matière pulvérulente. La quantité d'extrait liquide injectée dépend de la teneur en principe actif souhaitée dans les granules à produire par rapport à la concentration de l'extrait contenue dans le produit injecté. The apparatus of the invention therefore produces a first extrusion phase on an exclusively powdery material, mixing with the liquid, the viscosity of which depends on the type and concentration of extract used, occurring only downstream of the distribution. of pulverulent material. The amount of liquid extract injected depends on the desired active ingredient content in the granules to be produced relative to the concentration of the extract contained in the injected product.
Compte tenu de la modularité conférée à l'extrudeuse, résultant de l'assemblage de modules filetés à pas variable au gré de l'utilisation, il est possible de modifier facilement les paramètres de l'extrusion notamment en jouant sur le pas des modules en fonction de leur position sur l'arbre rotatif d'extrusion. Le choix s'effectue en fonction de l'application envisagée. Given the modularity conferred on the extruder, resulting from the assembly of threaded modules with variable pitch according to the use, it is possible to easily modify the parameters of the extrusion including playing on the step of the modules in depending on their position on the rotary extrusion shaft. The choice is made according to the intended application.
Le mélange liquide / matière pulvérulente s'effectue pendant l'extrusion pour des raisons notamment mécaniques de fonctionnement de l'ensemble: la viscosité de l'extrait utilisé ne permettrait pas de réaliser correctement le mélange au niveau de l'alimentation, laquelle deviendrait alors problématique autant dans sa réalisation mécanique que pour la régulation de la quantité fournie. The liquid mixture / pulverulent material is carried out during the extrusion for reasons including mechanical operation of the whole: the viscosity of the extract used would not allow to achieve the correct mixture at the feed, which would then become problematic as much in its mechanical realization as for the regulation of the quantity supplied.
Selon une configuration possible, l'extrudeuse est munie de deux buses d'injection de liquide, disposées en deux points axialement distincts de l'extrudeuse. According to one possible configuration, the extruder is provided with two liquid injection nozzles, arranged at two axially distinct points of the extruder.
L'une peut servir à injecter de l'extrait concentré en principe actif alors que l'autre, celle qui est positionnée plus en aval, peut servir à l'injection d'un liquide neutre (eau et/ou alcool) servant à corriger la concentration souhaitée, si la 2882663 3 quantité d'extrait liquide injecté au premier point, fonction de la teneur en principe actif souhaitée dans les granules, s'avère incorrectement régulée. Alternativement, une seconde buse peut réinjecter de l'extrait concentré, en vue d'augmenter encore la concentration dans les granules ou à introduire un autre principe actif, et une troisième peut alors se charger de l'injection en liquide neutre. De nombreuses options d'injection sont possibles. One can be used to inject concentrated extract into active ingredient whereas the other one, which is positioned further downstream, can be used to inject a neutral liquid (water and / or alcohol) used to correct the desired concentration, if the amount of liquid extract injected at the first point, depending on the desired active ingredient content in the granules, is incorrectly regulated. Alternatively, a second nozzle can reinject concentrated extract, in order to further increase the concentration in the granules or to introduce another active ingredient, and a third can then be responsible for injection into neutral liquid. Many injection options are possible.
Il est à noter que la configuration même de l'invention participe de la volonté d'optimiser la maîtrise de la concentration en ce que l'extrusion d'une masse sèche en amont de l'adjonction de liquide confère à la vis une fonction de régulation de la quantité de matière au niveau des injections, améliorant sensiblement la précision des mesures. It should be noted that the very configuration of the invention is part of the desire to optimize control of the concentration in that the extrusion of a dry mass upstream of the addition of liquid confers on the screw a function of regulation of the quantity of material at the level of the injections, appreciably improving the accuracy of the measurements.
Sachant qu'une régulation est en outre déjà assurée en amont, puisque la trémie d'alimentation est reliée à l'extrudeuse via un dispositif de régulation de la quantité de matière pulvérulente, on peut considérer que la maîtrise des proportions est réelle. Knowing that regulation is also already provided upstream, since the feed hopper is connected to the extruder via a device for regulating the amount of pulverulent material, it can be considered that the control of the proportions is real.
L'injection est elle-même régulée, et chaque buse d'injection liquide est reliée pour ce faire à un réservoir dudit liquide via une pompe dont le débit et la pression sont réglables. The injection is itself regulated, and each liquid injection nozzle is connected for this purpose to a reservoir of said liquid via a pump whose flow and pressure are adjustable.
L'arbre d'extrusion est constitué de modules de vis dont les pas sont en pratique différents d'un endroit à l'autre, pour optimiser les différentes fonctions assurées par la vis. Ainsi, en particulier, le pas du filetage se réduit au voisinage de la première buse d'injection.En amont, sur la portion de l'arbre d'extrusion chargée de véhiculer un matériau exclusivement pulvérulent, le pas de filetage est choisi de telle sorte que la pression d'extrusion ne soit pas trop élevée, le but étant à ce stade principalement de véhiculer la matière en maîtrisant la quantité de poudre fournie au moment du mélange. The extrusion shaft consists of screw modules whose steps are in practice different from one place to another, to optimize the various functions provided by the screw. Thus, in particular, the pitch of the threading is reduced in the vicinity of the first injection nozzle. In the upstream portion, on the portion of the extrusion shaft responsible for conveying an exclusively powdery material, the thread pitch is chosen such that so that the extrusion pressure is not too high, the purpose being at this stage mainly to convey the material by controlling the amount of powder supplied at the time of mixing.
Le ou les module(s) constituant une portion de l'arbre d'extrusion à filetage inversé sont quant à eux disposés en aval de la dernière buse d'injection, lieu où le mélange proportionné est en principe déjà réalisé. The module (s) constituting a portion of the inverted-screw extrusion shaft are arranged downstream of the last injection nozzle, where the proportioned mixture is in principle already made.
Entre ces deux portions, au voisinage de la première buse d'injection, l'arbre d'extrusion est donc constitué d'au moins un module fileté à pas plus fin car, comme cela sera expliqué plus en détail dans la suite en référence au procédé de fabrication des granules, un flash thermique permettant de mieux fixer les principes actifs sur le substrat adsorbant et/ou absorbant est recherché dans le cadre de la présente invention. Or, une diminution de pas du filetage de l'arbre d'extrusion provoque une augmentation de la pression et par conséquent de la température. Between these two portions, in the vicinity of the first injection nozzle, the extrusion shaft therefore consists of at least one threaded module with a finer pitch because, as will be explained in more detail below with reference to FIG. method of manufacturing the granules, a thermal flash for better fixing the active ingredients on the adsorbent and / or absorbent substrate is sought in the context of the present invention. However, a decrease in the thread pitch of the extrusion shaft causes an increase in the pressure and therefore the temperature.
Au moins une portion du fourreau entourant la vis d'extrusion peut de plus, selon l'invention, être munie de moyens additionnels de chauffage. Ceux-ci 2882663 4 peuvent par exemple consister en des résistances parcourues par un courant électrique et noyées dans le fourreau, et être disposés en aval de la première buse d'injection. At least a portion of the sleeve surrounding the extrusion screw may furthermore, according to the invention, be provided with additional heating means. These 2882663 4 may for example consist of resistances traversed by an electric current and embedded in the sleeve, and be arranged downstream of the first injection nozzle.
Le but est d'obtenir une température dépassant 70 C au sein du fourreau. The goal is to obtain a temperature exceeding 70 C in the sheath.
De préférence, une portion du fourreau située au voisinage de la filière d'extrusion est par ailleurs dotée de moyens de refroidissement, afin que le produit sorte de la filière d'extrusion à une température voisine de 50 C. Preferably, a portion of the sleeve located in the vicinity of the extrusion die is also provided with cooling means, so that the product exits the extrusion die at a temperature of 50 C.
Selon une possibilité, ces moyens de refroidissement peuvent consister en une conduite parcourant ladite portion et dans laquelle circule un liquide de refroidissement, par exemple disposée de manière hélicoïdale par rapport à l'axe de l'extrudeuse. Ce liquide de refroidissement peut, très simplement, consister en de l'eau. According to one possibility, these cooling means may consist of a pipe running through said portion and in which circulates a cooling liquid, for example arranged helically with respect to the axis of the extruder. This coolant can, very simply, consist of water.
Dans la structure précitée dans laquelle le ou les modules de vis à filetage inversé sont placés en aval d'au moins un module à pas fin, le fourreau comporte au moins une écluse axiale permettant à la pâte en cours d'extrusion d'être partiellement refoulée vers l'amont, ladite écluse chevauchant alors au moins partiellement le ou les modules à pas inversé et le ou les modules à pas fin placés immédiatement en amont. In the abovementioned structure in which the inverted-threaded screw module or modules are placed downstream of at least one fine-pitch module, the sheath comprises at least one axial lock allowing the dough being extruded to be partially discharged upstream, said lock then at least partially overlapping the one or more modules with a reverse pitch and the one or more fine pitch modules placed immediately upstream.
L'utilité de ce refoulement est notamment de permettre un fonctionnement en monovis qui s'apparente à la régulation du processus d'extrusion que l'on pourrait obtenir à l'aide d'une technologie bivis. La conséquence est notamment une régulation de la pression permettant d'extruder et de mélanger dans de bonnes conditions la pâte obtenue par adjonction de la matière liquide à la matière pulvérulente. The usefulness of this repression is to allow a single-screw operation that is similar to the regulation of the extrusion process that could be obtained using a two-screw technology. The consequence is in particular a pressure regulation for extruding and mixing in good conditions the paste obtained by adding the liquid material to the pulverulent material.
Compte tenu de la longueur que peut prendre l'extrudeuse, le fourreau peut lui aussi être constitué de manchons modulaires mis bout à bout et qui peuvent être reliés par des colliers annulaires externes. Given the length that can take the extruder, the sheath can also be made of modular sleeves placed end to end and which can be connected by external annular collars.
En fin d'extrusion, la filière comporte un réseau de trous d'un diamètre de l'ordre de 2 mm permettant l'obtention d'extrudats cylindriques.Le nombre de trous s'élève à plusieurs dizaines, par exemple entre deux et trois cents. At the end of extrusion, the die has a network of holes with a diameter of about 2 mm to obtain cylindrical extrudates. The number of holes is several tens, for example between two and three. cents.
En d'autres termes, les produits obtenus sont des filaments d'allure cylindrique dont la longueur dépend de la fréquence donnée au dispositif de coupe situé en sortie de la filière. In other words, the products obtained are cylindrical filaments whose length depends on the frequency given to the cutting device at the exit of the die.
Ces filaments doivent ensuite être sphéronisés, c'est à dire rendus sphériques, et le dispositif de sphéronisation de l'invention comporte à cet effet un récipient dont le fond est un plateau perforé tournant à vitesse variable, ledit récipient étant alimenté en air pressurisé via les perforations et la périphérie du plateau tournant, créant un coussin d'air sur et autour du plateau. These filaments must then be spheronized, ie spherical, and the spheronization device of the invention comprises for this purpose a container whose bottom is a perforated plate rotating at variable speed, said container being fed with pressurized air via perforations and the periphery of the turntable, creating a cushion of air on and around the tray.
2882663 5 De préférence, le plateau tournant est mu par un moteur électrique contrôlé par un variateur de fréquence. Enfin, l'air est injecté à une pression comprise entre 3 et 10 bars, etselon un débit variable. Preferably, the turntable is driven by an electric motor controlled by a frequency converter. Finally, the air is injected at a pressure of between 3 and 10 bars, and according to a variable flow rate.
Les extrudats sous forme filamentaire tels que produits sont dans un premier temps désagrégés sous forme de grains de poudre. Ceci est dû à la rotation du plateau tournant et à l'existence du coussin d'air. Dans un deuxième temps, la rotation permet une reconstitution des grains, sous forme d'agglomérats plus ou moins ronds. La taille des agglomérats est fonction de la vitesse de rotation, et ne doit rien à la taille des orifices de la filière d'extrusion ri à la longueur des filaments. Le degré d'humidité influe également sur la sphéronisation, et il n'est pas exclu de modifier l'hygrométrie des exsudats par exemple par injection de vapeur d'eau. The extrudates in filamentary form as produced are initially broken down into powder grains. This is due to the rotation of the turntable and the existence of the air cushion. In a second step, the rotation allows a reconstitution of the grains, in the form of more or less round agglomerates. The size of the agglomerates is a function of the speed of rotation, and owes nothing to the size of the orifices of the extrusion die ri along the length of the filaments. The degree of humidity also influences the spheronization, and it is not excluded to modify the hygrometry of the exudates, for example by steam injection.
L'appareillage de fabrication de granules de l'invention comporte également un dispositif de séchage, lequel comporte au moins une enceinte animée d'un mouvement pendulaire, hermétiquement fermée par un couvercle bouchant l'ouverture d'introduction des granules, et alimenté en air à une température comprise entre 90 C et 130 C selon un débit variable. The apparatus for producing granules of the invention also comprises a drying device, which comprises at least one chamber animated by a pendulum movement, hermetically closed by a cover blocking the introduction opening of the granules, and supplied with air at a temperature between 90 C and 130 C according to a variable flow rate.
Ces enceintes de séchage comportent de plus un orifice d'extraction contrôlée de l'air, par exemple relié à un extracteur à vitesse variable. These drying chambers further include a controlled air extraction orifice, for example connected to a variable speed extractor.
L'ensemble permet d'arrondir les granulés, de les sécher progressivement et, enfin, de les dépoudrer. The assembly makes it possible to round the granules, to dry them gradually and, finally, to depilate them.
Comme indiqué auparavant, outre l'appareillage, l'invention concerne également un procédé de fabrication de granules contenant au moins un principe actif concentré par exemple végétal mélangé à une ou plusieurs substances notamment adsorbante et/ou absorbante, comportant une étape d'extrusion des composants à l'état pulvérulent et liquide en extrudats pâteux transformés ensuite en granules, et caractérisé en ce qu'il comporte: - l'extrusion d'une matière pulvérulente, ladite matière comportant ai moins une substance adsorbante et/ou absorbante; l'injection d'un extrait concentré liquide d'au moins un principe actif concentré en au moins un point de l'étape d'extrusion; - le chauffage du mélange formé de la matière pulvérulente et de l'extrait concentré à une température au moins égale à 70 C; - le sectionnement des extrudats sous forme de filaments; - la sphéronisation desdits extrudats; et - leur séchage. As indicated above, in addition to the apparatus, the invention also relates to a process for producing granules containing at least one concentrated active ingredient, for example a plant that is mixed with one or more substances, in particular adsorbent and / or absorbent, comprising a step of extrusion of the powdered and liquid components in pasty extrudates then transformed into granules, and characterized in that it comprises: - the extrusion of a pulverulent material, said material comprising at least one adsorbent and / or absorbent substance; injecting a liquid concentrated extract of at least one concentrated active ingredient into at least one point of the extrusion step; heating the mixture formed of the pulverulent material and the concentrated extract to a temperature of at least 70 ° C .; the sectioning of the extrudates in the form of filaments; spheronization of said extrudates; and - their drying.
L'injection de l'extrait liquide se fait chronologiquement après une première phase d'extrusion de matière sèche, et permet comme mentionné d'aboutir à des concentrations en principe actif très élevées, basées essentiellement sur 2882663 6 l'utilisation d'extraits proches des extraits mous ou fermes répondant à la définition donnée notamment par la pharmacopée française, puisqu'ils peuvent avoir un résidu sec allant jusqu'à 65 % m/m. The injection of the liquid extract is done chronologically after a first phase of extrusion of dry matter, and allows as mentioned to lead to very high concentrations of active ingredient, based essentially on the use of close extracts. soft or firm extracts meeting the definition given in particular by the French pharmacopoeia, since they can have a dry residue of up to 65% w / w.
Encore une fois, l'ordre des étapes du procédé n'est pas anodin compte tenu de la viscosité de ces extraits, par définition largement supérieure à celle des extraits liquides, et avec lesquels il n'est pas possible de procéder à l'extrusion d'emblée d'un mélange pâteux. Celui-ci serait en effet d'une part extrêmement difficile à obtenir avec des caractéristiques d'homogénéité correctes, et d'autre part quasi impossible à distribuer, via une trémie et un système de régulation de la quantité de pâte raisonnablement fiable, dans l'extrudeuse. Once again, the order of the steps of the process is not insignificant given the viscosity of these extracts, by definition much greater than that of the liquid extracts, and with which it is not possible to carry out the extrusion immediately from a pasty mixture. On the one hand, it would be extremely difficult to obtain with correct homogeneity characteristics, and on the other hand almost impossible to distribute, via a hopper and a system of regulation of the quantity of dough that is reasonably reliable, in the extruder.
C'est la raison pour laquelle, lorsque l'on veut pouvoir obtenir des granules à forte concentration en principe actif, il est nécessaire de procéder en extrudant d'abord la matière strictement pulvérulente, et en injectant ensuite le liquide visqueux, ce qui permet au passage de bénéficier de la régulation de l'apport de matière sèche procurée par la vis de l'extrudeuse. This is the reason why, when one wants to be able to obtain granules with a high concentration of active principle, it is necessary to proceed by first extruding the strictly powdery material, and then injecting the viscous liquid, which allows in passing to benefit from the regulation of the supply of dry matter provided by the screw of the extruder.
Le mélange, une fois formé dans l'extrudeuse, est chauffé à une température supérieure à 70 C pour obtenir le flash thermique précité permettant de fixer le principe actif sur le produit adsorbant et/ou absorbant, ce qui est obtenu comme on l'a vu par une modification du pas de l'arbre d'extrusion d'une part, et l'utilisation de moyens extérieurs de chauffage d'autre part. Il convient d'ajouter, pour être complet, que ce flash thermique présente une importance considérable puisqu'il opère une transformation structurale des polymères constituant les substances adsorbantes et absorbantes, ainsi qu'une débactérisation des produits. The mixture, once formed in the extruder, is heated to a temperature above 70 C to obtain the aforementioned thermal flash for fixing the active ingredient on the adsorbent and / or absorbent, which is obtained as has been seen by a modification of the pitch of the extrusion shaft on the one hand, and the use of external heating means on the other hand. To be complete, it should be added that this thermal flash is of considerable importance since it effects a structural transformation of the polymers constituting the adsorbent and absorbing substances, as well as the debacterization of the products.
Outre l'injection d'un extrait liquide, le procédé de l'invention peut comporter au moins une étape supplémentaire d'injection d'un liquide neutre pour corriger la concentration du mélange, par exemple de l'eau, avec ou sans alcool. La correction de concentration permise par cette étape d'injection éventuellement insérée dans le procédé peut en fait faciliter l'économie de ce dernier: il est ainsi possible de simplifier la fabrication de l'extrait, notamment lorsqu'elle est obtenue par évaporation, en réglant une fois pour toute l'évaporateur de manière à produire des extraits ayant une concentration uniforme, puis en gérant en aval la mesure de la concentration que l'on veut obtenir pour les granules à 3 5 l'aide de l'injection de liquide neutre. In addition to the injection of a liquid extract, the method of the invention may comprise at least one additional step of injecting a neutral liquid to correct the concentration of the mixture, for example water, with or without alcohol. The correction of concentration allowed by this injection step possibly inserted into the process can actually facilitate the economy of the latter: it is thus possible to simplify the manufacture of the extract, especially when it is obtained by evaporation, in regulating the evaporator once for the whole in order to produce extracts having a uniform concentration, and then managing downstream the measurement of the concentration that is to be obtained for the granules by means of liquid injection neutral.
Lorsque les extrudats ont été sphéronisés, par rotation à vitesse variable en présence d'un coussin d'air à l'aide du sphéronisateur décrit auparavant, elles sont séchées par brassage dans un flux d'air chaud à température supérieure à 90 C. Comme déjà indiqué, la pression d'injection est comprise, dans le procédé, entre 3 et 10 bars. When the extrudates were spheronized, by rotating at variable speed in the presence of an air cushion using the spheronizer described above, they are dried by stirring in a hot air stream at a temperature above 90 C. already indicated, the injection pressure is in the process between 3 and 10 bar.
Selon des possibilités connues en soi, les substances adsorbantes et/ou absorbantes peuvent notamment être choisies parmi la cellulose, le lactose et/ou la maltodextrose, ou tout autre produit équivalent, c'est-à- dire présentant des propriétés d'adsorption et d'absorption équivalentes. According to possibilities known per se, the adsorbent and / or absorbent substances may in particular be chosen from cellulose, lactose and / or maltodextrose, or any other equivalent product, that is to say having adsorption properties and equivalent absorption.
Dans l'invention, la matière pulvérulente peut elle-même comporter de l'extrait concentré sec d'au moins un principe actif, par exemple de plante. L'adjonction de principe actif, sous forme de poudre, dans la première étape du procédé permet un ajustement supplémentaire de la concentration, si besoin est. Cette matière pulvérulente peut également contenir notamment un ou plusieurs adjuvants choisis parmi les agents édulcorants, liants, désagrégeants ou aromatisants, selon le cas. In the invention, the pulverulent material may itself comprise dry concentrated extract of at least one active ingredient, for example a plant. The addition of active ingredient, in powder form, in the first step of the process allows a further adjustment of the concentration, if necessary. This pulverulent material may also contain in particular one or more adjuvants chosen from sweetening, binding, disintegrating or flavoring agents, as the case may be.
Elle peut enfin contenir des sucres sous forme de fructose, sorbitol, xylitol ou équivalents. It may finally contain sugars in the form of fructose, sorbitol, xylitol or the like.
De même, le liquide injecté peut notamment comprendre au moins un adjuvant choisi parmi les agents diluants, mouillants, aromatisants et/ou édulcorants. Similarly, the injected liquid may in particular comprise at least one adjuvant chosen from diluents, wetting agents, flavoring agents and / or sweeteners.
Selon le procédé, qui correspond à l'appareillage de fabrication de granules expliqué ci-dessus, la pression d'extrusion du mélange est augmentée après la première phase d'injection, l'augmentation de pression s'accompagnant d'une élévation de température. Celle-ci participe à l'obtention de la température seuil de 70 C permettant l'obtention du flash thermique de fixation du ou des principes actifs sur le ou les substrats adsorbants et/ou absorbants. La température peut de plus encore être augmentée par utilisation de moyens de chauffage additionnels du type résistance chauffante. According to the method, which corresponds to the granule manufacturing apparatus explained above, the extrusion pressure of the mixture is increased after the first injection phase, the pressure increase being accompanied by a rise in temperature . This participates in obtaining the threshold temperature of 70 C for obtaining the thermal flash for fixing the active ingredient (s) on the adsorbent and / or absorbent substrate (s). The temperature can be further increased by using additional heating means of the heating resistor type.
Ensuite, la température d'extrusion est volontairement abaissée, au voisinage de la filière, par des moyens de refroidissement du type conduite véhiculant un liquide de refroidissement, par exemple sous forme d'un circuit d'eau. Then, the extrusion temperature is deliberately lowered, in the vicinity of the die, by cooling means of the driving type carrying a cooling liquid, for example in the form of a water circuit.
Le procédé de l'invention est de préférence basé sur l'injection d'au moins un extrait liquide qui peut par exemple être obtenu par évaporation alcoolique sous vide. The process of the invention is preferably based on the injection of at least one liquid extract which can for example be obtained by alcohol evaporation under vacuum.
L'invention va à présente être décrite plus en détail, en référence d'une part à la figure 1 annexée, qui présente schématiquement un appareillage de fabrication de granules selon l'invention, et d'autre part à des exemples de fabrication de granules basées sur plusieurs principes actifs distincts. The invention will now be described in more detail, with reference in part to the appended FIG. 1, which schematically shows an apparatus for producing granules according to the invention, and on the other hand to examples of the manufacture of granules. based on several distinct active ingredients.
En référence à la figure 1, l'extrudeuse modulaire se compose d'une vis d'extrusion composée de différents modules dont les filetages présentent des 2882663 8 pas différents, dans les portions (1, 2), et un filetage inversé, dans la portion (3). L'arbre d'extrusion ainsi constitué est entouré d'un fourreau (4) à l'extrémité amont duquel se trouve un ensemble moteur (5) composé d'un moteur électrique associé le cas échéant à un réducteur. Une filière (6) d'extrusion est disposée à l'extrémité aval de l'arbre d'extrusion. Cette filière (6) est en fait constituée d'une multitude de petits orifices (plus de deux cents), de préférence de diamètres identiques, permettant la fabrication d'extrudats prenant la forme de filaments de faible diamètre (de l'ordre de 2 mm) et de longueur limitée, résultant de la fréquence conférée au dispositif de coupe (7) disposé en aval de la filière (6). Les extrudats filamentaires ainsi produits sont expulsés via l'ouverture (8), à destination du sphéronisateur (non représenté). With reference to FIG. 1, the modular extruder consists of an extrusion screw composed of different modules, the threads of which have not different, in the portions (1, 2), and an inverted thread, in the portion (3). The extrusion shaft thus formed is surrounded by a sheath (4) at the upstream end of which is a motor assembly (5) consisting of an electric motor associated where appropriate with a gearbox. An extrusion die (6) is disposed at the downstream end of the extrusion shaft. This die (6) is in fact made up of a multitude of small orifices (more than two hundred), preferably of identical diameters, making it possible to produce extrudates in the form of filaments of small diameter (of the order of 2 mm) and of limited length, resulting from the frequency conferred on the cutting device (7) disposed downstream of the die (6). The filamentary extrudates thus produced are expelled via the opening (8) to the spheronizer (not shown).
L'extrudeur ainsi constitué est alimenté via la trémie (9) et un dispositif de régulation de débit de la poudre entrant dans la vis (10), commandé par un variateur de fréquence. The extruder thus constituted is fed via the hopper (9) and a device for regulating the flow rate of the powder entering the screw (10), controlled by a frequency converter.
La poudre délivrée à la première portion (1) de l'arbre d'extrusion est véhiculée vers une seconde portion (2), placée au niveau d'une buse (11) d'alimentation en liquide, ledit liquide étant de préférence un extrait proche des extraits mous ou fermes en au moins un concentré actif, par exemple obtenu à partir de plante(s). Une seconde buse d'injection (12) peut être implantée, ai voisinage de l'extrémité aval de la seconde portion (2), pour l'injection d'un liquide neutre de type eau et/ou alcool. Selon une possibilité, le diamètre d'injection est de l'ordre de 1 mm, et les deux buses sont distantes d'environ 20 cm. The powder delivered to the first portion (1) of the extrusion shaft is conveyed to a second portion (2), placed at a liquid supply nozzle (11), said liquid preferably being an extract close to soft or firm extracts in at least one active concentrate, for example obtained from plant (s). A second injection nozzle (12) may be implanted near the downstream end of the second portion (2) for the injection of a neutral liquid of the water and / or alcohol type. According to one possibility, the injection diameter is of the order of 1 mm, and the two nozzles are spaced about 20 cm.
Cette seconde portion (2) présente un filetage à pas plus fin que la portion (1), qui permet d'augmenter la pression et par conséquent la température du mélange constitué de la matière pulvérulente et de l'extrait liquide. This second portion (2) has a thinner pitch thread than the portion (1), which increases the pressure and therefore the temperature of the mixture consisting of the pulverulent material and the liquid extract.
Des moyens de chauffage additionnels (13) permettent d'augmenter encore, le cas échéant, ladite température pour qu'elle dépasse les 70 C, et que le flash de fixation puisse être obtenu. Additional heating means (13) can further increase, if necessary, said temperature so that it exceeds 70 C, and that the flash attachment can be obtained.
La dernière portion (3) de l'arbre d'extrusion comporte un filetage à pas inversé, permettant de réguler le processus d'extrusion, en combinaison avec des écluses d'allure axiale (non représentées), de manière à obtenir un fonctionnement sensiblement identique à celui d'une extrudeuse bivis. Dans cette portion terminale de l'arbre d'extrusion, des moyens de refroidissement (14) sont prévus pour ramener la pâte en cours d'extrusion à une température plus basse, de sorte que l'on obtient des extrudats en sortie de la filière qui sont à une température comprise entre 50 C et 60 C. The last portion (3) of the extrusion shaft comprises an inverted-pitch threading, making it possible to regulate the extrusion process, in combination with axially-oriented locks (not shown), so as to obtain a substantially identical to that of a twin-screw extruder. In this end portion of the extrusion shaft, cooling means (14) are provided to reduce the pulp during extrusion to a lower temperature, so that extrudates are obtained at the outlet of the die. which are at a temperature between 50 C and 60 C.
Lesdits extrudats obtenus en sortie (8), de forme filamentaire, sont ensuite sphéronisés et séchés pour l'obtention du produit fini, à savoir les granules 2882663 9 concentrées en extrait actif. Le procédé permet l'extrusion d'une quantité importante de produit: de 70 à 100 kg par heure pour un appareillage de dimensions somme toute raisonnables. Said extrudates obtained at the outlet (8), of filamentary shape, are then spheronized and dried in order to obtain the finished product, namely the granules 2882663 9 concentrated in active extract. The process allows the extrusion of a large quantity of product: from 70 to 100 kg per hour for an apparatus of reasonable dimensions.
Différents exemples, présentés ci-après, permettront de mieux comprendre l'appareillage et le procédé de l'invention. Various examples, presented below, will provide a better understanding of the apparatus and method of the invention.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Préparation de microgranules d'HARPAGOPHYTUM en gélule dont une gélule de 380 mg contient 7 mg d'harpagoside. Preparation of microgranules of HARPAGOPHYTUM in capsule of which one capsule of 380 mg contains 7 mg of harpagoside.
Un extrait mou d'harpagophytum est préparé selon la technique décrite plus haut avec un résidu sec de 61,14% d'une concentration de 21, 73 gr/kg d'harpagoside, d'une densité de 1,232 et en utilisant comme liant de la cellulose microcristaline. Pour réaliser 100 kg de microgranules, il faut utiliser 48,17 kg de cellulose microaistaline, injecter avec une pompe doseuse 72,255 litres d'extrait mou et injecter en un second point 3,45 litres d'eau. Ainsi, 380 mg de micro granule contiendront 7 mg d'harpagoside. A soft extract of harpagophytum is prepared according to the technique described above with a dry residue of 61.14% with a concentration of 21.73 gr / kg of harpagoside, a density of 1.232 and using as binder microcrystalline cellulose. To make 100 kg of microgranules, it is necessary to use 48.17 kg of cellulose microaistaline, to inject with a dosing pump 72.255 liters of soft extract and to inject in a second point 3.45 liters of water. Thus, 380 mg of micro granule will contain 7 mg of harpagoside.
Données techniques: Vitesse de rotation de l'arbre de l'extrudeur: 500 rp m; Injection par minute de 652 g de cellulose microcristaline et de 978 cc de liquide dont 95,44 % d'extrait concentré et de 4,56 % d'eau. Technical data: Rotational speed of the extruder shaft: 500 rp m; Injection per minute of 652 g microcrystalline cellulose and 978 cc liquid including 95.44% concentrated extract and 4.56% water.
On obtient des granulés pouvant contenir jusqu'à 51,83 % de composants hy d roalcooloso lub les d'harp agop hytum. Granules which can contain up to 51.83% of hyalcoholic components are obtained from harp agop hytum.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Préparation de microgranules de BROCOLI dont une gélule de 385 mg contient 0,3 mg de sulforaphane. Preparation of microgranules of BROCOLI of which one capsule of 385 mg contains 0.3 mg of sulforaphane.
Extrusion de 70 kg de poudre de plante de Brocoli mélangée à 30 kg de cellulose, injection dans l'extrudeurde 580 g du mélange brocoli/liant par minute, injection dans l'extrudeur d'eau pour texturation et obtention des granulés. Extrusion of 70 kg of Broccoli plant powder mixed with 30 kg of cellulose, injection into the extruder of 580 g of the broccoli / binder mixture per minute, injection into the water extruder for texturing and obtaining the granules.
Données techniques: Vitesse de rotation de l'arbre de l'extrudeur: 500 rp m; linjection par minute de 580 gr de poudre de plante de Brocoli additionnée de 30% de cellulose microcristaline. Technical data: Rotational speed of the extruder shaft: 500 rp m; injection per minute of 580 gr of Broccoli plant powder with 30% microcrystalline cellulose added.
On obtient ainsi 100 kg de microgranules de poudre de brocoli dont 385 mg contiennent 0,3 mg de sulforaphane. 100 kg of microgranules of broccoli powder are obtained, of which 385 mg contain 0.3 mg of sulforaphane.
Les granulés obtenus peuvent contenir jusqu'à 700/0 de poudre de plante. 10 EXEMPLE 3 Préparation de micro granules de GINGKO BILOBA en gélule dont une gélule de 380 mg contient 10 mg de ginkgoflavonoides totaux. The granules obtained can contain up to 700% of plant powder. EXAMPLE 3 Preparation of micro granules of GINGKO BILOBA in capsule of which one 380 mg capsule contains 10 mg of total ginkgoflavonoids.
Mélange de 89.3 kg de cellulose avec 10,7 kg de ginkgo en extrait sec titrant 15 24,6% de gingkoflavonoides totaux, soit 100 kg de poudre entrant dans l'extrudeur. A mixture of 89.3 kg of cellulose with 10.7 kg of dry ginkgo grading 24.6% of total gingkoflavonoids, ie 100 kg of powder entering the extruder.
Données techniques: Vitesse de rotation de l'arbre de l'extrudeur 530: rp m; Injection par minute de 680 gr du mélange de poudre et injection dans la vis de 20 l'extrudeur de 146,3 litres d'alcool à 10 . Technical data: Speed of the extruder shaft 530: rp m; Injection per minute of 680 gr of the powder mixture and injection into the screw of the extruder of 146.3 liters of alcohol at 10.
On obtient ainsi 100 kg de microgranules de gingko biloba dont 380 mg contiennent 10 mg de gingkoflavonoides totaux. 100 kg of gingko biloba microgranules are obtained, 380 mg of which contain 10 mg of total gingkoflavonoids.
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