OA20923A - Presse à comprimés pour pharmacie. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une presse à comprimés qui permet de produire, à partir d'un mélange homogène de poudre ou de granulés ayant une bonne coulabilité et une bonne compressibilité, des comprimés pharmaceutiques de même taille, de même forme, de même poids, et dont la résistance à la rupture et à la friabilité sont conformes aux normes pharmaceutiques. Cette presse à comprimés comprend une matrice (16) recevant le mélange de poudre ou de granulés à comprimer, un piston (35) exerçant l'effort de compression, un piston (36) statique à la base de la matrice (16) pendant la compression, un pivot (4) et une came (6) fixés à un arbre (1) entraîné en rotation par un motoréducteur (8). Un régulateur de débit (39) permet de régler les dimensions et le poids des comprimés pour chaque lot à produire par un jeu de matrice (16) et de pistons (35) et (36) donné.

Description

DESCRIPTION DE L’INVENTION

La présente invention concerne une presse à comprimés pour pharmacie.

Il est connu que la pharmacopée traditionnelle africaine dispose de millier de ressources ayant un potentiel thérapeutique confirmé pour le traitement d’une multitude de maladies. La plus grande partie des préparations actuellement faites à base de plantes sont des liquides dont la stabilité dans le temps reste faible et peu fiable. Les délais de péremption sont extrêmement courts. Pour un seul traitement, Î1 faut donc écorcher à plusieurs reprises des troncs d’arbre, ou cueillir de grandes quantités de feuilles, ou encore déterrer des volumes importants de racines. Ceci est décrié par l’OMS qui a fait le constat que « la récolte à outrance des plantes médicinales menace certains écosystèmes »'. Par ailleurs, ces préparations conservent généralement un goût et une odeur nauséabonde issus des plantes dont elles dérivent, et sont par conséquent peu acceptées par un grand nombre de consommateurs.

Les formes de présentation les plus utilisées pour les médicaments sont les formes orales et plus particulièrement les comprimés. Malheureusement, les machines rotatives de production de comprimés ont un coût très élevé et pas à la portée des naturopathes et des thérapeutes africains.

Il est aussi connu que les compléments alimentaires, sources concentrées de nutriments permettant d’entretenir une bonne santé et combler plusieurs carences, sont généralement produits sous forme de comprimés. Bien que l’Afrique regorge de multiples matières premières appropriées pour la fabrication de ces compléments alimentaires, nous notons sa totale absence dans ce domaine dû au manque d’équipement de production des comprimés.

La présente invention permet de remédier à plusieurs de ces manquements. En effet, l’invention permet de produire par un système de compression des comprimés de formes et de dimension différentes en fonction des matrices (16) et des pistons (35) et (36) installés dans la machine. Dès qu’un couple de matrice/pistons est choisi et installé dans https://aDDS.who.int/iris/bitstream/handle/10665/67295/WHO EDM 2002.4 fre.pdf?sequence=l&isAllow ed=y la presse à comprimés de l’invention, tous autres réglages clôturés, cette machine permet de produire automatiquement des comprimés de même taille, de même forme et de même poids.

Le mélange homogène de poudre ou de granulés médicamenteux constituant la 5 matière à comprimer est versé dans la trémie (23a). Un sabot (23b) situé à la base de la trémie (23a) reçoit par gravitation le mélange. Ce sabot (23b), dans sa première alternance, mu en déplacement sinusoïdal sur le plan horizontal au-dessus de l’établi (28), vibre pendant son bref séjour sur le plan vertical au-dessus de la matrice (16), et remplit cette matrice du mélange à comprimer. Le sabot (23b) quitte aussitôt la zone de 10 compression dans la deuxième alternance de son mouvement sinusoïdal.

Le motoréducteur (8) entraîne en rotation l’arbre (1) solidaire du pivot excentrique (4) et de la came (6). Pendant la première moitié d’un tour de rotation de l’arbre (1), le pivot excentrique (4), ensemble avec l’essieu excentrique (2), imposent une translation verticale vers le bas au piston (35) entraîné au travers du moyeu (34) par l’axe (12) qui 15 coulisse dans l’alésage (13). Au cours de sa trajectoire, le piston (35) ferme la matrice (16) remplie du mélange à comprimer, puis continue son déplacement jusqu’à sa fin de course imposée par l’excentricité jumelée du pivot (4) et de l’essieu (2). Tout au long de cette course du piston (35), la poudre médicamenteuse est fortement comprimée dans la matrice (16) de façon à lui imprimer la forme d’un comprimé. Une forte pression issue 20 d’une force de près de 50kN, environ 5 tonnes d’effort, est exercée par le piston (35) sur le produit emprisonné dans la matrice (16), le piston (36) étant fixe. Cette compression engendre une agrégation des molécules de la poudre et forge un comprimé solide.

Pendant la deuxième moitié d’un tour de rotation de l’arbre (1), un enchaînement de mobilités capitales sont induites successivement aux différentes pièces de la machine de 25 l’invention :

— Le piston (35) sort de la matrice (16), libérant le comprimé façonné, et continue son déplacement vertical vers le haut ;

- La came (6), au cours de sa trajectoire dans un cercle osculateur tangent au galet (20), propulse l’axe (25) de haut vers le bas au travers du moyeu (21).

Cet axe (25) coulisse dans l’alésage (24), exerçant un effort considérable sur la charnière (30) qui pousse le bras de levier (32) vers le bas, induisant par le biais de la rotule (33) la translation verticale vers le haut du piston (36). Dans sa trajectoire, le piston (36) entraîne le comprimé hors de la matrice jusqu’à fleur de l’établi (28) ;

- Le piston (35) arrive à sa fin de course haute ;

- Le sabot (23b) entre enjeu pour la troisième alternance de son mouvement sinusoïdal. Pendant cette nouvelle alternance identique à la première, d’une tape, le sabot (23b) éjecte le comprimé produit hors de la machine de l’invention vers un réceptacle extérieur ;

- La came (6) entame la rotation dans sa zone de contact circulaire et cesse 10 d’exercer la pression sur le galet (20) ;

- Le piston (36) redescend jusqu’à sa fin de course basse sous l’effet du ressort (27) qui entraîne les mouvements inverses du levier (32), de la charnière (30) et de l’axe (25) ;

- Le sabot (23b) remplit à nouveau la matrice (16) de poudre médicamenteuse 15 à comprimer, comme au départ, et le cycle recommence.

Un comprimé est produit à chaque tour que fait l’axe (1). La capacité de production horaire de la machine de l’invention est par conséquent fonction de la vitesse de rotation en sortie du motoréducteur. Prenant un coefficient de réduction de 1/25 pour un moteur tournant à 1500 tr/mn, la vitesse à la sortie du motoréducteur est de 60 tours/minute.

Dans ce cas, la presse de l’invention produira 60 comprimés par minute, soit 3600 comprimés par heure. L’homme de l’art pourra aisément dimensionner les pièces, le motoréducteur et les graissages de manière à atteindre une capacité de 5400 comprimés par heure.

La machine de l’invention peut également être actionnée manuellement. Il suffit de 25 remplacer le motoréducteur (8) par un volant avec manivelle dimensionné proportionnellement aux efforts permettant de fournir un moment corrélatif à une pression de 50kN dans la matrice (16).

La séquence des fonctions impliquées dans la fabrication des comprimés par la machine de l’invention se décline en 3 étapes principales :

- Le remplissage de la matrice (16) :

• Le piston (35) situé en partie supérieure de la presse est relevé et le piston (36) situé en partie inférieure tombe. Ceci crée une cavité vide dans la matrice (16) ;

• Le sabot d'alimentation (23b) vient se positionner au-dessus de la matrice (16). Sous l’influence de la force de gravité et sous l’effet de la vibration du sabot (23b), la poudre à comprimer se déverse dans la cavité vide formée précédemment et la remplit jusqu’à effleurer le niveau horizontal de la surface de l’établi (28) ;

- La compression du mélange de poudre ou de granulés :

• Le sabot (23b) s'écarte. Le piston (36) restant statique dans sa position basse, le piston (35) descend et comprime le mélange granulés et/ou poudre. La porosité du mélange diminue progressivement jusqu’à s’annuler pratiquement, et la compression atteint son paroxysme en fin de course du piston (35). Le comprimé est fabriqué.

- Le démoulage du comprimé :

• Le piston supérieur (35) se retire et le piston inférieur (36) se déplace également vers le haut pour démouler le comprimé fabriqué.

• Le sabot (23b) revient et bouscule le comprimé démoulé qui sort de la machine de l’invention. Ce sabot se repositionne au-dessus de la matrice (16) et le cycle recommence.

La presse à comprimés de l’invention est une machine robuste pouvant travailler 24/24h et ayant un encombrement réduit, moins de 0,2 m³, pouvant tenir sur une paillasse de 60 cm de large. Elle est conçue pour fabriquer des comprimés aussi bien de forme normale que de forme que l’on pourrait dire anormale. Cette presse est efficace pour produire les comprimés pharmaceutiques, les comprimés pour complément alimentaire, les comprimés à base de plantes médicinales et bien d’autres. Elle admet différents types de matières premières, granulaires, cristallines ou poudreuses.

Un petit moto réducteur (8) de 550W dont la vitesse de rotation à l’entrée est de 1500 tr/mn suffit pour faire fonctionner la presse à comprimés de l’invention pour une capacité de production de 3600 comprimés par heure. La consommation d’énergie électrique pour la production d’un comprimé se calcule aisément en fonction du coefficient de réduction du motoréducteur, ainsi que de la puissance motrice. Pour une presse à comprimés entraînée par le motoréducteur ci-dessus (55OW), l’énergie consommée pour produire un comprimé est d’environ 15,3xlO'² wh, soit 0,000153 kwh. Pour arriver à consommer 1 kwh d’énergie électrique, la presse de l’invention devra produire un peu plus de 6500 5 comprimés, ce qui fait un bilan énergétique efficient. Des motoréducteurs plus puissants peuvent être utilisés pour des capacités plus élevés et des volumes et poids par comprimé plus importants.

Pour un jeu de matrice (16) et de pistons (35) et (36) donné, le poids, l’épaisseur et la dureté du comprimé peuvent être ajustés. Et si l’on souhaite presser différents produits, 10 il suffit de remplacer le jeu de matrice et pistons. A l’issue de tous les réglages, à partir d’un mélange homogène de poudre ou de granulés ayant une bonne coulabîlité et une bonne compressibilité, la presse de l’invention permet de produire des comprimés pharmaceutiques de même taille, de même forme, de même poids, et dont la résistance à la rupture et à la friabilité sont conformes aux nonnes pharmaceutiques. Le diamètre 15 moyen des comprimés produits par la presse de l’invention varie de 5 mm à 25 mm en fonction du jeu de matrice et pistons installés.

Les dessins en annexe décrivent l’invention. La figure 1 représente une vue d’ensemble de la presse à comprimés. La figure 2 est une coupe verticale sur le plan tangentiel à la came (6) et à l’axe (25). La figure 3 est une coupe verticale de la machine 20 sur le plan tangentiel au pivot excentrique (4), à l’essieu excentrique (2) et à l’axe (12).

En référence à ces dessins, et à titre d’exemple d’exécution, la presse à comprimés de l’invention comprend :

- une trémie (23 a) faite en matériaux inoxydable qui reçoit le mélange de granulés ou de poudre à comprimer et le déverse dans le sabot (23b) à sa base, ledit sabot 25 étant lui aussi fait en matériaux inoxydable ;

- une matrice (16) qui se loge dans un établi (28). C’est la cavité de cette matrice qui donne la forme du contour extérieur au comprimé. Elle est usinée dans un bloc d’acîer inoxydable avec une gorge lui permettant d’être maintenue statique dans l’établi par une goupille, et une cavité de forme choisie pour les comprimés 30 à produire ;

- deux pistons (35) et (36) en acier inox plein, usinés, d’une forme leur permettant de coulisser dans la cavité de la matrice (16). Le piston (35) dispose d’une gorge qui reçoit le tenon de la goupille (15) qui le fixe rigidement au moyeu (34). Le piston (36) est aussi muni d’une gorge recevant le tenon de la goupille (29) qui le rend solidaire à l’axe (37), Ce sont ces deux pistons (35) et (36) qui impriment par estampillage l’apparence du dessus et du dessous des comprimés ;

- un ressort (27) ayant une limite d’élasticité voisine à 1210 MPa. Le module de Young de ce ressort doit être de 200000 MPa, et le module de Coulomb de 74000 N/mm². Par ailleurs, le coefficient de poisson adimensionnel convenable ici pour le dimensionnement est de 0.29. La constante de raideur de ce ressort (27) devra être calculé en fonction de la puissance induite par le poids propre du piston (36), et inversement proportionnelle à la force de résistance de l’ensemble came (6), axe (25) et moyeu (21 ). En plus, pour tenir compte des efforts alternés en phase de production, ce ressort devra avoir une endurance appropriée et une bonne résilience attestée par contrôles faits au mouton de Charpy. Ce ressort (27) peut être remplacé par une contre-fiche soigneusement dimensionnée et entraînée en translation verticale par un module actionné par rotation de l’axe (1) ;

- trois alésages (13), (17) et (24) fixés sur le châssis de la presse et dans lesquels coulissent les axes (12), (37) et (25) ;

- une rotule (33) au-dessus de laquelle pivote le bras de levier (32) qui relève l’axe (37) lors du démoulage du comprimé fabriqué ;

- un régulateur de débit (39) constitué de deux molettes manuelles. C’est ce régulateur qui permet de régler le volume de la cavité à remplir par le mélange de poudre ou de granulés à comprimer. Les dimensions et le poids des comprimés à produire pour toute matrice est déterminée par le réglage effectué sur ce régulateur.

- un ajusteur d’éjection (38) qui régule le piston inférieur (36) de sorte que lorsqu'il est relevé à la fin de la compression, il soit au niveau et à fleur de la surface de l’établi (28), ce qui permet au sabot (23b) d'évacuer sans heurt le comprimé fini dans le récipient collecteur.

- un motoréducteur (8) dimensionné non seulement en fonction des efforts limites à exercer sur le mélange dans la cavité de la matrice (16) pour obtenir des comprimés dont la résistance à la rupture et à la friabilité sont conformes aux nonnes pharmaceutiques, mais aussi en fonction de la capacité de production de la presse à comprimés. L’homme de l’art saura aisément trouver le coefficient de réduction, la puissance motrice et le couple du motoréducteur. Il devra prendre en compte ;

• les contraintes de compression proportionnelles à l’effort mécanique nécessaire au bout du piston (35), et inversement proportionnelles à la section maximale comprimable par la presse à construire ;

• la capacité horaire de la presse à construire ;

• les forces de résistance dues au ressort (27) et aux différents frottements.

- Un pivot (4) et un essieu (2) dont les diamètres et les excentricités sont corrélés à la course minimale tolérable et à la course maximale admissible du piston (35) ;

- une entretoise (3) en bronze servant de cylindrée pour le pivot (4) et cumulativement servant de crapaudine pour l’essieu (2). Cette entretoise (3) joue le rôle d’absorbeur d’abrasion pour éviter l’usure mécanique entre le pivot (4) et l’essieu (2).

- un axe (1) mu en rotation par le motoréducteur (8) et entraînant lui-même en rotation la came (6), le pivot excentrique (4) et l’essieu excentrique (2) par le biais des clavettes (7).

- une charnière (30) qui transmet par le biais de deux articulations (31) les efforts d’éjection des comprimés en fin de production au piston (36). Cette même charnière (30) reçoit la charge impulsée par le ressort (27) et entraîne le piston (36) à retourner en position basse en fin de course.

Claims (6)

1. Une presse à comprimés pour pharmacie comprenant une matrice (16) recevant le mélange de poudre ou de granulés à comprimer, un piston (35) exerçant l’effort de compression, un piston (36) statique à la base de la matrice (16), un pivot (4) et une came (6) fixés à un arbre (1) entraîné en rotation par un motoréducteur (8), caractérisée en ce qu’elle dispose d’un régulateur de débit (39) permettant de régler les dimensions et le poids du shift de comprimés à produire pour un jeu de matrice et de pistons donné ;

2. Une presse à comprimés pour pharmacie selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle dispose d’un ajusteur d’éjection (38) qui régule la fin de course du piston (36) à fleur de la surface supérieure de l’établi (28) permettant une évacuation aisée du comprimé par le sabot (23b) ;

3. Une presse à comprimés pour pharmacie selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle admet de façon interchangeable divers jeux de matrices (16) et pistons (35) et (36) au choix pour chaque shift de production en fonction de la forme, du poids et des dimensions des comprimés désirés ;

4. Une presse à comprimés pour pharmacie selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle peut être actionnée aussi bien automatiquement par un motoréducteur électrique que manuellement par un volant à manivelle ;

5. Une presse à comprimés pour pharmacie selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle produit un comprimé à chaque tour du motoréducteur (8) permettant, suivant le coefficient de réduction, d’atteindre une capacité de production de 5400 comprimés par heure ;

6. Une presse à comprimés pour pharmacie selon toutes les revendications précédentes caractérisée en ce qu’elle permet de produire, à partir d’un mélange homogène de poudre ou de granulés ayant une bonne coulabîlîté et une bonne compressibilité, des comprimés pharmaceutiques de même taille, de même forme, de même poids, et dont la résistance à la rupture et à la friabilité sont conformes aux normes pharmaceutiques.