Brevet FR2614219A1 — publié le 19881028

"Procédé de fabrication de granulés destinés à la préparation de solutions de dialyse et installation pour sa mise en oeuvre" La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de granulés destinés à la préparation de solutions de dialyse et une instal- lation pour sa mise en oeuvre. Le traitement de l'insuffisance rénale chronique par circulation extracorporelle du sang du patient en vue de son épuration, nécessite, quelle que soit la technique utilisée, la mise en oeuvre de quantités importantes de liquide. Lors d'une opération de dialyse, le sang du patient est épuré dans un rein artificiel o circule une solution de dialyse ou dialysat dont la composition électrolytique est voisine de celle du plasma sanguin. Une solution de dialyse comprend une teneur élevée en sodium, en acétate ou en bicarbonate, (suivant qu'il s'agit d'un dialysat à l'acétate ou d'un dialysat au bicarbonate), en chlorures, et dans des proportions moindres d'autres ions tels que Calcium, Magnésium et Potassium. Au cours de trois séances de dialyse hebdomadaire, chaque patient consomme de à 200 litres de dialysat par séance. Ces volumes importants de dialysat sont actuellement préparés en continu au pied du lit du patient à l'aide d'un appareil dénommé générateur de dialyse, assurant la dilution d'un liquide concentré dans de l'eau, dans des proportions d'un volume de concentré pour 34 volumes d'eau. Pour une dialyse traditionnelle à l'acétate, il convient de disposer de 5 litres de concentré, tandis que pour une dialyse au bicarbonate, il convient de disposer de deux concentrés, à savoir 5 litres de concentré acide et 7 litres de concentré de bicarbonate, ces deux éléments devant être mélangés au dernier moment, du fait qu'ils ne peuvent pas être conserves en mélange sous une forme stable. Pour les concentrés de bicarbonate, cette technique pose de nombreux problèmes, et notamment celui de la conservation des liquides concentrés qui doit être effectuée dans des conditions de température strictes et qui ne peut être assurée que pendant des périodes relativement brèves de l'ordre d'un mois. En outre, ces concentrés liquides nécessitent la manipulation de masses importantes puisque chaque dialysé consomme, suivant le type de dialyse, entre 750 et I 800 litres de concentré par an. Enfin, les générateurs de dialyse traditionnels destinés à la prépara- 2 6 1 4 2 1 9 tion d'un liquide de dialyse à l'acétate, ne conviennent pas pour la prépa- ration d'un liquide de dialyse au bicarbonate. Ces différentes contraintes limitent considérablement l'expansion de la dialyse au bicarbonate, et notamment la mise en oeuvre de ce type de dialyse au domicile du patient. Il existe également des centrales de préparation de liquide de dialyse, destinées à l'alimentation simultanée de plusieurs patients, qui fonctionnent suivant le même principe. Il a également été imaginé de préparer des concentrés sous forme de poudre à dissoudre dans de l'eau avant la séance. Le concentré est généralement fabriqué par le pharmacien du centre de dialyse à partir de produits stockés sous forme de poudre. Ces produits sont pesés puis dissouts dans une cuve munie d'un agitateur. Après un temps de brassage suffisant, les contrôles prévus par la pharmacopée sont effec- tues. Après filtration il est procédé à un second ionogramme, après quoi la préparation est acheminée vers une cuve de stockage. La com- plexité de la mise en oeuvre de ce procédé limite son application à des centres de dialyse disposant d'une infrastructure importante, du fait que la manipulation et la pesée des produits sont délicates et qu'il peut être nécessaire d'appliquer des corrections dues à des reprises d'humidité de certains produits. Dans ces conditions, il a été imaginé de réaliser une préparation sous forme de granulés constitués exclusivement des substances ioniques nécessaires à la dialyse. Une telle préparation en granulés présente les avantages suivants: - la production en granulés de consistance régulière fournit un mélange uniforme, évitant tout risque de classification en cours de transport ou de manutention comme tel est le cas avec des particules hétérogène, - les matériaux granulés s'écoulent plus facilement et résistent à la formation de voûtes et à l'agglutination (le granulé est non hygrosco- pique); des débits plus rapides et un remplissage plus régulier peuvent être ainsi obtenus, - enfin, les matériaux granulés absorbent les liquides plus rapi- dement que la plupart des poudres (la granulation permet d'augmenter la surface de contact entre produit et solvant). En conséquence, ces matériaux granulés se dispersent et se dissolvent plus facilement et plus rapidement. Les caractéristiques physico-chimiques du produit et son condi- tionnement permettent une utilisation simple mais efficace pour la prépa- ration in situ de concentré pour hémodialyse: le centre évite ainsi les problèmes liés à la recherche des matières premières, le contrôle de ces matières premières et toutes les autres difficultés de préparation (manutention (concassage éventuel), pesées,...). Un autre atout concerne l'économie qu'il permet de réaliser en effet, le prix de revient du litre de concentré préparé avec le granulé (en tenant compte bien sûr du coût des installations nécessaires à cette préparation in situ) est plus avantageux que celui des concentrés liquides connus. Le granulé peut donc - fournir des centres en produits pour la préparation de concen- tré sur place, en leur évitant, d'avoir à rechercher les fournitures brutes, et toutes les difficultés de préparation (difficultés de manutention, pesée, dosages de contrôles,...), - représenter une économie pour ces centres, - satisfaire les exigences rencontrées à l'exportation (volume réduit, produits non hygroscopiques, se conservant bien). La présente invention vise à fournir un procédé pour la fabrica- tion de tels granulés et une installation pour sa mise en oeuvre. Ce procédé consiste à réaliser: - le mélange des différents composants, se présentant sous forme de poudre, dans les proportions voulues, avant ou après broyage des particules pour les amener à la taille souhaitée, - le compactage des particules par voie sèche avec formation de briquettes et, - le concassage des briquettes pour obtenir des granules. Avantageusement le compactage des particules est réalisé par passage d'un mélange de particules finement broyées et sous pression entre deux cylindres d'axes parallèles entraînés en rotation en sens inverse l'un de l'autre. Selon un premier mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à effectuer tout d'abord le mélange des différents composants se présen- tant sous forme de poudre, dans les proportions voulues, puis le broyage des particules du mélange pour les amener à une taille inférieure. 2 6 1 4 2 1 9 Selon un autre mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à effectuer tout d'abord le broyage des particules constitutives de chaque composant pour les amener à la taille souhaitée, puis le mélange des différents composants dans les proportions voulues. Avantageusement ce procédé consiste à broyer les particules constitutives des différents composants pour obtenir des particules d'une taille inférieure à 200 pm, à compacter le mélange sous forme de briquet- tes, qui sont compactées pour obtenir des granulés de taille comprise entre 0,5 et 3 mm. Conformément à une possibilité, ce procédé consiste, partant de composants destinés à être présents dans le mélange dans des propor- tions très différentes, à effectuer un prémélange des composants présents dans les proportions les plus faibles, ce prémélange étant ensuite lui- même mélangé aux composants qui sont présents dans des proportions plus importantes. Ceci permet de limiter les opérations nécessaires dans le cadre de la préparation proprement dite des granulés, et de limiter le volume des installations. Avantageusement ce procédé consiste à effectuer un double tamisage des particules concassées, et à recycler vers le compactage d'une part les particules d'une taille inférieure et d'autre part les particu- les d'une taille supérieure respectivement aux tailles minimale et maxi- male admises. Ce procédé est très avantageux d'un point de vue économique, puisque permettant d'obtenir des granulés avec un coot de mise en oeuvre très sensiblement inférieur à celui d'autre techniques telles que lyophilisa- tion, atomisation ou granulation par voie humide qui nécessitent une consommation d'énergie importante. Une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend deux cylindres d'axes parallèles, et entraînés en sens inverses, entre lesquels le mélange de composants est amené sous pression, qui réalisent son compactage sous forme de briquettes, ces briquettes tombant sur un concasseur assurant la formation de granulés, qui tombent sur deux tamis horizontaux superposés, le premier tamis retenant les granulés d'une taille supérieure à la taille maximale admise, et le second tamis laissant passer les granulés d'une taille inférieure à la taille minimale admise, ces deux types de granulés étant recyclés pour un nouveau pas- sage entre les cylindres, tandis que les granulés retenus par le second tamis sont acheminés vers un silo de stockage. Les cylindres de compactage peuvent être choisis à axes horizon- taux ou à axes verticaux. Selon une première forme d'exécution, cette installation com- prend plusieurs silos de stockage des composants ou prémélanges de composants en dessous de chacun desquels est disposée une trémie doseuse débouchant dans un collecteur, les particules tombant dans un mélangeur, puis dans un pulvérisateur qui réduit leur taille, les particules étant alors reprises par un élévateur à godets qui les amène dans une trémie d'o elles sont transferrées entre les deux cylindres. Conformément à une possibilité les trémies doseuses des diffé- rents composants, ou prémélanges de composants, sont des trémies de dosage pondéral. En outre le passage de la trémie située en haut de l'élévateur vers les cylindres de compactage est réalisé par une première vis d'axe horizontal dont l'enveloppe débouche dans l'enveloppe d'une seconde vis d'axe vertical amenant les particules sous pression entre les deux cylindres qui sont maintenus à une distance déterminée l'un de l'autre sous l'action de moyens élastiques. Cette installation est équipée, en amont des silos de stockage des composants du mélange, d'une trémie de chargement des différents composants indépendamment les uns des autres, chaque composant étant transféré vers le silo de stockage correspondant par un transporteur pneumatique, qui est équipé de vannes à trois voies susceptibles chacune de le mettre en communication avec un silo. Les vannes de mise en communication du transporteur pneumati- que avec les silos sont commandées à distance à partir de la lecture d'un code figurant sur chaque emballage de composants déversés dans la trémie de chargement. Le transporteur pneumatique est équipé d'une vanne de mise en communication avec une trémie de mélange destinée à réaliser le prémélange des composants présents en faible quantité. Selon une autre forme d'exécution, cette installation comprend deux mélangeurs disposés en parallèle, dont chacun est destiné à recevoir les différents composants pulvérulents dans les proportions requises, l'un et l'autre de ces mélangeurs alimentant alternativement un pulvérisa- teur réduisant la taille des particules, lui-même monté en amont des cylindres de compactage. Avantageusement, l'installation comprend d'une part un dispositif de dessication de l'air du laboratoire et d'autre part un dispositif de séchage des particules des différents composants, par élévation de tempé- rature, par exemple sur un lit fluidisé. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique représente très schématiquement à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette installation. L'installation représentée au dessin compend une trémie 2 de chargement des différents composants constitutifs du granulé, les diffé- rents composants étant amenés indépendamment les uns des autres par exemple dans des sacs en polyéthylène. Chaque sac est placé sur un plateau 3 permettant de le vider de son contenu après mise en place d'un capot de protection 4. Après avoir subi une opération d'émottage à l'aide d'un appareil disposé dans le fond de la trémie 2, le produit est pris en charge par l'intermédiaire d'un transporteur pneumatique 6. Sur le conduit du trans- porteur pneumatique, sont disposées quatre vannes à trois voies, montées en série, référencées respectivement 7,8,9 et 10. La première vanne 7 permet le passage d'un composant soit vers la deuxième vanne 8, soit vers une trémie de mélange 12. Cette trémie de mélange est utilisée pour réaliser le prémélange de certains produits se trouvant en faibles proportions dans les granulés. En effet, dans le cas d'une dialyse à l'acétate, le mélange doit contenir 58 % de chlorure de sodium, 36,5 % d'acétate de sodium, 2,6 % de sels de calcium, 1,4 % de sels de potassium et 1,5 % de sels de magnésium. Les éléments calcium, potassium et magnésium étant présents en très faibles proportions, pour 5,5 %6 dans la totalité du mélange, il est avantageux de réaliser un prémélange de ces éléments dans leurs proportions respectives. La vanne 8 permet le passage de composants vers un silo 13 ou vers la vanne 9, la vanne 9 permet le passage de composants vers un silo 14 ou vers la vanne 10, et la vanne 10 permet le passage de composants vers un silo 15 ou vers un bac de décharge non représenté. A titre d'exemple, le silo 13 peut servir au stockage du prémé- lange, le silo 14 au stockage de l'acétate et le silo 15 au stockage du chlorure de sodium. En fonction des codes apposés sur les sacs contenant les diffé- rents composants, les vannes sont commutées automatiquement pour assurer le transfert pneumatique du prémélange vers le silo 13, de l'acé- tate vers le silo 14, et du chlorure de sodium vers le silo 15. En-dessous de chaque silo 13,14,15, est disposée une trémie doseuse respectivement 16,17,18 assurant un passage, dans des proportions déterminées, du prémélange et de chacun des deux autres composants dans un tunnel 19 contenant une vis sans fin 20, amenant les différents composants en un point central 22, la vis 20 comportant deux zones de pas inverses. De ce point 22, les composants sont évacués par gravité vers un mélangeur à vis 23. Après mélange, les particules d'une taille comprise entre 0,8 et I mm sont transférées par gravité à un pulvérisa- teur 24 comprenant un broyeur à couteaux permettant d'amener les particules à une taille de l'ordre de 200 pm. En sortie du pulvérisateur, les particules sont prises en charge par un élévateur à godets 25 qui les amène dans une trémie 26. Dans le fond de cette trémie 26 est disposée une vis 27 dont l'enveloppe débouche dans l'enveloppe d'une vis sans fin 28 d'axe vertical comprimant les particules entre deux cylin- dres 29 et 30 entraînés en rotation en sens inverse l'un de l'autre, de façon à assurer la formation de briquettes et à les déplacer vers le bas. L'un au moins des deux cylindres est monté déplaçable latéralement vis-à-vis de l'autre, ce montage étant élastique. Les briquettes formées par compression à sec entre les deux cylindres passent dans un concasseur 32 assurant la formation de granulés. Ces granulés passent sur deux tamis horizontaux superposés 33 et 34 dont celui supérieur 33 laisse passer les particules d'une taille inférieure à 3 mm, et dont celui inférieur 34 laisse passer les particules d'une taille inférieure à 0,5 mm. Les particules retenues par le premier tamis et traversant le second tamis sont reprises par une tubulure 35 les recy- clant vers l'élévateur 25. Les particules d'une taille comprise entre 0,5 et 3 mm, consi- dérées comme pouvant être utilisées, sont acheminées par un dispositif de transport 36 vers un silo de stockage 37. En-dessous du silo de stockage, sont montés des dispositifs de pesage 38 et d'ensachage 39. Cette installation comprend enfin un groupe de dépoussiérage 40. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un procédé économique de réalisation par voie sèche de granulés destinés à l'obten- tion d'un liquide de dialyse. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de l'installation, décrite ci-dessus à titre d'exemple elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment qu'il est possible d'envisager différents types de dosages volumétrique ou pondérale des composants, ou que les cylindres de com- pactage pourraient être à axes verticaux, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATK NS 1. Procédé de fabrication de granulés destinés à la préparation de solutions de dialyse, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser: - le mélange des différents composants, se présentant sous forme de poudre, dans les proportions voulues, avant ou après broyage des particules pour les amener à la taille souhaitée, - le compactage des particules par voie sèche avec formation de briquettes et, - le concassage des briquettes pour obtenir des granules. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compactage des particules est réalisé par passage d'un mélange de parti- cules finement broyées et sous pression entre deux cylindres (29,30) d'axes parallèles entraînés en rotation en sens inverse l'un de l'autre. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer tout d'abord le mélange des différents composants se présentant sous forme de poudre, dans les proportions voulues, puis le broyage des particules du mélange pour les amener à une taille inférieure. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer tout d'abord le broyage des particules constitutives de chaque composant pour les amener à la taille souhaitée, puis le mélange des différents composants dans les proportions voulues. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à broyer les particules constitutives des différents composants pour obtenir des particules d'une taille infé- rieure à 200 Iim, à compacter le mélange sous forme de briquettes, qui sont concassées pour obtenir des granulés de taille comprise entre 0,5 et 3 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de composants destinés à être presents dans le mélange 'dans- des proportions très différentes, à effec- tuer un prémélange des composants présents dans les proportions les plus faibles, ce prémélange étant ensuite lui-même mélangé aux compo- sants qui sont présents dans des proportions plus importantes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un double tamisage des 2 6 1 4 2 1 9 particules concassées, et à recycler vers le compactage d'une part les particules d'une taille inférieure et d'autre part les particules d'une taille supérieure respectivement aux tailles minimale et maximale admises. 8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend deux cylindres (29,30) d'axes parallèles, et entraînés en sens inverses, entre lesquels le mélange de composants est amené sous pression, qui réalisent son compactage sous forme de briquettes, ces briquettes tom- bant sur un concasseur (32) assurant la formation de granulés, qui tombent sur deux tamis horizontaux superposés, le premier tamis (33) retenant les granulés d'une taille supérieure à la taille maximale admise, et le second tamis (34) laissant passer les granulés à une taille inférieure à la taille minimale admise, ces deux types de granulés étant recyclés pour un nouveau passage entre les cylindres, tandis que les granulés retenus par le second tamis (34) sont acheminés vers un silo de stockage (37). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs silos de stockage (13,14,15) des composants ou prémé- langes de composants en dessous de chacun desquels est disposée une trémie doseuse (16,17,18) débouchant dans un collecteur (19), les par- ticules tombant dans un mélangeur (23), puis dans un pulvérisateur (24) qui réduit leur taille, les particules étant alors reprises par un élévateur à godets (25) qui les amène dans une trémie (26) d'o elles sont trans- ferrées entre les deux cylindres (29,30). 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les trémies doseuses (16,17,18) des différents composants, ou prémé- langes de composants, sont des trémies de dosage pondéral. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que le passage de la trémie (26) située en haut de l'élévateur (25) vers les cylindres de compactage (29,30) est réalisé par une première vis (27) d'axe horizontal dont l'enveloppe débou- che dans l'enveloppe d'une seconde vis (28) d'axe vertical amenant les particules sous pression entre les deux cylindres (29,30) qui sont maintenus à une distance déterminée l'un de l'autre sous l'action de moyens élasti- ques. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle est équipée, en amont des silos de stocka- 2 6 1 4219 ll ge (13,14,15) des composants du mélange, d'une trémie (2) de chargement des différents composants indépendamment les uns des autres, chaque composant étant transféré vers le silo de stockage correspondant par un transporteur pneumatique (6), qui est équipé de vannes à trois voies (7,8,9,10), susceptibles chacune de le mettre en communication avec un silo. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que les vannes (7,8,9,10) de mise en communication du transporteur pneumatique (6) avec les silos (12,13,14,15) sont commandées à distance à partir de la lecture d'un code figurant sur chaque emballage de compo- sants déversés dans la trémie de chargement. 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que le transporteur pneumatique (6) est équipé d'une vanne (7) de mise en communication avec une trémie de mélange (12) destinée à réaliser le prémélange des composants présents en faible quantité. 15. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisée en ce que les cylindres de compression sont à axes horizontaux. 16. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisée en ce que les cylindres de compactage sont à axes verticaux. 17. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend deux mélangeurs disposés en parallèle, dont chacun est destiné à recevoir les différents composants pulvérulents dans les proportions requises, l'un et l'autre de ces mélangeurs alimentant alterna- tivement un pulvérisateur réduisant la taille des particules, lui-même monté en amont des cylindres de compactage. 18. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part un dispositif de dessication de l'air du laboratoire et d'autre part un dispositif de séchage des particules des différents composants, par élévation de température, par exemple sur un lit fluidisé.