Processus de granulation

La granulation consiste à former des grains plus gros (granulés) à partir de poudres fines ou de petites particules en augmentant la taille des particules. L'objectif est généralement d'améliorer la fluidité, la dosabilité, le comportement à la poussière et, le cas échéant, le comportement à la dissolution ou à la libération. On distingue principalement la granulation humide, la granulation sèche et la granulation en lit fluidisé.

Dans le cas de la granulation humide, les poudres sont humidifiées avec un liquide de granulation (généralement de l'eau ou une solution aqueuse de liant) et agglomérées sous l'effet d'un mouvement mécanique. Il en résulte des granulés humides qui sont ensuite séchés et, si nécessaire, classés ou broyés à une granulométrie cible. Les appareils typiques sont les mélangeurs/granulateurs à haut cisaillement, les mélangeurs-granulateurs ou les granulateurs à lit fluidisé.

Dans le cas de la granulation à sec, aucun liquide n'est ajouté. Les poudres sont compactées à l'aide de compacteurs à rouleaux ou de grandes presses à comprimés. Le matériau compacté est ensuite broyé et tamisé. Ce procédé est utilisé lorsque les produits sont sensibles à l'humidité ou à des températures élevées. Dans le cas de la granulation en lit fluidisé, les processus de fluidisation, de pulvérisation et de séchage sont souvent combinés dans un seul appareil : un liant est pulvérisé sur les particules fluidisées et les agglomérats ainsi formés sont directement séchés. Les processus de granulation sont largement répandus dans les industries pharmaceutique, alimentaire, chimique et des engrais. Ils constituent une étape intermédiaire entre la fabrication de la poudre et les étapes suivantes telles que la compression, l'extrusion, l'enrobage ou le pressage direct. 

Croissance des particules par coalescence. Plusieurs particules primaires forment un agglomérat. Le volume total correspond à la somme des volumes individuels :

V_A = n · V_P

Un agglomérat sphérique croît avec la troisième racine du nombre de particules. Les grands diamètres nécessitent donc beaucoup de particules primaires.

d_A = d_P · n^(1/3)

• V_A = Volume de l'agglomérat
• V_P = Volume d'une particule primaire
• d_A = diamètre des agglomérats
• d_P = diamètre des particules primaires
• n = Nombre de particules primaires

Les agglomérats contiennent des cavités. Celles-ci influencent la résistance et la densité. La porosité se calcule comme suit

ε = 1 - (ρ_A / ρ_S):

• ε = porosité
• ρ_A = densité apparente de l'agglomérat
• ρ_S = densité de matière