Isolateur flexible pharmaceutique : sécuriser le transfert des poudres et API
Dans l’industrie pharmaceutique, la manipulation de principes actifs puissants, de poudres, de granulés ou de comprimés peut nécessiter un niveau de confinement élevé afin de protéger les opérateurs et l’environnement de production.
L’isolateur flexible pharmaceutique constitue une solution permettant de créer rapidement une zone de travail confinée autour d’une opération : pesée, dosage, mélange, broyage, échantillonnage ou encore chargement d’un équipement.
Mais une problématique reste essentielle : comment faire entrer et sortir les matières de l’isolateur sans rompre le confinement ?
C’est précisément sur ce point qu’Andocksysteme intervient avec l’association de la vanne papillon divisée AVAX et des contenants de transfert ACUBE, conçus pour créer une interface mécanique fermée au niveau de la paroi de l’isolateur.
Qu’est-ce qu’un isolateur flexible pharmaceutique ?
Un isolateur flexible est une enceinte constituée de parois souples qui permet de créer une zone de travail séparée de l’environnement extérieur.
Contrairement à un isolateur rigide installé de manière permanente, une solution flexible peut être conçue autour d’un équipement existant, utilisée pour une campagne de production puis démontée ou repliée une fois l’opération terminée.
Dans l’industrie pharmaceutique, ces isolateurs peuvent notamment être utilisés pour :
- la pesée et le dosage de poudres
- les essais de mélange
- le broyage
- le chargement de réacteurs ou d’équipements
- l’échantillonnage
- la manipulation de principes actifs pharmaceutiques
- les opérations de R&D et de production pilote
Cette flexibilité permet notamment d’intégrer une solution de confinement autour d’un procédé existant sans nécessairement reconstruire entièrement la zone de production.
Le véritable point sensible : le passage à travers la paroi de l’isolateur
L’isolateur permet de confiner l’opération réalisée à l’intérieur. Cependant, les matières doivent toujours entrer dans l’enceinte puis en ressortir.
C’est au niveau de cette interface que se situe l’un des principaux enjeux de confinement.
Chaque chargement nécessite en effet plusieurs étapes :
approche du contenant → connexion → ouverture → transfert du produit → fermeture → déconnexion.
Sans interface mécanique adaptée, certaines solutions reposent sur des manchons, des systèmes de fermeture manuels ou des ports permettant le passage d’un sac.
Le niveau de confinement dépend alors fortement de la manière dont ces opérations sont réalisées.
Pour des produits présentant une limite d’exposition professionnelle très faible, chaque connexion ou déconnexion peut donc constituer un point potentiel d’exposition pour l’opérateur.
Une vanne AVAX intégrée directement à l’isolateur flexible
Pour sécuriser le passage des produits, Andocksysteme propose d’intégrer une vanne papillon divisée AVAX DN100 directement au niveau de la paroi de l’isolateur.
Le principe repose sur deux parties qui restent fermées lors de leur connexion.
Une fois les deux éléments correctement assemblés, leurs disques peuvent s’ouvrir ensemble afin de créer un passage permettant au produit de traverser la paroi.
Une fois le transfert terminé :
- les deux disques sont refermés
- le système est verrouillé en position fermée
- les deux éléments peuvent ensuite être séparés
Le produit est ainsi transféré à travers une interface mécanique conçue pour maintenir le confinement pendant les différentes étapes de connexion et de déconnexion.
Le système AVAX utilisé dans cette application a été testé selon le protocole ISPE SMEPAC pour un niveau de confinement correspondant à une OEL inférieure à 1 µg/m³.
Faire entrer les produits dans l’isolateur sans rompre le confinement
La vanne seule ne suffit pas : le contenant utilisé pour transporter la matière doit également être adapté à cette interface.
Andocksysteme associe donc la vanne AVAX aux contenants souples ACUBE.
Ces liners peuvent transporter différents types de produits :
- principes actifs pharmaceutiques
- poudres
- mélanges
- granulés
- comprimés
Le contenant ACUBE est connecté à la vanne installée sur l’isolateur. Le produit peut ensuite être transféré vers l’intérieur de l’enceinte sans ouvrir directement le contenant dans l’environnement de production.
Une fois le transfert réalisé, la vanne est refermée avant la déconnexion.
Le principe est donc relativement simple :
contenant fermé → connexion → transfert confiné → fermeture → déconnexion.
Cette même logique peut être appliquée dans le sens inverse pour récupérer un produit ou un échantillon à la sortie de l’isolateur.
Une interface unique pour différents volumes de produits
Un laboratoire de R&D et une unité de production n’ont pas nécessairement les mêmes volumes à manipuler.
La gamme ACUBE permet donc d’utiliser la même logique de transfert pour différentes quantités de produit.
Dans l’application étudiée par Andocksysteme, les contenants peuvent couvrir des volumes allant :
- de 0,5 à 25 litres pour les versions Single Liner ;
- de 10 à 400 litres pour les versions Double Liner.
Une même interface peut ainsi être utilisée aussi bien pour transférer de petites quantités que pour alimenter une opération nécessitant plusieurs centaines de litres de matière.
Récupérer également les produits à la sortie de l’isolateur
Le confinement ne concerne pas uniquement le chargement.
À l’issue d’une opération, plusieurs éléments peuvent devoir être extraits de l’isolateur :
- le mélange obtenu
- des comprimés
- des échantillons
- des produits intermédiaires
- des matières rejetées
Le problème est alors exactement le même, mais dans le sens inverse.
Le système AVAX et les contenants ACUBE permettent de récupérer ces produits dans un contenant fermé avant de les sortir de l’isolateur.
Cela évite d’avoir à ouvrir l’enceinte ou à transférer immédiatement le produit vers un second contenant à l’extérieur.
Chaque étape supplémentaire supprimée permet également de limiter les nouveaux points potentiels d’exposition.
Prélever un échantillon sans ouvrir l’isolateur
L’échantillonnage constitue lui aussi une étape sensible dans la production pharmaceutique.
Andocksysteme prévoit différentes configurations permettant de réaliser cette opération à partir de la même interface.
Un ACUBE Sampler peut par exemple intégrer une lance en HDPE de 700 ou 1 500 mm destinée au prélèvement.
Une variante AVAX spécifique permet également de récupérer directement un échantillon de 0,5 litre.
L’objectif reste identique : réaliser l’opération de prélèvement tout en limitant l’ouverture du système et les manipulations du produit dans l’environnement extérieur.
Gérer l’air déplacé lors du transfert des poudres
Lorsqu’une certaine quantité de produit entre dans un contenant ou dans un isolateur, elle déplace également un volume d’air.
Cet air doit pouvoir s’échapper sans entraîner avec lui les particules présentes dans le système.
Andocksysteme prévoit pour cela une variante AVAX Filter, qui permet de créer une voie de sortie filtrée pour l’air tout en maintenant les particules à l’intérieur de la zone confinée.
Cet aspect est particulièrement important lors du transfert de poudres fines, pour lesquelles une mauvaise gestion de l’air déplacé pourrait entraîner la dispersion de particules.
Une solution adaptée au principe du « single-use »
L’un des intérêts d’un isolateur flexible réside dans sa capacité à être utilisé temporairement pour une campagne ou une opération spécifique.
La solution de transfert doit donc rester cohérente avec cette approche.
Dans cette configuration, la partie plastique de la vanne AVAX associée à l’isolateur peut être éliminée avec l’enceinte flexible après utilisation.
Cela permet notamment de limiter les contraintes liées au nettoyage et à la validation du nettoyage de l’interface de transfert.
Lorsque la campagne est terminée, l’isolateur peut être décontaminé intérieurement, replié et éliminé tout en conservant son port de transfert fermé.
Un niveau de confinement inférieur à 1 µg/m³
Pour les produits pharmaceutiques hautement actifs, la performance de confinement constitue un critère essentiel.
Dans le cadre de cette application, les systèmes AVAX et ACUBE ont été testés selon le protocole ISPE SMEPAC pour atteindre une OEL inférieure à 1 µg/m³ au niveau de l’interface de transfert.
L’OEL, ou Occupational Exposure Limit, représente la concentration maximale d’une substance à laquelle un opérateur peut être exposé dans l’air sur une période donnée.
Plus cette valeur est faible, plus le niveau de confinement nécessaire est élevé.
Il est néanmoins important de distinguer la performance de la vanne de celle de l’ensemble de l’installation : la valeur indiquée pour cette application concerne spécifiquement l’interface de transfert installée sur la paroi de l’isolateur, et non automatiquement l’intégralité de l’isolateur ou du procédé.
Quels sont les avantages de cette solution de transfert confiné ?
L’association d’un isolateur flexible pharmaceutique, d’une vanne AVAX et de contenants ACUBE permet de sécuriser le point où les matières traversent la paroi de l’enceinte.
Cette configuration apporte notamment :
- un transfert confiné des produits vers l’intérieur et l’extérieur de l’isolateur
- une performance de confinement OEL < 1 µg/m³ pour l’interface testée
- une solution adaptée aux API, poudres, granulés et comprimés
- des contenants allant de 0,5 à 400 litres selon la configuration
- une connexion mécanique avant l’ouverture du passage produit
- une fermeture de la vanne avant toute déconnexion
- une possibilité de prélèvement confiné
- une gestion de l’air déplacé lors du transfert
- une approche compatible avec les procédés à usage unique
- une réduction des étapes intermédiaires de manipulation du produit
L’objectif est finalement de maintenir la logique de confinement au-delà de l’isolateur lui-même, jusqu’aux interfaces utilisées pour introduire ou récupérer les matières.
Concevoir l’interface de transfert en même temps que l’isolateur
Chaque isolateur flexible est conçu autour d’un procédé, d’une installation et d’une séquence d’opérations spécifiques.
La position de la vanne, sa hauteur de travail, le système de fixation, le volume des contenants et la gestion de l’air doivent donc être définis en fonction de l’application.
C’est pourquoi l’interface de transfert doit idéalement être prise en compte dès la conception de l’isolateur, plutôt que d’être ajoutée une fois l’installation terminée.
Dans l’application étudiée, Andocksysteme travaille ainsi avec le fabricant de l’isolateur pour déterminer l’intégration de la vanne AVAX et la configuration des contenants ACUBE correspondant aux volumes et au procédé du client.
Sécuriser l’ensemble du processus de transfert
L’isolateur flexible permet de créer une barrière entre l’opérateur et les produits manipulés. Mais cette barrière n’est réellement continue que si les points d’entrée et de sortie sont eux aussi maîtrisés.
L’intégration d’une vanne papillon divisée AVAX et de contenants ACUBE permet de créer une interface de transfert fermée entre l’isolateur et son environnement.
Les matières peuvent ainsi être introduites, récupérées ou échantillonnées en maintenant le confinement au niveau de la paroi de l’enceinte.
Pour les applications impliquant des principes actifs hautement puissants ou des limites d’exposition très faibles, la conception de cette interface constitue donc une partie essentielle du système de confinement.
Vous souhaitez sécuriser le chargement ou la récupération de produits au niveau d’un isolateur flexible ?
Andocksysteme peut étudier votre procédé afin de définir une interface adaptée à votre isolateur, aux volumes manipulés et au niveau de confinement recherché.