Prévention et protection contre les explosions dans l’industrie pharmaceutique : Sécheur à lit fluide

L’industrie pharmaceutique utilise, manipule ou produit des substances considérées comme inflammables sous forme de poussière ou de liquide dans certains de ses procédés. L’un des principaux procédés de cette industrie est la granulation, le revêtement et le séchage des produits poudreux, réalisés sur un équipement appelé sécheur à lit fluidisé (également appelé granulateur à lit fluide).

Comment fonctionne un séchoir à lit fluide dans l’industrie pharmaceutique

Le sécheur à lit fluide se compose d’une chambre principale où le produit poudreux est chargé, généralement au moyen d’un système de transport pneumatique.

Le produit est suspendu par l’entrée d’un jet d’air, qui est redirigé à travers une plaque perforée.

Le processus de granulation est réalisé en projetant, à travers une buse, un produit liant sur le matériau en suspension. Cela permet d’augmenter la taille initiale des particules, donnant naissance aux soi-disant « granules ».

L’air utilisé dans le procédé est chaud et à haute pression, ce qui favorise à la fois la formation des granules et leur séchage ultérieur.

Le processus de revêtement est réalisé de manière similaire, en utilisant dans ce cas différentes buses de pulvérisation.

La chambre principale possède également des cartouches situées dans sa partie supérieure, qui retiennent le produit et son évacuation ultérieure vers la zone inférieure par l’air pressurisé.

De plus, l’équipement intègre généralement les systèmes suivants :

• Système d’injection d’air et de chauffage
• Système d’extraction de poussière, généralement par filtre à cartouche
• Système de chargement et de déchargement des produits

Risque d’explosion dans les sèche-linge à lit fluide

L’utilisation de produits poudreux aux caractéristiques inflammables dans ces équipements est l’un des principaux risques d’explosion dans l’industrie pharmaceutique.

Par conséquent, une évaluation correcte du risque d’explosion doit être considérée comme l’un des principaux objectifs pour établir une stratégie efficace contre ce risque.

Évaluation du risque d’explosion dans les sèche-linge à lit fluide

Pour réaliser une évaluation correcte du risque d’explosion, nous pouvons utiliser comme soutien certains des standards internationaux de prestige reconnu les plus largement utilisés, parmi lesquels nous pouvons mettre en avant les suivantes :

• VDI-2263, partie 5 : Incendies de poussière et explosions de poussière : Dangers – évaluation – mesures de protection ; Protection contre les explosions dans les sèche-linge à lit fluide (2014)
• NFPA 654 : Norme pour la prévention des incendies et explosions de poussière lors de la fabrication, du traitement et de la manipulation des particules solides combustibles

L’évaluation doit commencer par analyser la fréquence de formation des atmosphères explosives, ce qui aboutit à la classification des zones ATEX.

Classification de la zone ATEX dans les sécheurs à lit fluide

Un exemple de classification dans un séchoir à lit fluide standard est le suivant :

Zone 20 (atmosphère explosive continue ou très fréquente)

• À l’intérieur de la chambre de séchage (y compris les cartouches de retenue)
• À l’intérieur de la trémie de décharge finale
• À l’intérieur du filtre de la cartouche Chambre sale

Zone 21 (atmosphère explosive occasionnelle)

• À l’intérieur des conduits pneumatiques de chargement et de déchargement

Zone 22 (atmosphère explosive peu probable)

• Espace extérieur autour de la trémie (environ 1 mètre)
• Chambre de filtration propre
• Conduit de sortie d’air propre
• Ventilateur système

Sources d’allumage potentielles

Lors de l’évaluation, les sources d’allumage efficaces possibles doivent être prises en compte :

• Électricité statique produite par la perte de mise à la terre
• Particules chaudes et phénomènes d’autocombustion dus à un excès de température dans l’air en train de sécher
• Étincelles électriques ou surfaces chaudes générées par des équipements non évalués selon la directive 2014/34/UE (équipements non certifiés ATEX)

Mesures de prévention et/ou de protection recommandées

Compte tenu de la présence possible d’atmosphères explosives de manière quasi continue et de la variété de sources d’allumage efficaces, la probabilité qu’une explosion se produise dans un séchoir à lit fluide est élevée et ses conséquences peuvent être catastrophiques pour les installations et les personnes.

Il est donc nécessaire de mettre en place à la fois des mesures de prévention et des mesures de protection contre les explosions dans cet équipement.

1. Mesures de prévention des explosions dans les sèche-linge à lit fluide

Comme l’indique la directive 1999/92/CE, la priorité d’une stratégie efficace pour éviter le risque d’explosion est de prévenir son apparition, soit en empêchant l’apparition d’une atmosphère explosive possible, soit en empêchant l’apparition d’une source d’allumage si cela ne peut être réalisé. Pour ce type d’équipement, il existe une série de mesures de prévention qui peuvent être mises en place :

Prévention des atmosphères explosives

• Système de collecte de poussière
• Nettoyage régulier des couches de poussière à l’intérieur
• Dans le cas de l’utilisation de solvants organiques :
  • Installation de détecteurs de gaz inflammables
  • Emplacement dans la chambre de nettoyage du filtre
  • Coincé avec l’arrêt du processus

Prévention des sources d’allumage

• Conception d’équipements qui rend difficile l’accumulation de poussière dans les espaces internes
• Contrôle et surveillance de la température de l’air de séchage
• Para polvo sensible a la inflamación (EMI < 3 mJ):
  • Installation d’un détecteur de CO dans la chambre de séchage
• Mise à la terre correcte et équipotentialité de tous les systèmes
  • Y compris les tuyaux de transport pneumatiques antistatiques
• Utilisation des équipements électriques évalués conformément à la directive 2014/34/UE et adaptés à la zone

2. Mesures de protection contre les explosions dans les sèche-linge à fluide

Dans le cas où l’évaluation des risques déterminerait qu’il n’est pas possible d’éliminer le risque d’explosion uniquement par des mesures préventives, des mesures de protection contre les explosions seront mises en œuvre.

Ces mesures visent à protéger à la fois les installations et les travailleurs des conséquences d’une explosion.

Pour ce type d’équipement, on peut considérer les éléments suivants :

Construction résistante aux explosions

• Conception de sèche-linge avec résistance à la pression d’explosion (jusqu’à 10 bars)

Systèmes d’évacuation par explosion

• Bouches d’aération certifiées selon la directive ATEX 2014/34/UE (obligatoire dans l’Union européenne)
• Dimensionnement de la surface de ventilation selon des normes reconnues :
  • EN 14491:2012 (Explosion de poussière systèmes de protection de ventilation)
  • NFPA 68 (Standard pour la protection contre les explosions par évacuation par déflagration)
• Dans le cas d’équipements installés à l’intérieur :
  • Utilisation des systèmes de ventilation sans flamme

Les évents dans les filtres à cartouche sont l’une des solutions les plus courantes, en raison de :

• Facilité d’installation
• Grande adaptabilité à l’équipement
• Besoins d’entretien faibles

Cependant, il n’est pas toujours possible de les mettre en œuvre, il est donc nécessaire dans ces cas de recourir à d’autres systèmes de protection.

Systèmes d’isolation d’explosion

• Vannes d’isolement certifiées comme systèmes de protection selon la directive ATEX 2014/34/UE
• Installé dans les conduits d’admission et de sortie d’air du sèche-linge

Son objectif est d’empêcher la propagation d’une éventuelle explosion à d’autres équipements ou parties de l’installation.

Considérations de conception et de mise en œuvre

La mise en œuvre des systèmes de protection doit être réalisée :

• Suivant les recommandations de normes ou de guides reconnus (tels que EN 14491 ou NFPA 68)
• Respecter l’usage prévu selon la certification de l’équipement

3. Entretien des systèmes de prévention et de protection

La simple installation de systèmes de prévention et/ou de protection contre les explosions ne garantit pas une protection complète et efficace des installations si elle n’implique pas la maintenance ultérieure des systèmes.

Cette maintenance peut être effectuée par un service de maintenance interne pour des systèmes simples, tels que les évents ou les systèmes de ventilation sans flamme.

Cependant, dans le cas de systèmes plus complexes, tels que les vannes d’isolation d’explosion, la maintenance doit être assurée par une entreprise certifiée et formée spécifiquement à cet effet.

La fréquence des opérations de maintenance doit être indiquée par le constructeur dans son manuel de service, et doit être respectée sans exception.

En plus d’un entretien adéquat, il est recommandé de disposer de pièces détachées critiques afin de réduire l’impact que l’activation de ces systèmes pourrait avoir sur le processus de production, ainsi que pour garantir des conditions de sécurité lors de la reprise des opérations.

Conclusion

Les séchoirs à lit fluide sont des équipements clés dans l’industrie pharmaceutique, mais ils présentent un risque important d’explosion en raison de l’utilisation de poussières combustibles dans des conditions favorables.

Une évaluation correcte des risques, ainsi que la mise en œuvre de mesures de prévention et de protection, est essentielle pour garantir la sécurité des installations et des personnes.