Qu’est-ce qu’un lyophilisateur? Comment ça marche? Technologie Millrock, Inc.

Un lyophilisateur fonctionne en trois phases, la première et la plus critique étant la phase de congélation. Une bonne lyophilisation, autrement appelée lyophilisation, peut réduire les temps de séchage de 30%.

Phase de congélation

Un lyophilisateur utilise diverses méthodes pour congeler le produit. La congélation peut être effectuée dans un congélateur, un bain réfrigéré (congélateur à coquille) ou sur une étagère dans le lyophilisateur. Le lyophilisateur refroidit le matériau en dessous de son point triple pour s’assurer que la sublimation, plutôt que la fusion, se produira. Cela préserve la forme physique du matériau.

Un lyophilisateur congèle plus facilement les gros cristaux de glace, qui peuvent être produits par congélation lente ou recuit. Cependant, avec les matériaux biologiques, lorsque les cristaux sont trop gros, ils peuvent briser les parois cellulaires, ce qui conduit à des résultats de lyophilisation moins qu’idéaux. Pour éviter cela, la congélation se fait rapidement. Pour les matériaux qui ont tendance à précipiter, un recuit peut être utilisé. Ce processus implique une congélation rapide, puis une élévation de la température du produit pour permettre aux cristaux de croître.

Phase de séchage primaire (Sublimation)

La deuxième phase d’un lyophilisateur est le séchage primaire (sublimation), dans lequel la pression est abaissée et de la chaleur est ajoutée au matériau pour que l’eau se sublime. Le vide du lyophilisateur accélère la sublimation. Le condenseur froid du lyophilisateur fournit une surface pour que la vapeur d’eau adhère et se solidifie. Le condenseur protège également la pompe à vide de la vapeur d’eau. Environ 95% de l’eau contenue dans le matériau est éliminée dans cette phase. Le séchage primaire peut être un processus lent. Trop de chaleur peut altérer la structure du matériau.

Phase de séchage secondaire (Adsorption)

La phase finale d’un lyophilisateur est un séchage secondaire (adsorption), au cours duquel les molécules d’eau liées ioniquement sont éliminées. En élevant la température plus haut que dans la phase de séchage primaire, les liaisons sont rompues entre le matériau et les molécules d’eau. Les matériaux lyophilisés conservent une structure poreuse. Une fois le lyophilisateur terminé son processus, le vide peut être rompu avec un gaz inerte avant que le matériau ne soit scellé. La plupart des matériaux peuvent être séchés à 1-5% d’humidité résiduelle.