Technologie de lyophilisation

La technologie de lyophilisation, l'une des méthodes pour empêcher le matériau de se gâter et de se détériorer, consiste à congeler à l'avance la substance contenant beaucoup d'humidité, puis à sublimer l'eau solide directement sous vide, et la substance elle-même reste dans la banquise lors de la congélation, elle ne change donc pas après le séchage. L'eau solide absorbe la chaleur pendant la sublimation, ce qui fait baisser la température du produit lui-même et ralentit la vitesse de sublimation. Afin d'augmenter la vitesse de sublimation et de raccourcir le temps de séchage, le produit doit être correctement chauffé. L'ensemble du séchage est effectué à une température plus basse.

Avantages A, la lyophilisation est effectuée à basse température, elle est donc particulièrement adaptée à de nombreuses substances sensibles à la chaleur. Telles que les protéines, les micro-organismes et autres. Lors du séchage à basse température, certains composants volatils de la substance sont très peu perdus, ce qui convient à certains produits chimiques, médicaments et au séchage des aliments. 3. Pendant le processus de lyophilisation, la croissance des micro-organismes et le rôle des enzymes ne peuvent pas être effectués, de sorte que les propriétés d'origine peuvent être maintenues. 4. En raison du séchage à l'état congelé, le volume est presque inchangé, la structure d'origine est maintenue et le phénomène de concentration ne se produira pas. 5. La substance séchée se dissout rapidement et complètement après l'ajout d'eau, et revient presque immédiatement aux propriétés d'origine. 6. Comme le séchage est effectué sous vide, il y a très peu d'oxygène, de sorte que certaines substances facilement oxydées sont protégées. 7. Le séchage peut éliminer plus de 95 à 99 % de l'eau, de sorte que le produit peut être stocké pendant une longue période sans détérioration après le séchage. Par conséquent, la lyophilisation est largement utilisée dans l'industrie pharmaceutique, l'industrie alimentaire, la recherche scientifique et d'autres secteurs. Application La lyophilisation des produits doit être effectuée dans un certain appareil. Cet appareil est appelé lyophilisateur sous vide, appelé lyophilisateur. Le lyophilisateur est divisé en quatre parties principales : système de réfrigération, système de vide, système de chauffage et système de contrôle. Selon la structure, il se compose d'une boîte lyophilisée ou d'une boîte de séchage, d'un condenseur ou d'un condenseur de vapeur d'eau, d'un congélateur, d'une pompe à vide et de vannes, et de composants de commande électrique. La boîte lyophilisée est une boîte haute et basse température qui peut être refroidie à environ -40 ° C et chauffée à environ + 50 ° C. C'est aussi une boîte fermée qui peut être pompée dans le récipient principal du lyophilisateur. Les produits qui doivent être lyophilisés sont placés sur la couche de plaque métallique stratifiée dans la boîte, congelés et chauffés sous vide pour sublimer et sécher l'eau du produit. Le condenseur est également un récipient scellé sous vide. Il y a une grande surface d'adsorption métallique à l'intérieur. La température de la surface d'adsorption peut être réduite à -40 ° C, et cette basse température peut être maintenue en permanence. La fonction du condenseur est de geler la vapeur d'eau sublimée par les produits dans la boîte lyophilisée et de l'adsorber sur la surface métallique. Le lyophilisateur, le condenseur, le tuyau et la valve à vide, ainsi que la pompe à vide, forment le système à vide du lyophilisateur. Le système à vide ne nécessite aucune fuite d'air. La pompe à vide est une partie importante du système à vide. Le système de vide est essentiel pour la sublimation et le séchage rapides du produit. Le système de réfrigération se compose d'un congélateur, d'une boîte lyophilisée et de tuyaux à l'intérieur du condenseur. Le congélateur peut être composé de deux ensembles indépendants l'un de l'autre, ou un ensemble peut être utilisé ensemble. La fonction du congélateur est de réfrigérer la boîte lyophilisée et le condenseur pour générer et maintenir la basse température requise pour leur fonctionnement. Il dispose de deux méthodes : la réfrigération directe et la réfrigération indirecte. Le système de chauffage dispose de différentes méthodes de chauffage pour différents séchoirs lyophilisés. Certains utilisent une méthode de chauffage électrique direct ; certains utilisent un milieu intermédiaire pour le chauffage, et une pompe fait circuler le milieu intermédiaire en continu. La fonction du système de chauffage est de chauffer le produit dans la boîte lyophilisée afin que l'humidité du produit soit continuellement sublimée et réponde l'humidité résiduelle spécifiée. Le système de commande se compose de divers interrupteurs de commande, d'instruments de réglage des indicateurs (voir la figure 1) et de certains dispositifs automatiques, etc. Il peut être relativement simple ou très complexe. Généralement, les lyophilisateurs avec un degré d'automatisation plus élevé ont des systèmes de commande plus complexes. La fonction du système de commande est de contrôler manuellement ou automatiquement la lyophilisatrice, de manipuler le fonctionnement normal de la machine et de lyophiliser les produits requis. La procédure de lyophilisation est la suivante : avant la lyophilisation, les produits qui doivent être lyophilisés sont divisés dans des récipients appropriés, généralement des bouteilles ou des ampoules en verre, la quantité de remplissage doit être uniforme et la surface d'évaporation doit être aussi grande et fine que possible ; puis placez-les dans une plaque métallique adaptée à la taille de la boîte lyophilisée. Avant l'emballage, la boîte lyophilisée est refroidie vide, puis le produit est placé dans la boîte lyophilisée pour être précongelé. Avant de passer l'aspirateur, le condenseur doit fonctionner à l'avance en fonction de la vitesse de refroidissement du congélateur du condenseur. Lors de l'aspiration, le condenseur doit atteindre une température d'environ -40 ° C. Une fois que le degré de vide atteint une certaine valeur (généralement il doit atteindre un degré de vide supérieur à 100uHg), le produit dans la boîte peut être chauffé. En général, le chauffage s'effectue en deux étapes. La première étape de chauffage ne fait pas que la température du produit dépasse la température du point de fusion. Une fois que l'humidité du produit est fondamentalement sèche, la deuxième étape de chauffage est effectuée. À ce moment, le produit peut être rapidement élevé à la température maximale spécifiée. La lyophilisation peut être terminée après le maintien de la température maximale pendant plusieurs heures. Elle est liée à la quantité de produit dans chaque bouteille, à la quantité totale, à la forme et aux spécifications du récipient en verre, au type de produit, à la courbe de lyophilisation et aux performances de la machine. Après la lyophilisation, de l'air sec et stérile doit être mis dans le four de séchage, puis boucher et sceller dès que possible pour empêcher la réabsorption de l'humidité dans l'air. Dans le processus de lyophilisation, la température du produit et de la couche de plaque, la température du condenseur et le degré de vide sont comparés au temps nécessaire pour tracer une courbe, appelée courbe de lyophilisation. Généralement, la température est l'ordonnée et le temps est l'abscisse. Les différentes courbes de lyophilisation utilisent différentes. Lorsque le même produit utilise des courbes de lyophilisation différentes, la qualité du produit est également différente, et la courbe de lyophilisation est également liée aux performances du lyophilisateur. Par conséquent, différents produits et différents lyophilisateurs appliquent des courbes de lyophilisation différentes.