La liofilizzazione è una tecnica molto usata sia in campo microbiologico, per la conservazione di batteri e virus, farmaceutico, durante la produzione di un farmaco per uso iniettabile ed oftalmico, ed in campo alimentare, soprattutto per le bevande. Viene fatto principalmente per migliorare la stabilità di un prodotto in soluzione, permettere la sua conservazione in forma deidrata a temperature ambiente, possibilità di dosare accuratamente il prodotto . La liofilizzazione infatti é un processo che permette di ottenere un prodotto in polvere a partire da una soluzione, attraverso sublimazione.
Si tratta di un processo che si svolge in tre fasi:
- congelamento
- essicamento primario
- essicamento secondario
Affinché la liofilizzazione sia realizzabile è necessario che il solvente passi direttamente dallo stato solido (ghiaccio) allo stato gassoso (vapore) senza passare attraverso lo stato liquido –> SUBLIMAZIONE.
La fase di congelamento prevede di portare a solidificazione totale la soluzione, quindi si abbassa notevolmente la temperatura fino a qualche grado sotto il temperatura di congelamento delle sostanze contenute nella soluzione, ma si mantiene costante a 1 atm la pressione.
La fase di essiccamento primario consiste nella rimozione per sublimazione del ghiaccio dal prodotto congelato, si ottiene abbassando la pressione (circa 10^-5 atm) e fornendo calore alla massa congelata (aumento di 5-10°C). Si fornisce calore perchè la sublimazione è un fenomeno endotermico. L’ultima fase è quella dell’essiccamento secondario che serve per eliminare l’acqua adsorbita, coinvolta con i legami a idrogeno, e avviene sottovuoto (pressione circa 10^-6 atm) con maggior riscaldamento (intorno ai 15-20°C) rispetto all’essiccamento primario.
Durante questo processo come vi ho spiegato il prodotto è sottoposto a basse temperature e ad alte temperature. Nel caso in cui il prodotto sia una molecola sensibile alle temperature (per esempio proteine, antibiotici) si devono aggiungere dei crioprotettori che proteggono dalle basse temperature e dei lioprotettori che proteggono durante la sublimazione (mantengono la stabilità). Sono un esempio gli zuccheri come il trealosio o il glicerolo (alcool).