Le lyophilisateur est l’appareil utilisé pour effectuer la lyophilisation. Il se compose des parties suivantes : chambre sèche ou chambre de lyophilisation : c’est l’endroit où est placée la substance à lyophiliser, condenseur avec un circuit frigorifique : il communique avec la chambre sèche et c’est là que la vapeur qui est produite lors de la sublimation est condensé et enfin un système de vide.
Qu’est-ce que la lyophilisation ?
La lyophilisation est un procédé qui vise à séparer l’eau (ou un autre solvant) d’une solution par congélation et sublimation ultérieure de la glace sous pression réduite. La lyophilisation est le procédé le plus doux pour sécher des produits et est la meilleure méthode pour sécher des composés organiques ou inorganiques sans altérer leur composition qualitative ou quantitative. Le procédé de lyophilisation est réalisé sous vide et à basse température et ainsi, par exemple, il est possible d’éviter la dénaturation des protéines. Les aliments et les matériaux biologiques tels que les cellules, les tissus, les bactéries et les vaccins deviennent des produits secs, évitant leur passage par leur phase liquide, et par conséquent les changements enzymatiques, biologiques et chimiques.
Avantages de la lyophilisation par rapport aux autres techniques :
- On obtient des produits qui peuvent être régénérés très rapidement.
- La forme et les caractéristiques du produit final sont essentiellement celles d’origine.
- C’est un procédé idéal pour le séchage de substances thermolabiles.
- Les constituants oxydables sont protégé
- Le taux d’humidité final est très faible.
Étapes de la lyophilisation
Au niveau du laboratoire, des flacons, tubes ou flacons à fond rond sont utilisés pour de petites quantités d’échantillon (plus grande résistance, avec possibilité de fermeture à l’intérieur du lyophilisateur). Au niveau industriel, les plateaux sont utilisés pour de grandes quantités de matière à lyophiliser. La procédure de lyophilisation de l’échantillon comprend plusieurs étapes :
Congélation de l’échantillon à basse température
En lyophilisation, la congélation des produits est une étape importante puisqu’elle influence directement l’aspect et la qualité du produit final. L’échantillon est généralement placé dans de l’azote liquide (-196 °C) ou dans un bain de glace carbonique et d’acétone (-78 °C) jusqu’à ce qu’il gèle complètement. Les produits surgelés doivent avoir un aspect opaque et le conserver tout au long du processus de séchage.
Séchage du produit congelé par sublimation
L’échantillon congelé est placé dans l’un des récipients de la chambre de sublimation et le vide est soigneusement appliqué. S’il y a d’autres produits qui sont lyophilisés dans d’autres récipients reliés à la chambre, nous devrons fermer les clés de chacun d’eux, ouvrir les nôtres, et quand il aura atteint le vide, ouvrir tous les autres.
Une fois la lyophilisation terminée, le processus inverse doit être effectué pour briser le vide de notre échantillon très soigneusement, permettant à l’air d’entrer lentement. Sinon, des turbulences peuvent être créées, provoquant la sortie de l’échantillon solide du flacon et sa dispersion sur les parois de la chambre. Le robinet est alors fermé, déconnecté de la chambre, le flacon est retiré et bouché pour empêcher l’entrée d’humidité.
Stockage des produits
Les produits correctement scellés et lyophilisés peuvent être stockés pendant de longues périodes avec la conservation des propriétés physiques, chimiques, biologiques et organoleptiques de leurs états d’origine.
La lyophilisation réduit les pertes de qualité causées par les réactions chimiques, la dégradation enzymatique et non enzymatique. Les processus d’oxydation peuvent être contrôlés en stockant les produits lyophilisés dans des récipients imperméables à l’oxygène. Le stockage des produits lyophilisés dans des endroits à basse température évite la dénaturation des protéines.
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