LIOFILIZACION Por Mercedes Fernández Arévalo

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Mercedes Fernández Arévalo Mercedes Fernández Arévalo MODULO V MODULO V LIOFILIZACIÓN LIOFILIZACIÓN

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Mercedes Fernández Arévalo Mercedes Fernández Arévalo

MODULO V MODULO V

LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

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LIOFILIZACIÓN:LIOFILIZACIÓN:

La ciencia del La ciencia del freezefreeze--dryingdrying..

FreezeFreeze--drying drying eses la la eliminacióneliminación completacompleta del del aguaaguade un material sin de un material sin producirproducir ningúnningún cambiocambio nini en en susuestructuraestructura básicabásica nini en en susu composicióncomposición..

PROCESO DE DESECACIÓN DONDE EL PROCESO DE DESECACIÓN DONDE EL SOLVENTE (AGUA) ES SOLVENTE (AGUA) ES CONGELADOCONGELADO Y Y ELIMINADO POSTERIORMENTE POR ELIMINADO POSTERIORMENTE POR

SUBLIMACIÓNSUBLIMACIÓN EN AMBIENTE DE VACIO.EN AMBIENTE DE VACIO.

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LIOFILIZACILIOFILIZACIÓÓN DE PATATASN DE PATATASIncas en Peru (y Incas en Peru (y actualmenteactualmente):):EliminanEliminan la mayor la mayor cantidadcantidad de de aguaaguaposibleposible hastahasta obtenerobtener unauna pasta pasta muymuyconcentradaconcentrada..

El El productoproducto obtenidoobtenido (CHUNO), (CHUNO), eses un un polvopolvo finofinoqueque se se puedepuede almacenaralmacenar durantedurante mmááss de 4 de 4 aaññosos..

LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: un poco de historiaun poco de historia

Almacenan la pasta en lo más alto de las montañas. Aquí, las bajísimastemperaturas congelan el alimento y el agua del interior se evapora muydespacio a las bajas presiones del aire en esas altitudes.

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: un poco de historiaun poco de historia

FreezeFreeze--drying se drying se desarrollódesarrollócomercialmentecomercialmente durantedurante la la

II Guerra Mundial II Guerra Mundial paraparapreservarpreservar el plasma el plasma

sanguíneosanguíneo y la y la penicilinapenicilina..

DesdeDesde loslos ‘60, la ‘60, la industriaindustriautilizautiliza prácticamenteprácticamente la la mismamismatecnologíatecnología parapara producirproducir todotodo

tipotipo de de productosproductos..

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: un poco de historiaun poco de historia

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SublimacionSublimacion vs. Fusionvs. Fusion

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

VENTAJASVENTAJAS

INCONVENIENTESINCONVENIENTES

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

•• EMPLEO DE TEMPERATURAS MUY BAJAS, EMPLEO DE TEMPERATURAS MUY BAJAS, circunstancia que permite aumentar la estabilidad circunstancia que permite aumentar la estabilidad del producto y disminuir la pérdida de sustancias del producto y disminuir la pérdida de sustancias volátilesvolátiles

•• PRODUCTO FINAL LIOFILIZADO, PRODUCTO FINAL LIOFILIZADO, es decir, con alta porosidad, solubilidad rápida y es decir, con alta porosidad, solubilidad rápida y completa y condiciones estérilescompleta y condiciones estériles

•• CONTENIDO FINAL DE HUMEDAD < 0.5 %CONTENIDO FINAL DE HUMEDAD < 0.5 %

•• EMPLEO DE VACÍO:EMPLEO DE VACÍO:no existe oxidaciónno existe oxidación

VENTAJASVENTAJAS

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓNINCONVENIENTESINCONVENIENTES

•• COSTE ELEVADO DE LOS EQUIPO (X3)COSTE ELEVADO DE LOS EQUIPO (X3)

•• CONSUME ENERGÉTICO ELEVADO (X2)CONSUME ENERGÉTICO ELEVADO (X2)

•• PROCESO LARGO (24 h)PROCESO LARGO (24 h)

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicaciones ...algunas aplicaciones ...

•• CiertosCiertos antibiantibióóticosticos, , vacunasvacunas, plasma, , plasma, hemoderivadoshemoderivados, , suerossueros, , vitaminasvitaminas, , extractosextractos, , lecheleche maternamaterna, etc., son mucho , etc., son mucho mmááss establesestablesdurantedurante susu almacenamientoalmacenamiento en en formulacionesformulacionesliofilizadasliofilizadas queque en en susu estadoestado natural.natural.

... en el campo ... en el campo farmaceuticofarmaceutico

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicaciones ...algunas aplicaciones ...

... en el campo ... en el campo farmaceuticofarmaceutico

La La vacunavacuna del del sarampiónsarampión eses un un ejemploejemplo de de vacunavacuna liofilizadaliofilizada ampliamenteampliamente utilizadautilizada..

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicaciones ...algunas aplicaciones ...

... en el campo farmacéutico... en el campo farmacéutico

Ratones genéticamente modificados por la Ratones genéticamente modificados por la inserción de una porción extra de DNA, inserción de una porción extra de DNA, utilizados en investigación biomédicautilizados en investigación biomédica

ACTUALMENTE ESTAN LIOFILIZADOSACTUALMENTE ESTAN LIOFILIZADOS

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicaciones ...algunas aplicaciones ...

•• ProyectoProyecto GenomaGenoma: p: pééptidos, ptidos, proteproteíínasnas, DNA, , DNA, ... (... (estabilidadestabilidad))

... en el campo farmacéutico... en el campo farmacéutico

•• Biofármacos: Biofármacos: fármacosfármacos de de origenorigen biológicobiológico

•• MuchasMuchas proteínasproteínas y y pétidospétidos presentanpresentaninestabilidadinestabilidad químicaquímica y y físicafísica, , desnaturalizándosedesnaturalizándose rápidadmenterápidadmente inclusoincluso a a temperaturatemperatura ambienteambiente..

•• MuchosMuchos de de loslos fármacosfármacos basadosbasados en en esteeste tipotipode de biomoléculasbiomoléculas puedenpueden estabilizarseestabilizarse porporliofilización. liofilización.

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicaciones ...algunas aplicaciones ...

... en el campo ... en el campo farmaceuticofarmaceutico

AdemásAdemás de de loslos cometadoscometados, , existenexisten otrootro tipotipo de de moléculasmoléculas quequeparapara susu usouso comocomo fármacofármaco requierenrequieren de de unauna previaprevia liofilización: liofilización:

EjEj.: .: agentesagentes quimioterapéuticosquimioterapéuticos cisplatinocisplatino y y doxorubicinadoxorubicina..

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

•• La La liofilizaciliofilizacióónn de de microorganismosmicroorganismos se se hacehace actualmenteactualmentede forma de forma rutinariarutinaria; ; muchosmuchos de de ellosellos se se mantienenmantienen en en mediosmedios de de cultivoscultivos parapara almacenarsealmacenarse y y distribuirsedistribuirse en en forma forma liofilizadaliofilizada. .

... en el campo ... en el campo farmaceuticofarmaceutico

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

•• Mantienen intactas todas sus cualidades: Mantienen intactas todas sus cualidades: forma, gusto, sabor, color y valores forma, gusto, sabor, color y valores nutricionales, libre de aditivos y conservantes.nutricionales, libre de aditivos y conservantes.

•• Tienen larga vida útil.Tienen larga vida útil.

•• No necesitan demasiados cuidados de No necesitan demasiados cuidados de almacenamiento, solo requieren ser almacenamiento, solo requieren ser almacenados en un lugar fresco y seco.almacenados en un lugar fresco y seco.

•• De fácil aplicación.De fácil aplicación.

•• Rehidratación instantánea.Rehidratación instantánea.

•• Excelente microbiología.Excelente microbiología.

... en el campo alimentario... en el campo alimentario

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

... en el campo alimentario... en el campo alimentario

FRUTAS: Manzana, Damasco, Banana, Mora, Zarzamora, FRUTAS: Manzana, Damasco, Banana, Mora, Zarzamora, Arándano, Melón Arándano, Melón CantaloupeCantaloupe, Cerezas, Limón, Mango, , Cerezas, Limón, Mango, Naranja, Papaya, Ananá, Frambuesa, ...Naranja, Papaya, Ananá, Frambuesa, ...

YOGOURT EN POLVOSYOGOURT EN POLVOS

VEGETALES: Espárrago, Maíz, Zanahoria, Brócoli, Coliflor, VEGETALES: Espárrago, Maíz, Zanahoria, Brócoli, Coliflor, Apio, Patata, Hongos, Aceituna, Espinaca, Pimientos, ... Apio, Patata, Hongos, Aceituna, Espinaca, Pimientos, ...

USOS:USOS:

Mezclas secas (sopas deshidratadas, postres, comidas para Mezclas secas (sopas deshidratadas, postres, comidas para microondas, microondas, etcetc); ); SnacksSnacks; Mezclas con cereales; Industrias de ; Mezclas con cereales; Industrias de confitería, chocolates y golosinas (barras de cereal, galletitasconfitería, chocolates y golosinas (barras de cereal, galletitas, , cremas, cremas, moussesmousses, postres, , postres, etcetc))

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

... en el campo alimentario... en el campo alimentario

VIDA UTILVIDA UTIL

Para frutas y verduras 12 meses en un lugar fresco y seco, Para frutas y verduras 12 meses en un lugar fresco y seco, aunque puede extenderse a 24 meses si son refrigerados. aunque puede extenderse a 24 meses si son refrigerados. El resto de los productos tienen una vida útil de El resto de los productos tienen una vida útil de aproximadamente 6 meses en su envase original.aproximadamente 6 meses en su envase original.

PRESENTACION:PRESENTACION:

Polvo, Gránulos, Cubos, Polvo, Gránulos, Cubos, SlicesSlices, o Enteros, o Enteros

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

INVESTIGACIÓN:INVESTIGACIÓN:EjEj.: .: Microscopía de Microscopía de muestrasmuestrashúmedashúmedas, , puedenpueden distorsionarsedistorsionarsedebidodebido a un a un secadosecado porporevaporaciónevaporación en en condicionescondicionesnormalesnormales. . EstasEstas distorsionesdistorsiones son son debidasdebidas a a laslas fuerzasfuerzas de de tensióntensiónsuperficial superficial generadasgeneradas durantedurante todotodoel el tiempotiempo queque duredure la la evaporaciónevaporación. . SiSi la la muestramuestra eses previamentepreviamenteliofilizadaliofilizada, la , la distorsióndistorsión se reduce se reduce enormementeenormemente, , generandogenerandoresultadosresultados másmás fiablesfiables..

... en otros campos... en otros campos

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LIOFILIZACIÓN: LIOFILIZACIÓN: algunas aplicacionesalgunas aplicaciones

... en otros campos... en otros campos

EspecialmenteEspecialmente importanteimportante enenSEMSEM: : en en esteeste casocaso, , laslas muestrasmuestrastienetiene queque desecarsedesecarsepreviamentepreviamente y ser y ser conductorasconductoras, , porqueporque la la imagenimagen se forma a se forma a travéstravés del del usouso de de electroneselectrones y y no de la no de la luzluz. La liofilización ha . La liofilización ha permitidopermitido usarusar estaesta tecnologíatecnologíaen en camposcampos de de actuaciónactuación muymuyámpliosámplios..

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LOS STICAS DE LOS PRODUCTOS A LIOFILIZARPRODUCTOS A LIOFILIZAR

Productos inestablesProductos inestablesSustancias Sustancias termoltermoláábilesbilesCuando se requieran condiciones de asepsiaCuando se requieran condiciones de asepsiaResoluciResolucióón rn ráápida y completa pida y completa Productos de elevado costeProductos de elevado coste

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

TIPOS DE PRODUCTOS A LIOFILIZARTIPOS DE PRODUCTOS A LIOFILIZAR

Materiales no vivientes tales como plasma Materiales no vivientes tales como plasma sangusanguííneo, suero, soluciones de hormonas, neo, suero, soluciones de hormonas, productos farmacproductos farmacééuticos y alimentos ... uticos y alimentos ... Transplantes quirTransplantes quirúúrgicos de especies tales como rgicos de especies tales como arterias, piel y huesos arterias, piel y huesos CCéélulas vivas destinadas a permanecer en ese lulas vivas destinadas a permanecer en ese estado por largos perestado por largos perííodos de tiempo. Ejemplos odos de tiempo. Ejemplos incluyen bacterias, virus y levaduras incluyen bacterias, virus y levaduras

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN: Descripción del : Descripción del proceso proceso

DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA

DESECACIÓN SECUNDARIADESECACIÓN SECUNDARIA

CONGELACIÓNCONGELACIÓN

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TT

PP

P.T.P.T.

LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN: Descripción del : Descripción del proceso proceso

4.6 mm4.6 mm

Diagrama de Diagrama de estado físico de estado físico de

aguaaguaEn los puntos de En los puntos de

cada curva, el agua cada curva, el agua está en equilibrio está en equilibrio en las dos fases.en las dos fases.

En el punto triple En el punto triple coexisten las tres coexisten las tres

fases.fases.

-- 0.008 ºC0.008 ºC

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN: Descripción del : Descripción del proceso proceso

Diagrama de estado físico de aguaDiagrama de estado físico de agua

TT

PP

P.TP.T..

4.6 mm4.6 mm

-- 0.008 ºC0.008 ºC

CONGELAR POR CONGELAR POR DEBAJO DEL DEBAJO DEL

PUNTO TRIPLEPUNTO TRIPLE

¿ES ESTO ¿ES ESTO SUFICIENTE?SUFICIENTE?

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN: Descripción del : Descripción del proceso proceso

Temperatura mínima a la que

congelan todos los componentes

PUNTO PUNTO EUTÉCTICOEUTÉCTICO

--21.5 ºC21.5 ºC

0 ºC0 ºCSolución de NaCl

Hielo + Solución

Sal sólida + Solución

Hielo + sal sólida

23 % 23 % NaClNaCl

TT TT

100 % W100 % W0 % 0 % NaClNaCl

100 % 100 % NaClNaCl0 % W0 % W

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LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN: Descripción del : Descripción del proceso proceso

TT TT

100 % W100 % W0 % 0 % NaClNaCl

0 ºC

Solución de NaCl

Hielo + Solución

Sal sólida + Solución

Hielo + sal sólida

23 % 23 % NaClNaCl

--21.5 ºC21.5 ºC

100 % 100 % NaClNaCl0 % W0 % W

ENFRIAR POR ENFRIAR POR DEBAJO DEL DEBAJO DEL

PUNTO PUNTO EUTÉCTICOEUTÉCTICO

Resistividad, A.T.D.

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ESQUEMA GENERAL DE UN LIOFILIZADOR ESQUEMA GENERAL DE UN LIOFILIZADOR

CÁMARA DE CÁMARA DE LIOFILIZACIÓNLIOFILIZACIÓN

CONDENSADORCONDENSADOR

T T liofliof. > T . > T cond.cond.

COMPRESORCOMPRESOR

BANDEJAS CALENTADASBANDEJAS CALENTADAS SERPENTÍN SERPENTÍN REFRIGERADOREFRIGERADO

P P liofliof. > P . > P cond.cond. > > PvPv (T (T liofliof.).)BOMBA DE BOMBA DE

VACÍOVACÍO

Pv(sPv(s--g) > P g) > P liofliof..

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso.

DISPOSICIDISPOSICIÓÓN DEL MATERIALN DEL MATERIAL::1. GRANEL: Bandejas de acero inoxidable1. GRANEL: Bandejas de acero inoxidable

Fondo planoFondo planoCapas finas (1.5 Capas finas (1.5 -- 2 2 cmcm))

2. DOSIS UNITARIAS: Viales, ampollas, 2. DOSIS UNITARIAS: Viales, ampollas, frascosfrascos(hemoderivados)(hemoderivados)

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso.

CONGELACICONGELACIÓÓNN::En congeladores independientes o en el propio En congeladores independientes o en el propio liofilizadorliofilizador

OPERACIOPERACIÓÓN CRN CRÍÍTICA (cualidades producto final)TICA (cualidades producto final)1. EST1. ESTÁÁTICA: Bandejas, vialesTICA: Bandejas, viales2. ROTACI2. ROTACIÓÓN: Frascos grandes (EN BANDA)N: Frascos grandes (EN BANDA)

TEMPERATURA CONGELACITEMPERATURA CONGELACIÓÓN (N (-- 40 40 ººCC -- -- 50 50 ººCC))VELOCIDAD DE CONGELACIVELOCIDAD DE CONGELACIÓÓNN

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RÁPIDARÁPIDACRISTALES CRISTALES PEQUEÑOSPEQUEÑOS

LENTALENTA

VELOCIDAD DE CONGELACIÓNVELOCIDAD DE CONGELACIÓNCondiciona la estructura de la matriz congelada. Condiciona la estructura de la matriz congelada.

OBJETIVO: Congelar el agua libre del productoOBJETIVO: Congelar el agua libre del producto

CRISTALES CRISTALES MAYORESMAYORES

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CRISTALES PEQUEÑOSCRISTALES PEQUEÑOS•• Estructura porosa más finaEstructura porosa más fina•• Mayor resistencia al flujo del Mayor resistencia al flujo del

vapor de agua vapor de agua •• Mayor duración de la Mayor duración de la

desecación primariadesecación primaria•• Estructura más resistente Estructura más resistente

CRISTALES MAYORESCRISTALES MAYORES

VELOCIDAD DE CONGELACIÓNVELOCIDAD DE CONGELACIÓNCondiciona la estructura de la matriz congelada. Condiciona la estructura de la matriz congelada.

•• Estructura porosa mayorEstructura porosa mayor•• Menor resistencia al flujo Menor resistencia al flujo

del vapor de agua del vapor de agua •• Menor duración de la Menor duración de la

desecación primariadesecación primaria•• Estructura menos Estructura menos

resistenteresistente

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso.

DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

HIELO VAPOR (PRESIÓN MUY REDUCIDA)HIELO VAPOR (PRESIÓN MUY REDUCIDA)

• Velocidad de secado

• Velocidad de calentamiento

BOMBA DE VACÍOBOMBA DE VACÍOAPORTE DE CALOR APORTE DE CALOR (Resistencias eléctricas(Resistencias eléctricas

Fluido caliente)Fluido caliente)

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

Es necesario Es necesario reducir la reducir la presiónpresión en el interior de la en el interior de la cámara y cámara y aplicar caloraplicar calor al al producto (producto (no subir la no subir la temperaturatemperatura) para que se ) para que se produzca la sublimación produzca la sublimación ((proceso endotérmicoproceso endotérmico).).

El vapor de agua que se origina El vapor de agua que se origina se recoge en la superficie del se recoge en la superficie del CONDENSADOR. El CONDENSADOR. El condensador ha de tener condensador ha de tener suficiente superficie y capacidad suficiente superficie y capacidad de enfriamiento para condensar de enfriamiento para condensar todo el agua que sublima a una todo el agua que sublima a una temperatura inferior a la del temperatura inferior a la del productoproducto. (Si la temperatura del . (Si la temperatura del condensador es superior a la del condensador es superior a la del producto, el vapor de agua producto, el vapor de agua tenderá hacia éste y se parará el tenderá hacia éste y se parará el proceso de secado).proceso de secado).

T T liofliof. > T . > T cond.cond.

P P liofliof. > P . > P cond.cond. > > PvPv (T (T liofliof.).)

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CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

DIAGRAMA DE CONTROLDIAGRAMA DE CONTROL

T (ºC)T (ºC)

0

20

40

40

20

300

100

P (P (mmmm HgHg))

500

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

CONTROLESCONTROLES

•• CONTROL de la velocidad de secadoCONTROL de la velocidad de secado::

Si es demasiado rápido, el producto seco fluirá hacia el Si es demasiado rápido, el producto seco fluirá hacia el condensador escapando junto al vapor de agua.condensador escapando junto al vapor de agua.

PÉRDIDA DE PRODUCTO POR ARRASTREPÉRDIDA DE PRODUCTO POR ARRASTRESUSTANCIAS DE CARGASSUSTANCIAS DE CARGAS (sacarosa, (sacarosa, manitolmanitol, ,

glicina)glicina)

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

CONTROLESCONTROLES

•• CONTROL de la velocidad de calentamiento CONTROL de la velocidad de calentamiento de las bandejas:de las bandejas:Si se calienta demasiado rápidamente, el producto Si se calienta demasiado rápidamente, el producto fundirá y a esas bajas presiones se producirá una fundirá y a esas bajas presiones se producirá una ebullición ebullición (PUFFING)(PUFFING). . Consecuencia: cambios en las características físicas Consecuencia: cambios en las características físicas del producto, visualmente inaceptable y mucho más del producto, visualmente inaceptable y mucho más difícil de reconstituir.difícil de reconstituir.

MIENTRAS EXISTA AGUA LIBRE CONGELADA, LA TEMPERATURA DEL PRODUCTO DEBE ESTAR POR

DEBAJO DE SU PUNTO EUTÉCTICO.

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CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

DIAGRAMA DE CONTROLDIAGRAMA DE CONTROL

T (ºC)T (ºC)

0

20

40

40

20

300

100

P (µm P (µm HgHg))

500

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•• Mientras dure la Mientras dure la sublimación del agua sublimación del agua congelada, el producto se congelada, el producto se mantendrá frío. mantendrá frío.

•• Por lo tanto, durante esta Por lo tanto, durante esta fase la fase la T del productoT del productodeberá estar deberá estar por debajopor debajode la de la T de las bandejasT de las bandejas, , que está proporcionando que está proporcionando el calor de sublimación.el calor de sublimación.

LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

T (ºC)T (ºC) P (µm P (µm HgHg))

CONTROLESCONTROLES

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN PRIMARIADESECACIÓN PRIMARIA: SUBLIMACIÓN: SUBLIMACIÓN

CONTROLESCONTROLES

•• Al finalizar la Al finalizar la desecación primaria, la desecación primaria, la T del productoT del producto subirá subirá asintóticamenteasintóticamente hacia hacia la T de las bandejas. la T de las bandejas.

•• Esto (y otros métodos) Esto (y otros métodos) permite detectar el permite detectar el punto finalpunto final de esta de esta etapa.etapa.

CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

T (ºC)T (ºC) P (µm P (µm HgHg))

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN SECUNDARIA: DESECACIÓN SECUNDARIA: DESORCIÓN (30 %)DESORCIÓN (30 %)

AGUA LIGADA VAPOR AGUA LIGADA VAPOR (no congelable)(no congelable)

Productos cristalinos: % muy bajo Productos cristalinos: % muy bajo Productos amorfos: % muy elevado Productos amorfos: % muy elevado

HUMEDAD FINAL: << 1%HUMEDAD FINAL: << 1%

DURACIÓN de DURACIÓN de esta etapaesta etapa

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN SECUNDARIA: DESECACIÓN SECUNDARIA: DESORCIÓN (30 %)DESORCIÓN (30 %)

•• La T se aumenta para producir la La T se aumenta para producir la desorcióndesorción del agua ligada (del agua ligada (ej.ej., de , de cristalización) hasta que la humedad residual del producto baje cristalización) hasta que la humedad residual del producto baje hasta los límites exigidos para garantizar su estabilidad. hasta los límites exigidos para garantizar su estabilidad.

•• Normalmente se realiza a la máxima capacidad de vacío que el Normalmente se realiza a la máxima capacidad de vacío que el desecador pueda alcanzar.desecador pueda alcanzar.

CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

T (ºC)T (ºC) P (µm P (µm HgHg))

Como en este punto no Como en este punto no existe agua libre, la T existe agua libre, la T de las bandejas puede de las bandejas puede subir sin riesgo de que subir sin riesgo de que se produzca fusión.se produzca fusión.

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LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. LIOFILIZACIÓN: Etapas del proceso. DESECACIÓN SECUNDARIA: DESECACIÓN SECUNDARIA: DESORCIÓN (30 %)DESORCIÓN (30 %)

CONGELACIÓNCONGELACIÓN DESECACIÓN DESECACIÓN PRIMARIAPRIMARIA

DESECACIÓN DESECACIÓN SECUNDARIASECUNDARIA

PresiónPresión

Temperatura Temperatura del productodel producto

Temperatura de las bandejas

T (ºC)T (ºC) P (µm P (µm HgHg))

CONTROL FINAL DEL CONTENIDO DE HUMEDADCONTROL FINAL DEL CONTENIDO DE HUMEDADEj.: proteínas y péptidos Ej.: proteínas y péptidos requirenrequiren de un contenido de de un contenido de humedad determinado para mantener sus estructuras humedad determinado para mantener sus estructuras secundarias y terciarias y, por tanto, su actividad. secundarias y terciarias y, por tanto, su actividad.

HUMEDAD FINAL: << 1%HUMEDAD FINAL: << 1%

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LyophilizationLyophilization equipmentequipment has has improvedimproved overover thethe yearsyears, , andand, , withwith thethe adventadvent ofof automatedautomated, , sophisticatedsophisticatedcontrol control mechanismsmechanisms, has , has becomebecome muchmuch easiereasier toto use. use. TheThe complexitycomplexity ofof thethe controlscontrols, , howeverhowever, has made , has made validationvalidation effortsefforts more more complicatedcomplicated andand usuallyusually quite quite time time consumingconsuming..In In additionaddition toto coolingcooling, , heatingheating, , andand vacuumvacuum control control functionsfunctions alreadyalready discusseddiscussed, , manymany freezefreeze dryersdryers willwillalso incorporate also incorporate cleanclean in place (in place (CIPCIP),), sterilizesterilize in place in place ((SIPSIP),), computerizedcomputerized cyclecycle control, control, andand cyclecycle monitoringmonitoringfunctionsfunctions. . TheThe reliablereliable reproducible reproducible performanceperformance ofof allallthesethese functionsfunctions mustmust be be validatedvalidated rigorouslyrigorously toto insureinsureconsistentconsistent productproduct qualityquality..

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QuikQuik--DryDry™ Flasks™ FlasksWhen a product is frozen in a thin layer on the inner wall When a product is frozen in a thin layer on the inner wall surface of a largesurface of a large--diameter flask using a shell freezer, the diameter flask using a shell freezer, the overall sublimation rate significantly increases as compared to overall sublimation rate significantly increases as compared to the product frozen as a plug in the bottom of a similar flask. the product frozen as a plug in the bottom of a similar flask. QuikQuik--Dry flasks feature a special shape to achieve a thin layer Dry flasks feature a special shape to achieve a thin layer of product when shellof product when shell--freezing a horizontally placed flask.freezing a horizontally placed flask.

MultiMulti--TainersTainers™™Rugged, stainless steel MultiRugged, stainless steel Multi--Tainers are used for freezeTainers are used for freeze--drying bulky materials or products which have already been drying bulky materials or products which have already been frozen in Petri dishes, serum vials, or similar containers.frozen in Petri dishes, serum vials, or similar containers.

AcidAcid FiltersFiltersAcidAcid filtersfilters protectprotect vacuumvacuum pumpspumps whenwhen freezefreeze dryingdryingacidicacidic oror organicorganic solventssolvents. . ModelsModels are are availableavailable forformanifoldmanifold freezefreeze--dryersdryers withwith a vapor a vapor streamstream oror inin--linelinedesigndesign. . ReplacementReplacement cartridgescartridges are also are also availableavailable..

FREEZEFREEZE--DRYERS BENCHTOP ACCESSORIESDRYERS BENCHTOP ACCESSORIES

Page 46: LIOFILIZACION Por Mercedes Fernández Arévalo

httphttp://://www.tradar.com.arwww.tradar.com.ar/Castellano/Productos/Liofilizados/Alimentos%/Castellano/Productos/Liofilizados/Alimentos%20liofilizados.20liofilizados.htmhtm

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