Liofilizatorul funcționează în trei etape:
Congelare
Uscarea primară (sublimare)
uscare secundară (adsorbție)
Uscarea prin congelare adecvată poate reduce timpul de uscare cu 30%.
Etapa 1: Etapa de congelare
Diagrama arată cum funcționează un liofilizat și presiunea ideală de liofilizare și temperatura de liofilizare
Aceasta este etapa cea mai critică. Liofilizatoarele folosesc o varietate de metode pentru a îngheța produsul.
Congelarea se poate face într-un congelator, o baie de înghețare (congelator cu coajă) sau pe rafturile unui liofilizator.
Liofilizatoarele răcesc materialul sub punctul triplu pentru a se asigura că materialul se sublimează, mai degrabă decât se topește. Aceasta păstrează forma fizică a materialului.
Liofilizatoarele sunt cele mai susceptibile la liofilizarea cristalelor de gheață mai mari, care pot fi produse prin congelare lentă sau recoacere. Cu toate acestea, pentru materialele biologice, când cristalele sunt prea mari, pot deteriora peretele celular, rezultând rezultate mai puțin decât ideale de liofilizare. Pentru a preveni acest lucru, procesul de congelare se face rapid.
Pentru materialele care sunt predispuse la precipitare, se poate utiliza un proces de recoacere. Acest proces implică congelarea rapidă și apoi creșterea temperaturii produsului pentru a permite cristalelor să crească.
Etapa 2: Uscarea primară (sublimare)
A doua etapă este uscarea primară (sublimarea), timp în care presiunea este redusă și se adaugă căldură materialului pentru a sublima apa.
Vidul liofilului accelerează sublimarea. Condensatorul liofilului oferă o suprafață pentru atașarea și solidificarea vaporilor de apă. De asemenea, condensatorul protejează pompa de vid de vaporii de apă.
În această etapă, aproximativ 95% din apa din material este îndepărtată.
Uscarea primară poate fi un proces lent. Căldura excesivă poate modifica structura materialului.
Etapa 3: uscare secundară (adsorbție)
Etapa finală este uscarea secundară (adsorbția), în timpul căreia moleculele de apă legate ionic sunt îndepărtate.
Prin creșterea temperaturii peste cea a etapei de uscare primară, legăturile dintre material și moleculele de apă sunt rupte.
Materialul liofilizat își păstrează structura poroasă.
După ce liofilizatorul și-a încheiat procesul, vidul poate fi rupt cu un gaz inert înainte ca materialul să fie sigilat.
Majoritatea materialelor pot fi uscate până la o umiditate reziduală de 1-5%.
