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Durante la liofilización, en primer lugar se congela el producto a muy bajas temperaturas, de forma rápida, para evitar que se formen grandes cristales de hielo.

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Después se somete a un proceso de vacío para que el agua se evapore sin pasar a estado líquido (este procedimiento se conoce como sublimación). Precisamente, al no pasar el agua por un estado líquido, se mantienen todas las propiedades de color y aroma, pero en forma seca y con una mayor sensibilidad a los golpes.

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La industria farmacéutica

medicamentos.

La industria medica (sueros, antígenos y enzimas)

Para la obtención de extractos animales vegetales, antibióticos y vitaminas

Para la creación de vacunas, bacilos lácticos

En la industria alimenticia

Para la conservación de restos arqueológicos

Para la recuperación de archivos y documentos

Conserva las flores y plantas

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Entre los principales beneficios de este proceso destacan:

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Entre los principales beneficios de este proceso destacan:

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Se obtienen productos de redisolución rápida

La forma y características del producto final son esencialmente las originales

Proceso idóneo para sustancias termolábiles

Los constituyentes oxidables están protegidos

Contenido muy bajo de humedad final

Compatible con la elaboración en medio aséptico

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La liofilización es conocida como un proceso que se basa en la congelación de un producto con fines de conserva. El producto congelado se pasa a una cámara de vació donde se produce una separación del agua, esto para eliminar los agentes que descomponen el producto (sublimación)

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El resultado es un producto seco que mantiene gran parte de las características organolépticas de su estado original, como el aroma, el gusto o el sabor.

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El agua se elimina tanto en su estado sólido como gaseoso, esto sin pasar por un estado líquido. Existen diversos métodos que ayudan a acelerar el proceso de liofilización, los ciclos de congelación-sublimación. Con esos ciclos se logra eliminar el agua contenida en el producto original pero con el beneficio de que esta no pierda su estructura molecular.

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Es un método de conservación de alimentos en el que confluyen distintos procesos, como la congelación, el vacío y la deshidratación.

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Lo contraproducente de usar la liofilización es que es un proceso costoso y lento, en comparación con otros métodos de secado, pero ofrece una mayor calidad y evita las pérdidas de nutrimentos en los alimentos y también en la industria farmacéutica.

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El equipo de liofilización consta, normalmente, de dos depósitos. Los depósitos de cámara y de condensador están unidos por medio de una válvula intermedia. El producto que debe secarse está en superficies calentables y enfriables y se congela bajo presión atmosférica. En el condensador hay montados serpentines por los que circula directamente refrigerante o salmuera fría.

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Las sustancias puras pueden existir en tres fases: sólida, líquida o gaseosa, y cambiar de estado por medio de un proceso en donde se adiciona o se libera energía calórica a una temperatura constante, dependiendo hacia dónde se direccione el cambio de estado.

Si el cambio de fase va de sólido a gaseoso (sublimación) se debe tener en cuenta que las condiciones de presión y temperatura deben ser menores a las del punto triple (punto donde conviven simultáneamente las tres fases). De esta manera, se asegura la ausencia de la fase líquida. Por ejemplo, en el caso del agua al mantener la presión por debajo a los 4.58 torr, la tendremos en fase sólida. Asimismo, si calentamos el agua a una presión menor a la presión de vapor que corresponde a la temperatura de la superficie del hielo, éste sublimará directamente.

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Cuando se tienen materiales biológicos, tenemos una temperatura de fusión menor a la del agua debido a las moléculas disueltas en el agua. En este caso, se debe enfriar y luego congelar el material en varias etapas. De esta manera, se induce un sub-enfriamiento que origina núcleos de cristalización. Luego, se eleva la temperatura hasta la temperatura de equilibrio que corresponda a su curva de enfriamiento, desprendiéndose (posteriormente) cristales de hielo puro. Los materiales orgánicos al contener polímeros naturales, como proteínas o azúcares, no cristalizan directamente, sino que su viscosidad va aumentando a medida que disminuye la temperatura hasta llegar al punto de congelamiento, cuando el sistema alcanza la temperatura de transición vítrea. Luego, sublima al elevar la temperatura, siempre manteniéndola por debajo de la temperatura de transición vítrea.

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Esta etapa se lleva a cabo en equipos de congelación potentes y también suele utilizarse un liofilizado compuesto que congela y sublima el material, siendo común para ambos equipos, el llevar el material a temperaturas que van desde los -20 hasta los -40 grados Celsius. En esta etapa es importante mantener controlada la temperatura a la cual ocurre la máxima solidificación, la velocidad óptima de enfriamiento y la temperatura mínima de fusión incipiente. De esta manera, se garantiza que el congelado tenga una estructura completamente sólida, minimizando la presencia de líquido concentrado y facilitando la sublimación.

La velocidad de congelación del material a preservar dependerá de la estructura sólida obtenida al final del proceso. En el caso de alimentos, podemos describir la velocidad de congelación en la siguiente tabla:

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En esta etapa se lleva a cabo la sublimación del solvente congelado (por lo general, agua). Para lograrlo, se coloca el material congelado en la cámara del liofilizador. Seguidamente, se cierra la cámara y se crea un vacío en su interior utilizando una bomba. Una vez creado el vacío, se procede a suministrar calor a la cámara hasta obtener el valor ideal para sublimación (550 Kcal/Kg si se trata de agua), cuidando no elevar la temperatura.

Por lo general, este proceso se hace mediante radiación, conducción o aplicación de microondas, dependiendo del tipo de equipo que tengamos a disposición para realizar la sublimación. Los niveles de vacío y calentamiento, también variarán dependiendo del material a tratar. Para lograr una liofilización eficiente y rápida, es necesario controlar en todo momento la temperatura del proceso, mantenerla constante y regular la presión total y parcial del sistema.

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Una vez finalizado el proceso de sublimación, se realiza un desecado secundario para eliminar cualquier remanente de líquido. Este desecado se hace mediante deserción, evaporando el agua no congelable que se encuentra en el material desecado anteriormente. De esta manera, se pueden obtener resultados de humedad final del producto cercanas e incluso inferiores al 2%. En esta etapa se realiza el máximo vacío posible, disminuyendo la presión a su mínima expresión.

Liofilización en la industria farmacéutica.