fenómenos asociados a la liofilizacion

FENOMENOS QUE SE ASOCIAN A LA LIOFILIZACION
La liofilización involucra varios fenómenos tales como:
•  Congelación a bajas temperaturas
Cada producto debe congelarse de una manera tal que garantice que sufrirá pocas alteraciones en el proceso posterior de sublimación. Se debe conocer con precisión: la temperatura en la que ocurre la máxima solidificación,la velocidad óptima de enfriamiento,latemperatura mínima de fusión incipiente. Se busca que el producto ya congelado tenga una estructura sólida sin intersticios en los que haya líquido concentrado para propiciar que todo el secado ocurra por sublimación.

•  Secado por sublimación del hielo (o del solvente congelado) del producto congelado, generalmente a muy baja presión.
El proceso de secado como tal puede ocurrir o no a bajaspresiones pero en tales condiciones es mucho más eficiente el proceso difusivo. El paso de hielo a vapor requiere gran cantidad de energía que suministrada en alto vacío pues la interfase de secado se mueve hacia el interior de la muestra y el calor tiene que atravesar capas congeladas (sistemas liofilizados en bandeja, sin granular) o secas (en granulados), generándose un considerable riesgo defusión del material intersticial o quemar la superficie del producto que ya está seco.
Cuando se realiza el secado mediante la liofilización se distinguen tres fases o etapas
Fase 1: Llamada etapa conductiva. Inicialmente, por el calentamiento de la muestra, la velocidad de sublimación crece rápidamente hasta llegar a un máximo. El tiempo para agotar esta fase es relativamente corto; en ella selleva a cabo la mayor parte de remoción de agua del producto (entre un 75-90%), siendo el mecanismo preponderante la transferencia de calor por conducción.
Fase 2: Primera etapa difusiva. Muestra un descenso importante de la velocidad de sublimación debido a la formación de una capa porosa de material seco que opone resistencia creciente al flujo de calor y al vapor a medida que procede el secado.Fase 3: Segunda etapa difusiva. La velocidad de sublimación continúa decreciendo de forma que se aproxima a cero. Esto debido a que el calor necesario para retirar el agua ligada es más alto que el calor de sublimación. Puesto que la difusividad de los aromas disminuye sensiblemente cuando la humedad es pequeña es posible en esta etapa incrementar la temperatura de calefacción y del productohasta valores del orden de 50ºC, dependiendo del material que se trate.
En la transferencia de calor y masa se combinan la acción de la temperatura y los gradientes de presión como fuerzas impulsoras, que deben vencer las resistencias puestas por el espesor de la muestra y sus características físicas. El espesor es importante: mientras este es más delgado hay menor resistencia para que el flujo decalor y masa pase a través de la muestra.
La transferencia de calor se hace por conducción - convección gaseosa y radiación (o una combinación de ambos mecanismos) siendo esta última la preponderante cuando se opera a muy baja presión.
Todo el proceso de liofilizado puede subdividirse en 7 etapas que permite un balance de energía.
1)






2)


3)

4)
5)

6)
7)Balance de energía corresponde a:

El balance de masa de la liofilización es idéntico al de cualquier proceso de secado, así que la liofilización podría ser denominada como un método de separación de mezclas.El peso del material húmedo debe ser igual al material seco más el peso del agua extraída o acumulada en el sistema
APLICACIONES DEL PROCESO
El gran éxito de la desecación del plasma y su buenaconservación por liofilización fue rápidamente aplicado a la penicilina y a continuación a muy diversos antibióticos, enzimas, sueros y vacunas a fines de prolongar su actividad terapéutica.
Su uso en la industria farmacéutica ha permitido mantener por largo tiempo, substancias que, de otra manera, perderían rápidamente su potencia; conservando además intactas sus propiedades terapéuticas y...