5 mitos comunes sobre la liofilización

By Kelly Williams, Director of Laboratory Products

On November 07, 2022 in Articles

Si es un usuario experimentado en liofilización o si está seleccionando su primer nuevo sistema de liofilización, tómese un momento para leer la verdad detrás de estos cinco mitos comunes sobre la liofilización. Conocer estos hechos puede ayudarlo a desarrollar una mejor metodología de liofilización o ayudarlo a solucionar problemas si surge la necesidad.

MITO #1: “El vacío es la fuerza impulsora más importante en la liofilización.”

Mucha gente piensa que el vacío "succiona" la humedad de una muestra durante la liofilización, lo cual no es cierto. En cambio, el vacío crea una atmósfera que favorece la sublimación. Durante la sublimación, el hielo sólido se transformará directamente en vapor o gas sin transformarse primero en líquido. El vacío simplemente fomenta este cambio de fase y evacua las moléculas que han sufrido el cambio de fase en un gas lejos de la muestra. De hecho, un nivel de vacío más profundo no siempre es mejor.

La mayor fuerza impulsora en la liofilización es la diferencia de presión de vapor que ocurre entre la temperatura de la muestra y la temperatura más fría del condensador. Las moléculas de agua son atraídas al punto más frío del sistema, que es el condensador. Se produce un proceso de liofilización menor en el congelador de su hogar: la "quemadura por congelación" en un alimento es esencialmente una parte del alimento que se ha sublimado. La humedad sale del producto y se acumula en los serpentines del congelador. ¡Obviamente, esto sucede sin una bomba de vacío!

MITO #2: “Un condensador más frío siempre es mejor.”

Un condensador más frío no siempre es mejor. La temperatura óptima del condensador para un sistema de liofilización se decide por la temperatura de congelación o la temperatura eutéctica de una muestra. Para liofilizar, el condensador debe estar entre 15 °C y 20 °C más frío que la muestra. Para una muestra acuosa, un condensador de -50 °C es adecuado y un condensador con una temperatura más fría no acelerará la liofilización. Sin embargo, agregará costos y complejidad innecesaria a su sistema de secado por congelación. Las muestras que contienen disolventes con puntos de congelación bajos requieren un condensador más frío.

Una vez que se determina la temperatura adecuada, el siguiente requisito que se debe considerar es la carga que puede manejar el condensador. Si un condensador no tiene el tamaño adecuado para la carga de la muestra, el condensador puede verse abrumado por la cantidad de vapor que debe manejar y es posible que no pueda mantener el nivel de temperatura. La temperatura de la muestra, así como la capacidad del condensador (comúnmente expresada en litros por hora) deben tenerse en cuenta al seleccionar un sistema de secado por congelación.

MITO #3: “La sonda de temperatura de la muestra muestra la temperatura real de la muestra.”

La verdad es que, aunque la lectura de la sonda de muestra es, en la mayoría de los casos, un reflejo muy cercano de la temperatura real de la muestra, no siempre puede ser perfectamente precisa. La sonda en sí tendrá un efecto en la muestra en la que se coloca. La sonda influirá en cómo se congela la muestra, incluida la temperatura a la que se congela la muestra, por lo que es posible que no sea una representación precisa de las otras muestras.

A medida que el frente de secado se mueve a través de la muestra, la lectura se verá afectada por la ubicación de la sonda dentro de la muestra. A menudo, la sonda y su cable causan grietas en el hielo que permiten que la muestra con la sonda se liofilice más rápidamente que las otras muestras.

MITO #4: “Un vacío más profundo hará que la muestra se seque por congelación más rápido.”

En el secado primario, las tasas de sublimación más rápidas ocurren cuando la presión de vapor en el sistema es el 50% de la presión de vapor sobre el producto, no en los niveles de vacío más profundos. La velocidad de liofilización está influenciada por el calor que se aplica a una muestra.

Dado que la diferencia de temperatura entre el condensador y la muestra impulsa la velocidad de la liofilización, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más rápida será la sublimación. Es difícil transferir calor a una muestra bajo niveles de vacío profundos. Debido a que las muestras no se pueden calentar tan fácilmente bajo vacío profundo, no hay ningún beneficio en bajar el nivel de vacío al nivel más profundo una vez que se alcanza el nivel de vacío mínimo requerido para el secado primario. Sin embargo, durante el secado secundario, cuando el agua ligada se sublima, se requiere un alto nivel de vacío.

MITO #5: “La temperatura que se muestra en un secador de bandeja es la temperatura del estante.”

La lectura de la temperatura del estante en un secador de bandeja es la temperatura de entrada del fluido que fluye dentro de los estantes. La temperatura de la muestra variará de esta temperatura, por lo que se recomienda utilizar sondas de temperatura de muestra para una lectura mucho más precisa. Si se colocara un sensor de temperatura en la salida del fluido cuando sale del estante, puede ser diferente, ya que la temperatura del fluido cambia a medida que se mueve por el estante.

Es mejor especificar siempre un cambio de tasa de temperatura para los estantes al programar los cambios de temperatura del estante. Luego, las bandejas cambiarán la temperatura a un ritmo uniforme para todas las muestras. La tasa específica para la temperatura del estante debe dejar capacidad para que el compresor del estante se adapte a la carga que se generará al elevar todas las muestras a la temperatura más alta. Si la temperatura del estante no cambia con una restricción de velocidad, el cambio de temperatura se maximizará, sin tener en cuenta la carga y se puede desarrollar una gran diferencia en la temperatura del estante entre el lado de entrada y el lado de salida del estante.

Si se establece un cambio de velocidad de temperatura, los estantes podrán acomodar la carga de las muestras y no crear una gran variación de temperaturas de un vial a otro en el mismo estante.

Encuentre el liofilizador adecuado para su aplicación.