Cours Lyophilisation N. Faisant 09

LYOPHILISATION 1- Définition 2- Principe 3- Réalisation technique/Formulation 4- Appareillage 5- Contrôles de la lyophilisation 6- Applications LTE 3, 2009-2010

Lyophilisation • Définition : dessiccation par sublimation de la glace de solutions, suspensions, tissus animaux, végétaux préalablement congelés.

P mm Hg

Liquide Solide

4,58

• Sublimation : passage direct de l'eau de l‘état solide à l’état gazeux.

Vapeur 4 -1

0

+1

+2

T °C

2- Principe de la lyophilisation • Dessiccation par sublimation :

P mm Hg

– Etape de congélation de l'eau

Liquide Solide

– Mise sous vide + apport d’énergie

4,58 Vapeur

• Sublimation:

4 -1

0

+1

+2

– Changement d’état de l’eau (P et T) par consommation de la chaleur latente de sublimation

• Piégeage de la vapeur d’eau émise

Vide < 1 mPa Piège : -50°C

T °C

3- REALISATION TECHNIQUE

La congélation Elle doit être précoce et rapide : - pour éviter la formation de gros cristaux, - pour atteindre rapidement le point eutectique de cristallisation des mélanges.

COURBE DE CONGELATION

Mélange eutectique

CONGELATION RAPIDE

3- REALISATION TECHNIQUE LA SUBLIMATION Le chauffage Apporter au produit à dessécher, suffisamment d’énergie pour permettre la sublimation.

LA SUBLIMATION Le chauffage • Réalisation pratique : transferts par conduction - résistances électriques dans les parois du plateau, - circulation de fluides chauds dans les canalisations se trouvant dans l’épaisseur du plateau. Il ne faut cependant pas décongeler le produit !

3-REALISATION TECHNIQUE/FORMULATION DESSICCATION • Dessiccation primaire : humidité résiduelle autour de 4% p/p. • Dessiccation secondaire : dernière étape ; la température augmente et la pression est très réduite pour assurer une meilleure désorption des dernières traces d’eau. Humidité résiduelle inférieure à 1% p/p.

4- APPAREILLAGE

•

Cuve : Enceinte en acier inoxydable

•

Etagères: – Support au produit – Apporter l’énergie (Congélation ou Chauffage)

•

Piège ou condenseur (dans la cuve ou séparé)

•

Groupe frigorifique

•

Pompe à vide

4-APPAREILLAGE : système continu Mise sous vide

Refroidissement

Chauffage

http://www.gea-pe.fr

5- CONTRÔLES DE LA LYOPHILISATION • Taux d'humidité résiduelle – Mesure par la méthode gravimétrique (pesée avant et après séjour à l’étuve à100°) – Méthode de Karl Fischer (réactif pyridine iodo-sulfureux). • Vitesse de dissolution du produit • Dosage du principe actif

6- APPLICATIONS DE LA LYOPHILISATION La lyophilisation offre de nombreux avantages : - Conservation de substances fragiles, - Stabilité chimique, - Conservation de la mémoire de forme, - Facilité de solubilisation, - Extraction de solvants.

APPLICATIONS …

Fruits

Café et boissons

Ferments

Médicaments

Pièces archéologiques

Cosmétiques

Fleurs

Espèces animales (musées)

APPLICATIONS en pharmaceutique - Conservation des substances médicamenteuses fragiles : origine humaine (plasma, dérivés du sang…) origine animale (sérums, enzymes…) origine végétale ( extraits de plantes médicinales, antibiotiques…) - Conservation des greffons - Conservation de la matière vivante (vaccins, ferments lactiques…) - Applications à la technologie

Applications à la technologie pharmaceutique - conservation d’un produit instable en solution - dessiccation d’un produit de bas pt de fusion sans le faire fondre - obtention d’un produit poreux facile à remettre en solution ou en suspension - répartition d’un produit solide en petites doses - obtention de produits pulvérulents stériles - fabrication de lyophilisats pour la voie orale

Changements d’états de l’eau Liquide

Solide

Congélation

Vapeur

Sublimation

Solide

Condensation