LYOPHILISATION

Principe

La lyophilisation consiste à extraire l'eau contenue dans les substances organiques ou minérales par interaction des techniques du vide et du froid. Le produit, préalablement congelé à basse température, est placé dans une enceinte sous vide. L'abaissement de la pression en deçà du point d'équilibre (point triple) sur la courbe de tension de vapeur de l'eau entraîne une sublimation de la glace, c'est-à-dire que l'eau à l'état de glace s'élimine sous forme de vapeur sans passer par l'état liquide. Un cycle de lyophilisation comporte plusieurs phases : la congélation du produit, la déshydratation.

Tension de vapeur d'eau et température

Dessin

Variation de la tension de vapeur de l'eau en fonction de la température. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Phase de congélation

Il est impossible d'exposer ici toutes les conditions à respecter pour mener à bien la congélation de la substance à lyophiliser. On se limitera donc au choix de la température de congélation et à celui de la vitesse d'abaissement de la température.

Le problème du choix de la température de congélation est celui du point de congélation des différents eutectiques possibles de cette substance. Prenons un exemple : abaissons la température d'une solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl), au-dessous de 0 ⁰C ; à un certain moment, des cristaux de glace constitués d'eau pure se forment ; il s'ensuit une concentration en NaCl de la solution interstitielle. La température continuant à s'abaisser, le phénomène précédent s'accentue jusqu'au moment où tout le liquide se prend en masse. À ce moment précis, la solution est appelée eutectique et la température de prise en masse point d'eutexie (ou zone d'eutexie, car elle n'est pas toujours bien définie). Pour obtenir une bonne congélation de la substance à traiter sans risque de détérioration, il faut que l'eutectique ayant le point de solidification le plus bas soit congelé.

Le deuxième problème est celui de la vitesse d'abaissement de la température. On peut imaginer sans peine qu'il faut obtenir une vitesse de congélation très grande afin de réduire au maximum l'action nocive due à la formation de gros cristaux qui menacent de détériorer les structures cellulaires.

C [...]

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Agroalimentaire : lyophilisation
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