Freezdry / Liyofilizasyon Nedir?

Maddenin kurutulması için sübliminasyon adı verilen bir süreçten geçirildiği tekniğe liyofilizasyon denir. Bu süreçten geçirilen ürünün içerisinde mevcut bulunan su önce dondurulur daha sonrasında ise süblimasyon işlemi ile su uzaklaştırılır. Süblimasyon, maddenin katı (buz) halinden gaz (su buharı) haline geçişidir. Yani süblimasyon sürecinde, maddenin sıvı hali atlanır ve buzun erimesine imkan verilmez.

Buz haline geçmiş su, düşük basınç yardımı ile, belirli belirsiz bir sıcaklık artışı değişimi durumunda doğrudan buharlaşır. Böylece, kurutma işlemi için çok yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmaz. Bu süreç, ürünlerin hücre ve moleküler yapısında yarılma vb. değişiklikler yaratmaz. Ürününün ilk hali korunur, iç ve dış yapısında bozulma olmaz.

Liyofilizatör teknolojisi 1900’lü yılların ilk çeyreğinde keşfedilmiştir. Bu işlemi ilk yapan cihaz Benedict&Manning tarafından geliştirilen bir çeşit kimyasal pompa aracından 1905 yılında türetilerek geliştirilmiştir. Liyofilizasyon, 1930’lu yıllardan itibaren biyo-teknoloji ve ecza firmaları tarafından yenilenmiştir. Bir diğer taraftan ise ilk dondurularak kurutulmuş gıda örneği olan hazır kahve ürünü, Brezilya’dan fazla kahve stoklarına çözüm bulunması talebinin gelmesi üzerine Nestle tarafından 1938’de üretildi.

Liyofilizasyon Çalışma Prensibi

- Dondurma

- Birincil kurutma (süblimasyon)

- İkincil kurutma (dezorpsiyon)

Ürün öncelikle dondurma işleminden geçirilir. Ürünün tipine göre dondurma işleminden geçme süresi değişebilir. Birincil kurutma aşamasında ise ürünü içerisinde bulunduran kabine bir vakum işlemi yapılır. Sıcaklık düştükçe yüksek enerjiye sahip olan moleküller kendi kendilerine dışarı uçmaya başlarlar. Bir sonraki ve son aşama olan ikincil kurutma işleminde, vakum maksimum seviyeye çıkarılır. Maddeye tutunmuş ve kristalleşmiş geriye kalan son su molekülleri böylece maddeden dışarı çekilmiş olur.

Liyofilizasyonun Faydaları ve Önemi

Liyofilizasyon işlemi ve cihazları ağırlıklı olarak biyoteknoloji ve ilaç endüstrilerinde kullanılır. Bu endüstrilerde aşı ve benzeri enjekte edilebilir ürünlerin raf ömürlerini uzatmak için dondurarak kurutma yani liyofilizasyon yöntemi kullanılır. Ürünün içerinde mevcut bulunan suyu üründen çıkararak ve bir flakondaki malzemeyi kapatarak ürünün kolaylıkla depolanması, sevk edilmesi ve sonraki enjeksiyon için orijinal haline geri döndürülmesi sağlanabilir.

Liyofilizasyonun faydaları şöyle sıralanabilir;

- İlaçların etkinliği ve stabilitesinin korunması

- Ürünlerin uygun ve kolay saklanması

- Agregasyonun ve partikül oluşumunun engellenmesi

- Düşük nem oranları sayesinde kimyasal değişimlerin (hidroliz gibi) engellenmesi

- Hava ile oksidasyonun engellenmesi

- Düzgün kekleşmiş yüzeyin oluşması

- Steril üretim imkanının sağlanması

- Minimum düzeyde ürün zararının sağlanması

- Doğru dozaj sağlanması

- Tekrarlanabilirlik

- Scale-up yani ölçeklenebilme kolaylığı sağlanması