Liyofilizasyon

Liyofilizasyon; ürünlerin dondurularak kurutma işlemidir. Genel olarak ürünlerin, temel özelliklerini kaybetmeden, dehidrasyonu için kullanılmaktadır.

Prensipte; Ürünün tamamiyle dondurulması ve vakum atmosferi altında, oluşan buz kristallerinin süblimleştirilmesi işlemidir.

Düşük sıcaklıklarda gerçekleşen bir uygulama olduğu için, ürünün moleküler ve fiziksel yapısına zarar vermeden dehidrasyonu sağlayan br kurutma tekniğidir.

Liyofilizasyon işlemi, Liyofilizatör / Freeze Dryer adı verilen cihazlarda gerçekleştirilir. Değerli ve termal hassasiyeti yüksek ürünlerde tercih edilen bir yöntemdir.

Yukarıdaki faz diagramında görüleceği üzere, liyofilizasyon işleminde, sıcaklık ve basınç değerleri triple point (üçlü nokta) değerinden daha düşük olmalıdır.

Süblimasyonun gerçekleşmesi için gerekli olan enerji sıcaklık ve buhar basıncı farklı ile sağlanmaktadır.

Liyofilizasyon işlemi 3 ana aşamada gerçekleştirilmektedir;

1. Ürünün Dondurulması : Ürünün uygun ön hazırlık işlemlerinden geçtikten sonra tamamiyle dondurulması, kristal forma geçirilmesi işlemidir.
2. Süblimasyon (Birincil Kurutma) : Donmuş olan üründe süblimasyonun gerçekleşmesi için gerekli enerjinin oluşturulması ve süblimasyonun gerçekleştirilmesi. Su içeriğinin %90-95 uzaklaştırıldığı aşamadır.
3. Desorpsiyon (İkincil Kurutma): Birincil kurutmada uzaklaştırılamayan ve maddeye bağlı olan suyun uzaklaştırılması işlemidir.

Liyofilizasyonun Genel Kullanım Alanları;

• Gıda Uygulamaları (Kahve, Bitkiler, Meyveler, Nutrosötikler, Vitaminler, Ekstratlar, Hayvansal Ürünler vb.)
• Farmasütik ve Biyolojik Uygulamalar (İlaçlar, Enzimler, Biyolojik Ajanlar, Hücre ve Doku Uygulamaları vb.)
• Kimya Uygulamaları
• Müzecilik Geri Kazanım (Kitap, Ahşap, Arkelojik ürünler vb. su içeriğinin düşürülerek korunması ve geri kazanımı)

Liyofilizasyonun Genel Avantajları;

• Kurutulan ürünün şekli, rengi ve aromatik yapısının korur
• Termal olarak hassas ürünlere zarar vermeden kurutma sağlar
• Farklı ürün tipleri ve miktarları için, çok sayıda alternatif ön hazırlık ve kurutma olanağı sunar (dökme, flakon, manifold vb. ataşmanlar ile)
• Ürünün, son ürün kabı içerisinde kurutma olanağı
• Steril kurutma olanağı vardır
• Hızlı Rehidrasyon olanağı sunar (kurtulmuş ürünlerin tekrar hidre edilmesi)

Liyofilizasyonun Dezavantajları;

• Yüksek yatırım ve işletim maliyeti
• Limitli üretim kapasitesi (batch uygulama) ve uzun süreç
• Liyofilize edilmiş son ürünün saklanması için uygun paketleme materyali (Son ürünün nem hassasiyeti)