Le procédé de lyophilisation comprend deux étapes : la pré-congélation et le séchage. Les lyophilisateurs traditionnels, quelle que soit leur capacité de traitement, sont généralement composés de deux chambres séparées. La pré-congélation est effectuée dans une chambre de congélation rapide, puis le produit est transféré dans une chambre de séchage. Cette conception à deux chambres nécessite une surface au sol plus importante et le transfert du produit entre les deux chambres requiert une intervention manuelle. Outre l’espace supplémentaire et le coût de main-d’œuvre, cette étape de transfert expose le produit pré-congelé à la température et à l’humidité ambiantes, ce qui peut entraîner une décongélation partielle, de la condensation en surface, voire une contamination – autant de facteurs susceptibles de compromettre la qualité du produit et l’homogénéité des lots.
Kemolo a perfectionné cette technologie en combinant les deux chambres en une seule, réalisant ainsi la pré-congélation et le séchage au sein d'une même chambre. Cette conception intégrée permet non seulement de gagner un espace précieux au sol et d'éliminer les manipulations manuelles entre les chambres, mais aussi de raccourcir le temps de cycle global et de réduire les risques d'endommagement du produit lors du transfert. Pendant la phase de pré-congélation, la température cible du produit est de -40 à -35 °C, ce qui est relativement bas, tandis que pendant la phase de chauffage, la température peut atteindre 70 à 80 °C. Ces conditions exigeantes impliquent que le fluide caloporteur doit fonctionner de manière fiable sur une très large plage de températures ; si de l'eau pure était utilisée comme fluide caloporteur, elle gèlerait complètement et ne pourrait pas circuler pendant la phase de pré-congélation.
C’est là que l’huile de silicone se révèle indispensable. Elle possède une excellente fluidité à basse température : elle ne gèle ni ne se solidifie, et ne bout pas, entre -80 et 150 °C, et conserve un état liquide stable tout au long du cycle de lyophilisation. Sa viscosité reste faible et pompable même à des températures extrêmement basses, assurant un transfert de chaleur uniforme et efficace vers et depuis les plateaux. Par ailleurs, elle ne bout pas et ne se vaporise pas à haute température, évitant ainsi les fluctuations de pression dans le système de circulation.
L'huile de silicone offre une excellente stabilité chimique et est non corrosive, ce qui la rend particulièrement adaptée à l'industrie de la lyophilisation. Elle ne réagit pas avec les composants métalliques des étagères et du système de tuyauterie, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements et minimisant la maintenance. De plus, sa très faible pression de vapeur limite sa volatilisation dans la chambre de séchage et la contamination du produit – un atout majeur pour les applications pharmaceutiques, alimentaires et biologiques exigeant une pureté absolue. Sa faible tendance à l'oxydation et sa longue durée de vie réduisent encore la fréquence des vidanges d'huile, ainsi que les temps d'arrêt et les coûts d'exploitation associés.
Il convient de noter que, compte tenu du point d'éclair relativement élevé de l'huile de silicone et de son inflammabilité dans certaines conditions, les fabricants de lyophilisateurs équipent leurs systèmes de surveillance de la température et de la pression, d'alarmes relatives à la qualité de l'huile et d'une ventilation adéquate afin de garantir un fonctionnement sûr. Néanmoins, grâce à sa stabilité à l'état liquide sur toute la plage de fonctionnement, son excellente inertie chimique, sa faible volatilité et sa longue durée de vie, l'huile de silicone demeure le fluide caloporteur de choix dans les lyophilisateurs monocaméraux modernes – et la clé de la conception intégrée, économique et à haut rendement des lyophilisateurs Kemolo.
