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El diseño de un liofilizador es un proyecto de ingeniería complejo. Aunque se pueden realizar pequeños proyectos caseros, los liofilizadores de grado comercial deben refrigerarse minuciosamente, contar con sistemas de vacío y un control de alta calidad para obtener resultados reproducibles. En Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. hemos desarrollado y fabricado equipos de liofilización durante más de 20 años ,desde electrodomésticos hasta grandes líneas de producción alimentaria y farmacéutica. A continuación se describe la construcción de liofilizadores profesionales.
1. Diseño de la cámara de vacío y del condensador
El núcleo de cualquier liofilizador es la cámara de vacío. Esta debe resistir la presión atmosférica externa (14,7 psi), pero al mismo tiempo mantener un interior cercano al vacío. En el caso de liofilizadores de laboratorio y domésticos pequeños (0,5 a 5 m 2de superficie útil en las bandejas), la cámara suele ser un cilindro soldado de acero inoxidable con una puerta abisagrada y una mirilla. -En liofilizadores industriales para alimentos y productos farmacéuticos (30 a 200+ m 2área de estantes), el recipiente a presión es una cámara cilíndrica o rectangular, con una serie de estantes, una puerta de carga y una segunda cámara condensadora. El condensador consta de una serie de serpentines fríos (de acero inoxidable) que congelan el vapor de agua extraído de la cámara. Todas las superficies de contacto con el producto en Jiangsu Bolaike están fabricadas en acero inoxidable grado alimentario 304 o 316. También se han diseñado en la cámara orificios para sensores de vacío, sondas de temperatura y pasos eléctricos.
2. Montaje del Refrigerador y los sistemas de calentamiento
El sistema de refrigeración desempeña dos funciones importantes: la congelación del producto y el enfriamiento de los serpentines del condensador. Los compresores utilizados en la industria (normalmente de dos etapas o en cascada) deben ser capaces de alcanzar -40 °C a -50 °C con productos alimentarios y -85 °C con uso farmacéutico. El sistema de calefacción suministra calor suave y regulado durante los ciclos de secado. En los liofilizadores industriales, las bandejas son placas huecas llenas con un fluido de transferencia de calor (aceite de silicona). Esto se logra mediante un calentador eléctrico que calienta el fluido y una bomba que lo hace circular a través de las bandejas. El sistema de bandejas debe ser lo más plano posible (menos de 0,5 mm) para garantizar un secado uniforme en todas las bandejas. Para lograr este nivel de planicidad, Jiangsu Bolaike emplea mecanizado de precisión y soldadura robótica en su proceso de fabricación.
3. Integración el Sistema de vacío y electrónica de control
El sistema de vacío elimina el aire y los no -gases condensables en la cámara que permiten la sublimación. Una bomba de paletas rotativas de dos etapas es suficiente para liofilizadores pequeños (alcanzando <10 Pa). Para reducir los tiempos de ciclo, en los sistemas industriales grandes se emplea una combinación de bombas de prebombeo y bombas de alto vacío (soplantes Roots). El «cerebro» del liofilizador es el sistema de control. Los autómatas programables (PLC) supervisan la presión en las cámaras, la temperatura de las bandejas, la temperatura de los productos y la temperatura de los condensadores. La receta de liofilización (congelación, secado primario (sublimación) y secado secundario (desorción)) se ejecuta automáticamente mediante estos dispositivos. Los sistemas de control utilizados en Jiangsu Bolaike cuentan con interfaces táctiles, registro de datos y capacidad de monitorización remota. La puerta dispone de dispositivos de seguridad interbloqueados para evitar su apertura cuando la cámara se encuentra bajo vacío.
4. Calidad Control, Pruebas y certificación
La construcción real de un liofilizador no finaliza con el montaje; todas las máquinas deben someterse a pruebas adecuadas. El sistema de vacío se verifica en cuanto a fugas (se mantiene el vacío durante 24 horas o más sin un aumento superior a 5 Pa). El sistema de refrigeración se evalúa mediante la medición de la velocidad de enfriamiento y la temperatura final (por ejemplo, -50 °C en 60 minutos con el condensador). El sistema de calefacción se comprueba para garantizar la uniformidad en todos los estantes (normalmente dentro de un margen de ±1°C ). Por último, se congela completamente y luego se seca con agua o con un sustituto del producto para verificar el tiempo del ciclo y el contenido final de humedad. La fábrica de 12 000 m 2de Jiangsu Bolaike opera bajo el sistema de gestión de calidad ISO 9001, y nuestras máquinas también cuentan con la certificación CE para su exportación a Europa, Asia y América. Nuestro equipo de ingeniería posee más de 56 patentes nacionales y avanza constantemente en cada componente, incluidas bombas de vacío más eficientes y sistemas de descongelación más inteligentes.
Conclusión
La construcción de un liofilizador profesional exigirá una ingeniería precisa de la cámara de vacío, el sistema de refrigeración y calefacción, las bombas de vacío y la electrónica de control. La entrega de cada máquina está sujeta a pruebas de estanqueidad, refrigeración, calefacción y ciclos. Jiangsu Bolaike es un fabricante de liofilizadores para uso doméstico, de laboratorio, farmacéutico y alimentario, con más de 20 años de experiencia, certificación ISO9001 y CE, y más de 56 patentes nacionales. Liofilización o visita guiada a la fábrica en Changzhou, China. Contáctenos hoy mismo para analizar sus necesidades de liofilización o programar una visita a nuestra fábrica.