Come realizzare una macchina liofilizzatrice

La liofilizzazione (essiccazione per congelamento) è una complessa pratica industriale che elimina l'umidità preservando la struttura, il colore e i nutrienti del prodotto. Sebbene piccoli liofilizzatori fai-da-te possano essere costruiti come strumenti didattici, le macchine di livello commerciale sono progettate con precisione, dotate di un potente sistema di refrigerazione e sottoposte a rigoroso controllo qualitativo. La Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. produce da oltre 20 anni apparecchiature per la liofilizzazione (dall’elettrodomestico domestico alle linee di produzione su larga scala per alimenti e farmaci). Di seguito viene descritta la struttura dei liofilizzatori professionali.

1. I componenti principali di un liofilizzatore

Ogni liofilizzatore è dotato di quattro sistemi fondamentali, indipendentemente dalle sue dimensioni. Il sistema di refrigerazione congela il prodotto e condensa il vapore acqueo nelle serpentine del condensatore. La camera a vuoto elimina la pressione, consentendo così alla brina di sublimare direttamente in vapore. Il sistema di riscaldamento fornisce un calore controllato, sufficientemente delicato da favorire la sublimazione senza fondere il prodotto. Infine, temperatura e pressione vengono monitorate dal sistema di controllo. Gli ingegneri della Jiangsu Bolaike progettano ciascuno di questi sistemi in modo tale da garantirne efficienza energetica e affidabilità. Il suo sistema di refrigerazione incorpora compressori di grado industriale; la camera a vuoto è realizzata in acciaio inossidabile per resistere alla corrosione; il sistema di riscaldamento utilizza olio siliconico o coperte elettriche per assicurare una distribuzione uniforme del calore; infine, il sistema di controllo integra controller logici programmabili (PLC) per gestire automaticamente i cicli di funzionamento.

2. Dimensionamento e Progettazione la camera a vuoto

Un liofilizzatore è costituito da una camera a vuoto. Deve essere in grado di resistere alla pressione atmosferica esterna (14,7 psi) e presentare un vuoto spinto all’interno. -5 m ²superficie degli scaffali), la camera è realizzata in acciaio inossidabile saldato, a forma di cilindro, con sportello incernierato e vetro di osservazione. Nei liofilizzatori industriali per alimenti e prodotti farmaceutici (30 -200+ m ²superficie degli scaffali), il recipiente a pressione è un serbatoio rettangolare o cilindrico dotato di più scaffali, di un portello di carico e di una camera condensatrice indipendente. Tutte le superfici a contatto con i prodotti presso Jiangsu Bolaike sono realizzate in acciaio inossidabile di qualità alimentare 304 o 316. La progettazione della camera deve inoltre garantire una distribuzione uniforme della temperatura sugli scaffali, la pulizia (sistemi CIP nei modelli farmaceutici) e un numero ridotto di ponti termici che consumano energia.

3. Produzione del Scaffale sistema di condensazione

I vassoi per i prodotti sono riposti su scaffali e scambiano calore durante il ciclo di essiccazione. Nei liofilizzatori industriali, gli scaffali sono costituiti da piastre cave all’interno delle quali circola un fluido termovettore (olio al silicone). Il sistema di scaffali deve essere il più piano possibile per garantire un processo di essiccazione uniforme su tutti i vassoi. Il condensatore è costituito da una serie di serpentine (solitamente in acciaio inossidabile) che congelano il vapore acqueo estratto dalla camera. Per assicurare la completa cattura dell’umidità, il condensatore deve raggiungere temperature di -40 °C -50°C o anche inferiori. Il processo produttivo di Jiangsu Bolaike prevede lavorazioni meccaniche di precisione, in modo che gli scaffali presentino una planarità entro 0,5 mm. I nostri condensatori sono progettati in modo da poter essere sbrinati agevolmente tra un ciclo e l’altro, riducendo i tempi di fermo. Nei modelli destinati al settore farmaceutico, integriamo ugelli per la pulizia in posto (CIP) nella camera e nel condensatore.

4. Qualità Controllo, Prove e certificazione

Il liofilizzatore non è semplicemente una questione di assemblaggio di componenti, ma riguarda soprattutto le prestazioni e la sicurezza. Tutte le macchine vengono sottoposte a rigorosi test prima di lasciare lo stabilimento. Anche il sistema a vuoto viene verificato per garantire l’assenza di perdite (mantenendo il vuoto per almeno 24 ore). Il refrigeratore viene controllato per quanto riguarda la velocità di raffreddamento e la temperatura finale. Il sistema di riscaldamento viene testato per verificare la uniformità di temperatura su tutti i ripiani (di solito entro ±1 ^o °C). Infine, viene eseguito un intero ciclo di liofilizzazione con acqua o un prodotto surrogato per verificare la durata del ciclo e il contenuto finale di umidità. Lo stabilimento da 12.000 m ²² di Jiangsu Bolaike opera secondo il sistema di gestione della qualità ISO 9001 e le nostre macchine sono certificate CE per l’esportazione in Europa, Asia e Americhe. I nostri ingegneri detengono oltre 56 brevetti nazionali e migliorano costantemente ogni componente, inclusi pompe a vuoto più efficienti e software di controllo più intelligente.

Conclusione

La liofilizzazione professionale prevede l'uso di sistemi di refrigerazione, vuoto, riscaldamento e controllo progettati con precisione. La camera a vuoto deve resistere alla pressione atmosferica; i ripiani devono essere perfettamente piani al 100%; i condensatori devono raggiungere temperature di -40 ^o °C o inferiori e tutte le unità devono essere sottoposte a test per garantire l’assenza di perdite o difetti prestazionali. Jiangsu Bolaike vanta oltre 20 anni di esperienza nella produzione di liofilizzatori per uso domestico, laboratoristico, farmaceutico e alimentare, con una superficie produttiva di 12.000 m ²². Contattateci subito per informazioni sulle vostre esigenze di liofilizzazione o per prenotare una visita in fabbrica a Changzhou, Cina.