Como Funciona a Liofilização?

Um dos métodos de conservação mais avançados é a liofilização, também denominada secagem por congelação. A liofilização, ao contrário do método convencional de secagem, que envolve o uso de calor para evaporar a água, primeiramente congela o produto e, em seguida, sublima o gelo, ou seja, transforma diretamente a água congelada em vapor, sem passar pelo estado líquido. Esse tratamento suave preserva a estrutura original, a cor, o valor nutricional e o sabor do produto, sem necessidade de refrigeração, por anos a fio. Na Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd, desenvolvemos equipamentos de liofilização há mais de 20 anos. A seguir, apresenta-se uma descrição passo a passo do funcionamento da liofilização.

1. Etapa de Congelamento: Transformação da Umidade em Gelo Sólido

A congelação é a etapa inicial do processo de liofilização. O sistema de refrigeração resfria o produto reduzindo rapidamente a temperatura da câmara de vácuo a um valor inferior à temperatura eutética do produto, normalmente até uma temperatura de -40 ^o C ou inferior. Toda a umidade do produto estará em forma de cristais de gelo sólidos a essa temperatura. A velocidade e a uniformidade da congelação são importantes. A congelação lenta forma cristais de gelo grandes, que podem destruir as paredes celulares, deixando uma textura irregular e esponjosa. A congelação rápida e uniforme gera cristais de gelo pequenos que preservam a estrutura celular original dos produtos. Os liofilizadores da Jiangsu Bolaike possuem a vantagem de contar com sistemas de refrigeração de alta qualidade, permitindo uma uniformidade na congelação em todas as prateleiras, o que garante resultados de alta qualidade em cada lote. A duração desta etapa é normalmente de 1 -4 horas, dependendo do teor de água do produto e do tamanho do lote.

2. Secagem Primária (Sublimação): Remoção do Gelo sob Vácuo

Quando o produto está completamente congelado, a bomba de vácuo é ligada e a pressão é reduzida quase até o vácuo (próximo de 100 Pa). Em seguida, as prateleiras são aquecidas. A água congelada (gelo) sofre sublimação nessas condições de baixa pressão, ou seja, transforma-se diretamente em vapor de água, sem derreter. O sistema de vácuo extrai o vapor da câmara e o condensa nas serpentinas do condensador frio (ainda mais frio que o produto, normalmente entre -50 ^o C e -85 ^o C). A maior parte da umidade, geralmente 90–95% do teor total de água, é removida nesta etapa de secagem primária. O produto não encolhe, não endurece nem perde sua estrutura, pois não há água líquida presente. A temperatura e a pressão dos sistemas da Jiangsu Bolaike são rigorosamente controladas para obter a melhor velocidade de sublimação sem derreter o produto. A secagem primária é o processo mais demorado, podendo levar até 12 -- 24 horas.

3. Secundária Secagem (Desorção): Remoção da Água Ligada

Após a secagem inicial, o produto final ainda contém um número de moléculas de água ligadas que não se transformaram em gelo. Essas moléculas são retidas pela atração exercida pelos sólidos do produto sobre elas. ^o C ^o A secagem secundária aumenta a temperatura da prateleira (geralmente +20 °C) e mantém o vácuo. Essa energia adicional rompe as ligações nas moléculas, permitindo que o restante da água seja evaporado (dessorvido) do produto. O processo de secagem secundária reduz ao mínimo a umidade residual global para 1–4%, conforme o produto. É esse teor ultra baixo de umidade que confere aos produtos liofilizados uma vida útil impressionante de 20 a 30 anos, sem necessidade de conservantes. A duração normal da secagem na etapa secundária é de 4 a 8 horas. -Os controladores lógicos programáveis (CLPs) da Jiangsu Bolaike possuem uma comutação automática da secagem primária para a secundária, com base nos indicadores de temperatura e pressão do produto, garantindo assim a mesma produção sem intervenção do operador.

4. O Condensador e Sistemas de Vácuo: Suporte à Sublimação

A liofilização é possível com a ajuda de dois sistemas de suporte. O condensador, um conjunto de serpentinas frias dentro de uma câmara secundária, também é operado pelo sistema de refrigeração. A temperatura no condensador é mantida em até -40 ^o C e -85 ^o C ainda mais baixa do que a do produto. Quando o vapor de água sai da câmara do produto, ele se transforma imediatamente em gelo nos tubos do condensador. O condensador impede que o vapor de água atinja a bomba de vácuo e a danifique. O sistema de vácuo (bomba de pré-vácuo e/ou bomba de alto vácuo) é utilizado para remover os gases não condensáveis (ar, nitrogênio) da câmara, mantendo assim a baixa pressão necessária à sublimação. Ao finalizar o ciclo, o gelo é derretido e o condensador é aquecido para drenar a água resultante. A Jiangsu Bolaike desenvolve sistemas de vácuo e condensadores energeticamente eficientes que reduzem o tempo de ciclo e o consumo de eletricidade. Além disso, introduzimos o descongelamento por gás quente em nossos liofilizadores industriais para permitir uma recuperação mais rápida do condensador entre lotes.

Conclusão

A liofilização ocorre em três etapas: congelação (transformação da umidade em gelo), secagem primária (sublimação do gelo sob vácuo) e secagem secundária (remoção da água ligada). O vapor de água é retido pelo condensador, e a baixa pressão é garantida pelo sistema de vácuo. Este procedimento natural e não invasivo preserva cor, nutrientes e sabor por décadas, sem necessidade de refrigeração. A Jiangsu Bolaike possui mais de 20 anos de experiência, é certificada ISO 9001 e CE, detém mais de 56 patentes nacionais e fabrica liofilizadores para os setores doméstico, laboratorial, farmacêutico e alimentício. Entre em contato conosco para saber mais ou agendar uma visita à fábrica em Changzhou, China.