Como Construir uma Máquina de Liofilização

O projeto de um liofilizador é um projeto de engenharia complexo. Projetos caseiros de pequeno porte podem ser realizados; no entanto, liofilizadores de grau comercial devem ser refrigerados com extrema precisão, possuir sistemas de vácuo e controle de alta qualidade para produzir resultados reprodutíveis. Na Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd., desenvolvemos e fabricamos equipamentos de liofilização há mais de 20 anos ,desde eletrodomésticos até grandes linhas de produção alimentar e farmacêutica. A seguir, apresenta-se uma descrição da construção de liofilizadores profissionais.

1. Projeto da Câmara de Vácuo e do Condensador

O núcleo de qualquer liofilizador é a câmara de vácuo. Ela deve resistir à pressão atmosférica externa (14,7 psi), mas, ao mesmo tempo, manter um interior próximo ao vácuo. No caso de liofilizadores de laboratório e domésticos de pequeno porte (0,5 a 5 m ²de área útil nas prateleiras), a câmara é normalmente um cilindro soldado em aço inoxidável, com porta articulada e janela de observação. Em liofilizadores industriais para alimentos e produtos farmacêuticos (30 -200+ m ²área de prateleiras), o vaso de pressão é uma câmara cilíndrica ou retangular, com várias prateleiras, porta de carga e uma segunda câmara de condensação. O condensador é composto por uma série de serpentinas frias (em aço inoxidável) que congelam o vapor de água extraído da câmara. Todas as superfícies de contato com o produto na Jiangsu Bolaike são fabricadas em aço inoxidável grau alimentício 304 ou 316. Também são incorporados na câmara orifícios para sensores de vácuo, sondas de temperatura e passagens elétricas.

2. Montagem do Refrigeração e Sistemas de Aquecimento

O sistema de refrigeração desempenha duas tarefas importantes: o congelamento do produto e o resfriamento das serpentinas do condensador. Os compressores utilizados na indústria (geralmente de dois estágios ou em cascata) devem ser capazes de atingir -40 °C a -50 °C com produtos alimentícios e -85 °C com uso farmacêutico. O sistema de aquecimento fornece calor suave e regulado nos ciclos de secagem. Em liofilizadores industriais, as prateleiras são placas ocas preenchidas com um fluido de transferência de calor (óleo de silicone). Isso é feito por meio de um aquecedor elétrico que aquece o fluido e uma bomba que o circula pelas prateleiras. O sistema de prateleiras deve ser o mais plano possível (menos de 0,5 mm) para garantir a mesma secagem em todas as bandejas. Para produzir esse grau de planicidade, a Jiangsu Bolaike emprega usinagem de precisão e soldagem robótica em seu processo de fabricação.

3. Integração o Sistema a Vácuo e Eletrônica de Controle

O sistema a vácuo remove o ar e os gases não -gases condensáveis na câmara, permitindo a sublimação. Uma bomba de palhetas rotativas de duas etapas é adequada para pequenos liofilizadores (alcançando <10 Pa). Para reduzir os tempos de ciclo, em grandes sistemas industriais emprega-se uma combinação de bombas de pré-vácuo com bombas de alto vácuo (sopradores Roots). O cérebro do liofilizador é o sistema de controle. Controladores lógicos programáveis (CLPs) verificam a pressão nas câmaras, a temperatura nas prateleiras, a temperatura dos produtos e a temperatura dos condensadores. A receita de liofilização (congelamento, secagem primária (sublimação) e secagem secundária (dessorção)) é executada automaticamente por eles. Os sistemas de controle utilizados pela Jiangsu Bolaike possuem interfaces de tela sensível ao toque, registro de dados e capacidade de monitoramento remoto. A porta possui dispositivos de segurança intertravados para impedir sua abertura quando a câmara estiver sob vácuo.

4. Qualidade Controle, Testes e Certificação

A construção real de um liofilizador não é concluída apenas com a montagem; todas as máquinas devem ser adequadamente testadas. O sistema de vácuo é verificado quanto a vazamentos (mantendo-se o vácuo por 24 horas ou mais sem aumento superior a 5 Pa). O sistema de refrigeração é avaliado quanto à taxa de resfriamento e à temperatura final (por exemplo, -50 °C em 60 minutos com o condensador). O sistema de aquecimento é verificado para garantir a uniformidade em todas as prateleiras (normalmente dentro de uma faixa de ±1°C ). Por fim, realiza-se um ciclo completo de congelamento seguido de secagem com água ou um substituto do produto, a fim de verificar o tempo de ciclo e o teor final de umidade. A fábrica de 12.000 m ²da Jiangsu Bolaike opera sob o sistema de gestão da qualidade ISO 9001, e nossas máquinas também possuem certificação CE para exportação para a Europa, Ásia e América. Nossa equipe de engenharia detém mais de 56 patentes nacionais e está constantemente aprimorando todos os componentes, incluindo bombas de vácuo mais eficientes e sistemas de descongelamento mais inteligentes.

Conclusão

A construção de um liofilizador profissional exige precisão na engenharia da câmara de vácuo, do sistema de refrigeração e aquecimento, das bombas de vácuo e da eletrônica de controle. A entrega de cada máquina está sujeita a testes de vazamento, refrigeração, aquecimento e ciclo. A Jiangsu Bolaike é fabricante de liofilizadores domésticos, de laboratório, farmacêuticos e alimentares, com mais de 20 anos de experiência, certificações ISO 9001 e CE, além de mais de 56 patentes nacionais. Liofilização ou visita à fábrica em Changzhou, China. Entre em contato conosco ainda hoje para discutir suas necessidades de liofilização ou agendar uma visita à fábrica.