Como Fazer uma Máquina de Liofilização

A liofilização (secagem por congelamento) é uma prática industrial elaborada que elimina a umidade e preserva a estrutura, a cor e os nutrientes do produto. Embora pequenos equipamentos caseiros de liofilização possam ser construídos como equipamentos educacionais, as máquinas comerciais são projetadas com precisão, possuem um sistema de refrigeração robusto e são rigorosamente monitoradas quanto à qualidade. Produzimos equipamentos de liofilização (desde eletrodomésticos domésticos até linhas de produção em larga escala para alimentos e produtos farmacêuticos) há mais de 20 anos na Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. A seguir, apresenta-se uma descrição da construção de liofilizadores profissionais.

1. Os Componentes Principais de um Liofilizador

Existem quatro sistemas básicos em cada liofilizador, independentemente do seu tamanho. O sistema de refrigeração congela o produto e condensa o vapor d'água nas serpentinas do condensador. A câmara de vácuo elimina a pressão, permitindo que o gelo se sublima diretamente para vapor. O sistema de aquecimento fornece calor controlado, suave o suficiente para impulsionar a sublimação sem derreter o produto. Por fim, a temperatura e a pressão são monitoradas pelo sistema de controle. Os engenheiros da Jiangsu Bolaike projetam cada um desses sistemas de modo a garantir alta eficiência energética e confiabilidade. Seu sistema de refrigeração incorpora compressores de grau industrial; a câmara de vácuo é fabricada em aço inoxidável para resistir à corrosão; o sistema de aquecimento utiliza óleo de silicone ou coberturas elétricas para assegurar uma distribuição uniforme de calor; e o sistema de controle incorpora controladores lógicos programáveis (CLPs) para gerenciar automaticamente os ciclos do sistema.

2. Dimensionamento e Projetando a Câmara de Vácuo

Um liofilizador consiste em uma câmara de vácuo. Ele deve ser capaz de resistir à pressão atmosférica externa (14,7 psi) e apresentar um vácuo quase completo no interior. Em liofilizadores de pequeno porte para laboratório e uso doméstico (0,5 -5 m ²área de prateleiras), a câmara é fabricada em aço inoxidável soldado, na forma de um cilindro com porta articulada e janela de observação. Em liofilizadores industriais para alimentos e produtos farmacêuticos (30 -200+ m ²área de prateleiras), o recipiente sob pressão é um tanque pressurizado retangular ou cilíndrico, com várias prateleiras, uma porta de carga e uma câmara condensadora independente. Todas as superfícies dos produtos da Jiangsu Bolaike entram em contato com aço inoxidável grau alimentício 304 ou 316. O projeto da câmara também deve garantir temperaturas uniformes nas prateleiras, facilidade de limpeza (sistemas CIP nos modelos farmacêuticos) e reduzida presença de pontes térmicas que consumam energia.

3. Fabricação do Prateleira e dos Sistemas Condensadores

As bandejas do produto são armazenadas em prateleiras e submetidas à troca térmica durante o ciclo de secagem. Em liofilizadores industriais, as prateleiras consistem em placas ocas com circulação de um fluido de transferência de calor (óleo de silicone). O sistema de prateleiras deve ser o mais plano possível, a fim de garantir um processo de secagem uniforme em todas as bandejas. O condensador é constituído por uma série de serpentinas (geralmente em aço inoxidável), que congelam o vapor de água extraído da câmara. Para assegurar que toda a umidade seja capturada, o condensador deve atingir temperaturas de -40 °C -50°C ou ainda menores. O processo de fabricação da Jiangsu Bolaike envolve usinagem de precisão, de modo que as prateleiras possam apresentar planicidade dentro de 0,5 mm. Nossos condensadores são construídos de forma a permitir descongelamento rápido entre os ciclos, reduzindo os tempos de inatividade. No caso dos modelos farmacêuticos, incorporamos bicos de CIP (limpeza in loco) na câmara e no condensador.

4. Qualidade Controle, Testes e Certificação

Congelar e secar não é meramente uma questão de reunir componentes, mas sim de desempenho e segurança. Todas as máquinas são rigorosamente testadas antes de saírem da fábrica. O sistema de vácuo também é verificado quanto à ausência de vazamentos (vácuo mantido por pelo menos 24 horas). O refrigerador é testado quanto à taxa de resfriamento e à temperatura final. O sistema de aquecimento é avaliado quanto à uniformidade de temperatura em todas as prateleiras (normalmente dentro de ±1 ^o °C). Por fim, é realizado um ciclo completo de liofilização com água ou um produto simulado para verificar o tempo de ciclo e o teor final de umidade. A fábrica de 12.000 m ²² da Jiangsu Bolaike opera sob o sistema de gestão da qualidade ISO 9001, e nossas máquinas possuem certificação CE para exportação à Europa, Ásia e América. Nossos engenheiros detêm mais de 56 patentes nacionais e aprimoram constantemente cada componente, incluindo bombas de vácuo mais eficientes e softwares de controle mais inteligentes.

Conclusão

A liofilização profissional envolve sistemas de refrigeração, vácuo, aquecimento e controle projetados com precisão. A câmara de vácuo deve resistir à pressão atmosférica; as prateleiras devem ser 100 % planas; os condensadores devem operar a -40 °C ou abaixo, e todas as unidades devem ser testadas para garantir que não apresentem vazamentos ou defeitos de desempenho. ^o A Jiangsu Bolaike possui mais de 20 anos de experiência na produção de liofilizadores domésticos, de laboratório, farmacêuticos e alimentares, com uma área fabril de 12.000 m². ²Entre em contato conosco agora para obter informações sobre suas necessidades de liofilização ou agendar uma visita à fábrica em Changzhou, China.