Máquina de secagem por congelamento

Tipos de máquinas de liofilização

Uma máquina de liofilização é um equipamento para liofilizar substâncias ou materiais. Diferentes tipos de máquinas de liofilização estão disponíveis com base no projeto, tecnologia utilizada e escala de operação.

• Liofilizadores de Colector

  Uma solução ideal de liofilização para pequenos lotes de produtos alimentares. O colector desta máquina acomoda os recipientes com o material e aplica vácuo à câmara. Possui também uma placa paralela, chamada condensador, que arrefece o material até que este esteja congelado. A máquina também pode ser utilizada para biologia, medicina e farmacologia, entre outras áreas.

• Liofilizadores de Prateleira

  Tal como os liofilizadores de colector, esta máquina funciona sob o mesmo princípio, mas é mais adequada para lotes maiores. As bandejas na câmara de desidratação permitem uma boa circulação de ar e que os materiais sejam espaçados de forma uniforme. Devido a isto, a congelação e a secagem ocorrem de forma uniforme.

• Liofilizadores Rotativos

  Esta máquina é o equipamento de liofilização mais comum, destinado a aplicações industriais. Utiliza um condensador rotativo que recolhe a humidade do material enquanto este é sujeito a vácuo. Uma unidade de refrigeração está incluída no liofilizador, que pode ser uma armadilha fria ou um refrigerador, responsável por congelar o vapor de água que é aspirado pela máquina para as serpentinas do condensador. Este tipo específico de secador pode ser classificado ainda em liofilizadores de lote e contínuos.

  Note-se que os liofilizadores de lote funcionam criando vácuo na câmara e aquecendo o produto para que ocorra a fase de sublimação. Por outro lado, os liofilizadores contínuos utilizam correias ou bandejas móveis para secar o produto de forma contínua, o que o torna ideal para a produção em grande escala.

• Liofilizadores de Colheita

  Equipada com um condensador de tambor rotativo, esta máquina é perfeita para grandes taxas de produção e é uma excelente opção para quem procura uma máquina de liofilização de alimentos. Pode ser utilizada para a produção de cereais, legumes, café, frutas e especiarias, entre outros produtos alimentares. O tambor móvel na máquina funciona para arrefecer e recolher humidade de grandes volumes de ar que são aspirados para o sistema.

• Liofilizadores de Bandeja

  Também conhecidos como liofilizadores de prateleira ou de gabinete. Esta máquina seca o material colocado em bandejas. O calor é aplicado ao material para induzir a sublimação. O vapor de água é então removido da câmara por uma bomba de vácuo.

Especificações e Manutenção de uma Máquina de Liofilização

As máquinas de liofilização têm diferentes especificações dependendo do seu modelo e marca. As especificações-chave incluem a capacidade da câmara, o meio de aquecimento, a temperatura do condensador, o nível de vácuo e o sistema de controlo.

• Capacidade da Câmara

  A capacidade da câmara de liofilização de uma máquina é o espaço disponível para acomodar produtos. A capacidade é normalmente indicada em litros. Varia de 2 litros para pequenos modelos de bancada a milhares de litros para máquinas industriais de grande escala. Uma câmara de grande capacidade acomodará mais produtos de uma só vez.

• Método de Aquecimento

  As máquinas de liofilização aquecem os produtos utilizando diferentes métodos. As máquinas podem ser fabricadas com aquecedores elétricos diretos, placas condutoras, aquecimento de radiofrequência (RF), vapor indireto ou jaquetas de aquecimento. Os métodos de aquecimento condutivo e de vapor indireto são normalmente utilizados em máquinas industriais de grande escala.

• Temp. do Condensador

  Uma máquina de liofilização tem um condensador que remove a humidade do produto a ser seco e a aprisiona como gelo. A temperatura do condensador determina como a máquina irá funcionar. A temperatura do condensador pode ir até -50°C e -85°C. Uma temperatura de condensador mais baixa leva a uma maior eficiência de secagem e tempos de secagem mais rápidos.

• Nível de Vácuo

  Uma máquina de liofilização consegue a secagem de produtos removendo humidade através da aplicação de vácuo. A máquina atinge diferentes etapas de secagem com base no nível de humidade usando pressão de vácuo medida em militorr. Algumas máquinas podem atingir um nível de vácuo de 0,5 militorr e ainda mais baixo.

• Sistema de Controlo

  As máquinas de liofilização modernas têm sistemas de controlo automatizados que monitorizam e controlam parâmetros como pressão, temperatura e tempo. O sistema de controlo num liofilizador pode ser digital ou analógico, e pode incluir uma interface de ecrã tátil, controlador lógico programável (PLC) e capacidades de registo de dados.

Manutenção

Mesmo os melhores liofilizadores irão falhar e avariar se não forem mantidos regularmente. Para manter uma máquina de liofilização, deve-se limpá-la, calibrá-la e fazer a manutenção da máquina de forma rotativa. O processo de limpeza começa com a remoção de quaisquer detritos ou resíduos da câmara de secagem da máquina usando uma escova macia ou um pano sem fiapos. Um aspirador de pó pode ser usado para remover material residual da serpentina do condensador e do ventilador. Para evitar perigos e acidentes, os operadores devem sempre ler as instruções do fabricante antes de iniciar qualquer processo de limpeza.

As máquinas de liofilização são peças complexas de equipamento com componentes importantes, como manómetros de pressão e temperatura e sensores. Estes componentes controlam diferentes parâmetros de funcionamento. Para precisão e precisão no funcionamento do liofilizador, todos os dispositivos de medição e controlo devem ser calibrados regularmente. A calibração garante que a máquina funciona de forma consistente e fiável.

Durante a rotina de manutenção, os operadores devem também fazer a manutenção da máquina de liofilização. Devem verificar as suas peças e componentes críticos para verificar se há sinais de desgaste ou rotura invulgares. O sistema de vedação, a bomba de vácuo, o elemento de aquecimento e o condensador são os componentes essenciais que devem ser mantidos regularmente.

Cenários de máquinas de liofilização

Geralmente, a indústria alimentar, a indústria farmacêutica, o campo de investigação científica em biologia e algumas outras áreas tecnológicas e de engenharia estão a aplicar máquinas de liofilização.

Na indústria alimentar, as máquinas de liofilização estão a ser utilizadas para fazer café instantâneo, chá, frutas, vegetais e outros produtos alimentares. Os produtos alimentares finais podem ser mantidos em alta qualidade durante períodos de conservação mais longos. Além disso, são utilizadas para manter a nutrição de produtos saudáveis e suplementos alimentares como proteínas ou ácidos gordos ómega-3. Também podem reduzir o peso de alguns produtos alimentares para facilitar o transporte.

As máquinas de liofilização são também utilizadas para secar vacinas, anticorpos, bactérias, enzimas, hormonas, material genético e outros medicamentos e reagentes médicos nas indústrias médica e farmacêutica. Quando estes compostos são liofilizados, tornam-se mais estáveis e a sua potência é mantida. As máquinas de liofilização também podem esterilizar equipamento e materiais médicos importantes, como instrumentos cirúrgicos, bandagens e escovas médicas para remoção de endotoxinas.

Na ciência biológica e nos estudos microbiológicos, as máquinas de liofilização são utilizadas para preservar amostras biológicas - culturas celulares, tecidos e microrganismos - durante longos períodos sem degradação significativa. São também utilizadas para preparar espécimes para microscopia desidratando amostras biológicas, tornando-as mais rígidas e mais fáceis de observar.

Em laboratório, as máquinas de liofilização são utilizadas para realizar experiências de liofilização para otimizar os protocolos de liofilização para várias substâncias. Também podem ser utilizadas quando se fazem estudos de estabilidade para avaliar a estabilidade e a degradação de diferentes compostos quando expostos a várias condições ambientais.

Como escolher uma máquina de liofilização

Ao selecionar uma máquina de liofilização adequada, é necessário considerar vários fatores.

• Bomba de vácuo

  Um liofilizador com maior capacidade de bombeamento tem um vácuo final mais alto, o que é essencial para secar amostras pesadas e também é mais produtivo. Selecione um secador cuja capacidade da bomba corresponda à quantidade de material a ser seco e à velocidade de secagem necessária.

• Controlo de temperatura

  Uma máquina de liofilização de alta qualidade é construída com um controlador de temperatura que pode ser usado. Selecione uma máquina de liofilização que seja construída com um controlo preciso da temperatura para que o utilizador possa selecionar a temperatura ideal para as amostras a serem secas.

• Tempo de secagem

  Com base no tempo disponível, é crucial também considerar o tempo de secagem. O processo de secagem varia dependendo do modelo da máquina, do tipo e volume da amostra, e das definições de temperatura e vácuo usadas durante o processo de secagem.

  Pode ser benéfico selecionar um secador com uma armadilha de condensado maior e uma bomba de vácuo mais eficiente se um tempo de secagem mais curto for essencial.

• Monitorização e registo de dados

  É útil escolher uma máquina de liofilização com uma função de monitorização e registo de dados se o utilizador precisar de acompanhar o processo de secagem e quiser analisar os dados mais tarde. Esta funcionalidade permite ao utilizador monitorizar parâmetros como a temperatura e o nível de vácuo durante o ciclo de secagem e registá-los para análise futura.

• Processo de limpeza

  Uma máquina de limpeza está disponível para uso em grande escala. Neste caso, pode querer considerar o processo de limpeza da câmara de secagem e do condensador. Os clientes frequentemente escolhem uma máquina que simplifica o processo de limpeza para que possam limitar a contaminação entre corridas de secagem.

Perguntas Frequentes sobre a máquina de liofilização

Q1: Quais são as substâncias que não são adequadas para usar um liofilizador?

A1: Os materiais que são inflamáveis, explosivos ou corrosivos, como ácidos e bases fortes, não são adequados para liofilizadores. As máquinas de liofilização não são projetadas para manusear tais materiais e fazê-lo pode danificar a máquina ou apresentar riscos de segurança.

Q2: Qual é a diferença entre um liofilizador e um liofilizador?

A2: As palavras liofilizador e liofilizador referem-se à mesma máquina. As máquinas de liofilização são normalmente usadas na indústria alimentar, enquanto os liofilizadores podem ser usados quando se discutem aplicações científicas e laboratoriais.

Q3: Quanto tempo demora o processo de liofilização?

A3: O tempo de liofilização depende de fatores como a forma e o tamanho do alimento a ser seco, o seu teor de água e as definições de pressão e temperatura do secador. Geralmente, o processo de secagem pode levar de algumas horas a vários dias.

Q4: Os alimentos secos ao ar podem ser liofilizados?

A4: Sim, é possível. Mas, nem todos os alimentos secos ao ar podem ser liofilizados. Os alimentos que se degradaram ou mudaram significativamente durante a secagem ao ar não se beneficiarão da liofilização. Além disso, é provável que seja mais caro liofilizar um alimento seco ao ar do que repetir o processo de secagem ao ar.