Tecnología de liofilización

La tecnología de liofilización, uno de los métodos para evitar que el material se estropee y se deteriore, es congelar la sustancia que contiene mucha humedad de antemano, y luego sublimar el agua sólida directamente bajo la condición de vacío, y la sustancia en sí permanece en la plataforma de hielo cuando se congela, por lo que no cambia después del secado. El agua sólida absorbe calor durante la sublimación, lo que hace que baje la temperatura del propio producto y ralentice la velocidad de sublimación. Para aumentar la velocidad de sublimación y acortar el tiempo de secado, el producto debe calentarse adecuadamente. Todo el secado se realiza a menor temperatura.

Ventajas A, el liofilizado se realiza a baja temperatura, por lo que es especialmente adecuado para muchas sustancias sensibles al calor. Como proteínas, microorganismos y similares no se desnaturalizarán ni perderán vitalidad biológica. Por tanto, es muy utilizado en medicina. 2. Al secar a baja temperatura, algunos componentes volátiles de la sustancia se pierden muy poco, lo que es adecuado para algunos productos químicos, medicamentos y secado de alimentos. 3. Durante el proceso de liofilización, no se puede llevar a cabo el crecimiento de microorganismos y el papel de enzimas, por lo que se pueden mantener las propiedades originales. 4. Debido al secado en estado congelado, el volumen se mantiene casi sin cambios, la estructura original y no se producirá el fenómeno de concentración. 5. La sustancia seca se disuelve rápida y completamente después de agregar agua, y vuelve casi inmediatamente a las propiedades originales. 6. Dado que el secado se realiza al vacío, hay muy poco oxígeno, por lo que se protegen algunas sustancias fácilmente oxidables. 7. El secado puede eliminar más del 95-99% del agua, por lo que el producto se puede almacenar durante mucho tiempo sin que se deteriore después del secado. Por lo tanto, el liofilizado se utiliza ampliamente en la industria farmacéutica, la industria alimentaria, la investigación científica y otros sectores. Aplicación El liofilizado de productos debe realizarse en un dispositivo determinado. Este dispositivo se llama secador de hielo al vacío, conocido como liofilizante. El liofilizador se divide en cuatro partes principales: sistema de refrigeración, sistema de vacío, sistema de calefacción y sistema de control. Según la estructura, consta de una caja liofilizada o una caja de secado, un condensador o un condensador de vapor de agua, un congelador, una bomba de vacío y válvulas, y componentes de control eléctrico. La caja liofilizada es una caja de alta y baja temperatura que se puede enfriar a unos -40 ° C y calentar a unos + 50 ° C. También es un recipiente cerrado que se puede bombear al vacío. Es la parte principal del liofilizante. Los productos que deben liofilizarse se colocan en la capa de placa de metal en capas de la caja, se congelan y se calientan al vacío para sublimar y secar el agua del producto. El condensador también es un recipiente sellado al vacío. Hay una gran superficie de adsorción de metales en su interior. La temperatura de la superficie de adsorción se puede reducir a -40 ° C, y esta baja temperatura se puede mantener constantemente. La función del condensador es congelar el vapor de agua sublimado por los productos de la caja liofilizada y adsorberlo en la superficie metálica. El liofilizador, el condensador, la tubería de vacío y la válvula, juntos con la bomba de vacío, forman el sistema de vacío del liofilizador. El sistema de vacío no requiere fugas de aire. La bomba de vacío es una parte importante del sistema de vacío para establecer un vacío. El sistema de vacío es esencial para la rápida sublimación y secado del producto. El sistema de refrigeración consta de un congelador, una caja liofilizada y tuberías dentro del condensador. El congelador puede ser de dos juegos independientes entre sí, o se puede utilizar un conjunto juntos. La función del congelador es refrigerar la caja liofilizada y el condensador para generar y mantener la baja temperatura necesaria para su funcionamiento. Tiene dos métodos: refrigeración directa y refrigeración indirecta. El sistema de calefacción tiene diferentes métodos de calentamiento para diferentes secadores liofilizados. Algunos utilizan el método de calentamiento eléctrico directo; algunos utilizan el medio intermedio para calentar, y una bomba hace circular el medio intermedio de forma continua. La función del sistema de calentamiento es calentar el producto en la caja liofilizada para que la humedad del producto se sublime continuamente y cumpla con los requisitos de humedad residual especificados. El sistema de control consta de varios interruptores de control, instrumentos de ajuste de indicadores (ver Figura 1) y algunos dispositivos automáticos, etc. Puede ser relativamente simple o muy complejo. Generalmente, las máquinas de liofilización con un mayor grado de automatización tienen sistemas de control más complejos. La función del sistema de control es controlar manual o automáticamente la máquina de liofilización, manipular el funcionamiento normal de la máquina y liofilizar los productos requeridos. El procedimiento de liofilización es el siguiente: antes de la liofilización, los productos que deben liofilizarse se dividen en recipientes adecuados, generalmente botellas de vidrio o ampollas, la cantidad de llenado debe ser uniforme y la superficie de evaporación debe ser lo más grande y delgada posible; luego colóquelos en una placa de metal que sea adecuada para el tamaño de la caja liofilizada. Antes de empacar, la caja liofilizada se enfría vacía y luego el producto se coloca en la caja liofilizada para su precongelación. Antes de aspirar, el condensador debe funcionar con anticipación de acuerdo con la velocidad de enfriamiento del congelador del condensador. Al aspirar, el condensador debe alcanzar una temperatura de aproximadamente -40 ° C. Después de que el grado de vacío alcanza un cierto valor (generalmente debe alcanzar un grado de vacío superior a 100uHg), el producto de la caja se puede calentar. Generalmente, el calentamiento se realiza en dos pasos. El primer paso de calentamiento no hace que la temperatura del producto supere la temperatura del punto de co-fusión. Después de que la humedad del producto esté básicamente seca, se lleva a cabo el segundo paso de calentamiento. En este momento, el producto se puede elevar rápidamente a la temperatura máxima especificada. La liofilización se puede completar después de mantener la temperatura máxima durante varias horas. Está relacionado con la cantidad del producto en cada botella, la cantidad total, la forma y especificación del recipiente de vidrio, el tipo de producto, la curva de liofilización y el rendimiento de la máquina. Después de la liofilización, se debe poner aire seco y estéril en el horno de secado, y luego tapar y sellar lo antes posible para evitar la reabsorción de humedad en el aire. En el proceso de liofilización, se comparan la temperatura del producto y la capa de la placa, la temperatura del condensador y el grado de vacío con el tiempo para dibujar una curva, que se llama curva de liofilización. Generalmente, la temperatura es la ordenada y el tiempo es la abscisa. Los diferentes productos de liofilización utilizan diferentes curvas de liofilización. Cuando el mismo producto utiliza diferentes curvas de liofilización, la calidad del producto también es diferente, y la curva de liofilización también está relacionada con el rendimiento del liofilizante. Por lo tanto, diferentes productos y diferentes liofilizantes aplican diferentes curvas de liofilización.