Tecnologia de liofilização

A tecnologia de liofilização, um dos métodos para evitar que o material se deteriore e se deteriore, é congelar a substância que contém muita umidade com antecedência e, em seguida, sublimar a água sólida diretamente sob a condição de vácuo, e a própria substância permanece na plataforma de gelo durante o congelamento, para que não mude após a secagem. A água sólida absorve calor durante a sublimação, fazendo com que a temperatura do próprio produto caia e diminuindo a velocidade de sublimação. Para aumentar a velocidade de sublimação e encurtar o tempo de secagem, o produto deve ser aquecido adequadamente. Toda a secagem é realizada a uma temperatura mais baixa.

Vantagens A, a liofilização é realizada a baixa temperatura, por isso é particularmente adequada para muitas substâncias sensíveis ao calor. Como proteínas, microrganismos e similares não desnaturam ou perdem vitalidade biológica. Portanto, é amplamente utilizado na medicina. 2. Ao secar a baixa temperatura, alguns componentes voláteis da substância se perdem muito pouco, o que é adequado para alguns produtos químicos, medicamentos e secagem de alimentos. 3. Durante o processo de liofilização, o crescimento de microrganismos e o papel das enzimas não podem ser realizados, portanto, as propriedades originais podem ser mantidas. 4. Devido à secagem no estado congelado, o volume fica quase inalterado, a estrutura original é mantida e o fenômeno da concentração não ocorrerá. 5. A substância seca se dissolve rápida e completamente após a adição de água e quase imediatamente retorna às propriedades originais. 6. Como a secagem é realizada sob vácuo, há muito pouco oxigênio, portanto, algumas substâncias facilmente oxidadas são protegidas. 7. A secagem pode eliminar mais de 95-99% da água, de modo que o produto pode ser armazenado por um longo tempo sem deterioração após a secagem. Portanto, a liofilização é amplamente utilizada na indústria farmacêutica, indústria de alimentos, pesquisa científica e outros setores. A aplicação A liofilização de produtos deve ser realizada em um determinado dispositivo. Este dispositivo é chamado de liofilizador a vácuo, conhecido como liofilizador. O liofilizador é dividido em quatro partes principais: sistema de refrigeração, sistema de vácuo, sistema de aquecimento e sistema de controle. De acordo com a estrutura, consiste em uma caixa liofilizada ou uma caixa de secagem, um condensador ou um condensador de vapor de água, um freezer, uma bomba de vácuo e válvulas e componentes de controle elétrico. A caixa liofilizada é uma caixa de alta e baixa temperatura que pode ser resfriada a cerca de -40 ° C e aquecida a cerca de + 50 ° C. É também um recipiente fechado que pode ser bombeado para o vácuo. É a parte principal do liofilizador. Os produtos que precisam ser liofilizados são colocados na camada de placa de metal em camadas na caixa, congelados e aquecidos sob vácuo para sublimar e secar a água no produto. O condensador também é um recipiente selado a vácuo. Há uma grande superfície de adsorção de metal dentro dela. A temperatura da superfície de adsorção pode ser reduzida para -40 ° C, e essa baixa temperatura pode ser mantida constantemente. A função do condensador é congelar o vapor de água sublimado pelos produtos na caixa liofilizada e adsorvê-lo na superfície de metal. O liofilizador, condensador, tubo de vácuo e válvula, junto com a bomba de vácuo, formam o sistema de vácuo do liofilizador. O sistema de vácuo não requer vazamento de ar. A bomba de vácuo é uma parte importante do sistema de vácuo para estabelecer um vácuo. O sistema de vácuo é essencial para a rápida sublimação e secagem do produto. O sistema de refrigeração consiste em um freezer, uma caixa liofilizada e tubos dentro do condensador. O freezer pode ser dois conjuntos independentes um do outro, ou um conjunto pode ser usado em conjunto. A função do freezer é refrigerar a caixa liofilizada e o condensador para gerar e manter a baixa temperatura necessária para sua operação. Possui dois métodos: refrigeração direta e refrigeração indireta. O sistema de aquecimento possui diferentes métodos de aquecimento para diferentes secadores liofilizados. Alguns usam o método de aquecimento elétrico direto; alguns usam meio intermediário para aquecimento e uma bomba circula o meio intermediário continuamente. A função do sistema de aquecimento é aquecer o produto na caixa liofilizada para que a umidade do produto seja continuamente sublimada e atenda aos requisitos de umidade residual especificados. O sistema de controle consiste em vários interruptores de controle, instrumentos de ajuste de indicadores (ver Figura 1) e alguns dispositivos automáticos, etc. Pode ser relativamente simples ou muito complexo. Geralmente, máquinas de liofilização com maior grau de automação têm sistemas de controle mais complexos. A função do sistema de controle é controlar manual ou automaticamente a máquina de liofilização, manipular o funcionamento normal da máquina e liofilizar os produtos necessários. O procedimento de liofilização é o seguinte: antes da liofilização, os produtos que precisam ser liofilizados são divididos em recipientes adequados, geralmente garrafas de vidro ou ampolas, a quantidade de enchimento deve ser uniforme e a superfície de evaporação deve ser o mais grande e fina possível; em seguida, coloque-os em uma placa de metal adequada ao tamanho da caixa liofilizada. Antes da embalagem, a caixa liofilizada é resfriada vazia e, em seguida, o produto é colocado na caixa liofilizada para pré-congelamento. Antes de aspirar, o condensador deve funcionar com antecedência de acordo com a velocidade de resfriamento do freezer do condensador. Ao aspirar, o condensador deve atingir uma temperatura de cerca de -40 ° C. Depois que o grau de vácuo atinge um certo valor (geralmente deve atingir um grau de vácuo acima de 100uHg), o produto na caixa pode ser aquecido. Geralmente, o aquecimento é realizado em duas etapas. A primeira etapa do aquecimento não faz com que a temperatura do produto exceda a temperatura do ponto de co-fusão. Depois que a umidade no produto estiver basicamente seca, a segunda etapa do aquecimento é realizada. Neste momento, o produto pode ser rapidamente elevado à temperatura máxima especificada. A liofilização pode ser concluída após a manutenção da temperatura máxima por várias horas. Está relacionado com a quantidade do produto em cada garrafa, a quantidade total, a forma e especificação do recipiente de vidro, o tipo de produto, a curva de liofilização e o desempenho da máquina. Após a liofilização, o ar seco e estéril deve ser colocado no forno de secagem e, em seguida, tampe e sele o mais rápido possível para evitar a reabsorção de umidade no ar. No processo de liofilização, a temperatura do produto e da camada da placa, a temperatura do condensador e o grau de vácuo são comparados com o tempo para desenhar uma curva, que é chamada de curva de liofilização. Geralmente, a temperatura é a ordenada e o tempo é a abscissa. Diferentes produtos de liofilização por liofilização usam diferentes curvas de liofilização. Quando um mesmo produto usa curvas de liofilização diferentes, a qualidade do produto também é diferente, e a curva de liofilização também está relacionada ao desempenho do liofilizador. Portanto, produtos diferentes e liofilizadores diferentes aplicam curvas de liofilização diferentes.