Factores que Afectam o Teor de Humidade em Produtos Liofilizados e Pontos-Chave de Controlo

Conhecimento técnico 2026-06-22 15:54:44
A liofilização, também conhecida por secagem por congelação a vácuo, consiste na sublimação da água sob vácuo após congelação a baixas temperaturas. Preserva a cor, a forma e os nutrientes dos materiais e permite uma reidratação rápida. É amplamente utilizada para a conservação de alimentos de elevada qualidade (fruta, legumes, café), produtos farmacêuticos (vacinas) e produtos biológicos.

I. Os principais fatores que afetam o teor de humidade nos produtos liofilizados são o desempenho do liofilizador, o tempo de controlo da secagem por dessorção e a temperatura da secagem por dessorção. Para produtos liofilizados, o teor de humidade deve ser ≤3%. Um elevado teor de humidade provoca a decomposição e a contração do produto. As principais razões para um elevado teor de humidade são:

1. Espessura excessiva da solução farmacêutica. A espessura da solução farmacêutica é geralmente de 10 a 15 mm e não deve exceder 15 mm. Se o volume de enchimento for grande, considere a utilização de um recipiente maior para reduzir a viscosidade da solução farmacêutica. Uma viscosidade excessiva da solução farmacêutica reduzirá a transferência de calor durante a secagem, dificultando a remoção da humidade e resultando num teor de humidade demasiado elevado no produto.

2. Reabsorção de humidade após secagem. Para as variedades que absorvem humidade, o tratamento inadequado pós-secagem pode provocar a reabsorção de humidade, aumentando o teor de humidade do produto. Se houver entrada de gás na câmara de liofilização durante a ventilação, o gás que entra no liofilizador necessita de ser esterilizado, filtrado e seco. A temperatura do produto ao sair da câmara também afeta o seu teor de humidade; assim, a temperatura do produto à saída da câmara deve ser 2 a 3 °C superior à temperatura da sala limpa para evitar a condensação de humidade no produto. Além disso, a humidade relativa da sala limpa deve ser rigorosamente controlada abaixo dos 50%.

II. Aspeto do produto: O aspeto dos produtos liofilizados está intimamente relacionado com a curva de liofilização utilizada!

A má aparência dos produtos liofilizados manifesta-se como encolhimento, cristalização e estruturas floculentas insaturadas. Os produtos com mau aspeto são rejeitados e descartados durante a inspeção, reduzindo significativamente a taxa de rendimento e aumentando os custos de produção. Os fatores que afetam a aparência do produto incluem:

1. O efeito da elevada ou baixa concentração da solução na superfície do produto durante o processo de secagem. Quando a concentração da solução é muito elevada: forma-se uma camada superficial densa durante a secagem. Esta camada superficial apresenta poros pequenos e baixa permeabilidade ao ar, dificultando a passagem da humidade. Isto faz com que a humidade suba ao longo da parede do frasco, levando à separação e ao encolhimento do produto. Além disso, em concentrações excessivamente elevadas, a solução tende a aglomerar-se durante a liofilização, resultando num aspeto irregular. Em concentrações excessivamente baixas, a resistência mecânica é baixa e a estrutura do produto fica relativamente frouxa ou até se transforma em pó após o enchimento e transporte, afetando o seu aspeto.

2. Espessura excessiva do produto. Geralmente, a espessura ideal é de 10 a 15 mm. A espessura excessiva é semelhante à situação com concentrações excessivamente elevadas, não só prolongando o tempo de secagem, mas também provocando colapso e aglomeração.

3.º Aumento e descida rápida da temperatura, provocando facilmente a separação do produto e secagem lenta. Taxa de pré-congelação: Uma descida de temperatura do produto de 10-15 °C por minuto é designada por congelação rápida; uma descida de 1 °C por minuto durante a liofilização num liofilizador Xinyu é designada por congelação lenta. Geralmente, para a secagem primária por sublimação: a temperatura do produto deve ser controlada a uma velocidade de 5-6 

Abaixo do ponto eutético, o aumento de temperatura deve ser lento, idealmente 5 °C por hora. No final da secagem primária por sublimação, mais de 90% da humidade deve ter sido removida. Secagem por sublimação em segunda fase: Esta fase remove principalmente a água de cristalização e a água adsorvida pelo sólido. A taxa de aquecimento pode ser acelerada, idealmente a 5-10 °C/h, mas a temperatura final do produto não deve exceder a temperatura de segurança; caso contrário, a atividade do produto diminuirá, este formará grumos e a sua solubilidade será comprometida.

4.º Taxa de ventilação. Antes de retirar o produto da câmara, a taxa de ventilação não deve ser demasiado rápida; caso contrário, uma mudança repentina e significativa no nível de vácuo dentro da câmara criará uma corrente turbulenta que entrará no recipiente, fazendo com que o produto se torne floculento ou pulverulento, afetando a sua aparência.

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