I. Classificação dos Liofilizadores Experimentais: Os liofilizadores experimentais priorizam indicadores de desempenho como o tamanho reduzido, o peso leve, as múltiplas funções, o desempenho estável, a elevada precisão do sistema de teste e a versatilidade, adaptando-se a experiências de liofilização com diversos materiais. Os principais métodos de classificação dos liofilizadores experimentais são:
1.º Por estrutura
① Liofilizador tipo campânula: A câmara de liofilização e a armadilha fria são estruturas superior e inferior separadas; A câmara de liofilização não possui função de pré-congelação. Este tipo de liofilizador requer uma operação manual na transição para o processo de secagem após a pré-congelação. A maioria dos liofilizadores experimentais tem forma de sino, estrutura simples e baixo custo. A câmara de liofilização é normalmente coberta com uma tampa de vidro acrílico transparente para facilitar a observação do processo de liofilização.
② Liofilizadores in situ: A câmara de liofilização e a armadilha fria são duas cavidades independentes. As prateleiras na câmara de liofilização possuem uma função de refrigeração. Após a colocação do material na câmara de liofilização, os processos de pré-congelação e secagem não requerem operação manual. Este tipo de liofilizador tem um processo de fabrico complexo e um elevado custo de produção, mas o liofilizador in situ representa a direção futura do desenvolvimento de liofilizadores e é uma escolha ideal para explorar processos de liofilização, especialmente adequado para a liofilização de produtos farmacêuticos, biológicos e outros produtos especiais.
2. Classificação Funcional
① Tipo de prateleira comum: Os materiais são colocados a granel em tabuleiros, adequados para a liofilização de alimentos, medicamentos tradicionais chineses e materiais em pó.
② Tipo com dispositivo de fecho: Adequado para a secagem de materiais embalados em frascos. Durante a preparação da liofilização, o material é dispensado para os frascos conforme necessário, as tampas são colocadas e a liofilização é realizada. Após a secagem, é utilizado o mecanismo de fecho para vedar as tampas, evitando a contaminação secundária e a reabsorção de humidade, e facilitando o armazenamento a longo prazo.
③ Tipo com coletor: Os frascos são ligados à parte exterior da câmara de secagem para secar os materiais centrifugados na parede interior dos frascos. Os frascos atuam como recipientes ligados ao coletor externo à câmara de secagem. O material dos frascos é aquecido à temperatura ambiente. O dispositivo de troca do coletor permite a fácil remoção ou adição de frascos, conforme necessário, sem interromper o funcionamento da máquina.
④Tipo com coletor: Os frascos são ligados à parte exterior da câmara de secagem para secar os materiais centrifugados na parede interior dos frascos. Os frascos funcionam como recipientes ligados ao coletor externo à câmara de secagem. O material dos frascos é aquecido à temperatura ambiente. O dispositivo de troca do coletor permite a fácil remoção ou adição de frascos, conforme necessário, sem interromper o funcionamento da máquina. ④ Tipo com função de pré-congelação: Durante o processo de pré-congelação, uma armadilha fria atua como uma câmara de pré-congelação para congelar previamente o material. Durante o processo de secagem, a armadilha fria atua como um coletor de água para captar qualquer excesso de humidade. Com a função de pré-congelação, o processo de liofilização, incluindo a pré-congelação e a secagem, é realizado inteiramente no liofilizador, resultando numa elevada eficiência.
II. Parâmetros-chave a considerar na compra de um liofilizador:
1. Temperatura da armadilha fria: A armadilha fria é o dispositivo que capta a humidade durante o processo de liofilização. Teoricamente, quanto mais baixa for a temperatura da armadilha fria, maior será a sua capacidade de captura de água. No entanto, temperaturas mais baixas da armadilha fria exigem uma maior capacidade de refrigeração, o que leva a custos de máquina e despesas operacionais mais elevados. A série experimental de liofilizadores oferece diversas temperaturas de armadilha fria, incluindo aproximadamente -50 °C e -80 °C. A liofilização a -50 °C é adequada para produtos que são fáceis de liofilizar, enquanto a liofilização a -80 °C é adequada para alguns produtos especiais. As experiências mostram que a capacidade de retenção de água melhora significativamente à medida que a temperatura da armadilha fria diminui de -35 °C para -55 °C; no entanto, a melhoria não é significativa abaixo dos -55 °C. Assim, a menos que existam requisitos especiais, uma temperatura da armadilha fria de cerca de -50 °C é a escolha ideal.
2. Taxa de Arrefecimento: A taxa de arrefecimento reflete a capacidade de refrigeração do sistema. Em condições sem carga, a temperatura da armadilha fria deve atingir a temperatura especificada no prazo de uma hora. Por exemplo, para um liofilizador com uma temperatura da armadilha fria ≤ -50 °C, o tempo necessário para que a temperatura da armadilha fria atinja os -50 °C a partir do início da refrigeração não deve exceder 1 hora.
3.º Vácuo Final: O vácuo final reflete a fuga do liofilizador e a eficiência de bombagem da bomba de vácuo. O nível de vácuo do liofilizador deve estar dentro de um intervalo razoável. O vácuo excessivo é prejudicial à transferência de calor e pode, na realidade, diminuir a velocidade de secagem, mas o vácuo final sem carga do liofilizador deve, em qualquer caso, atingir pelo menos 15 Pa.
4.º Tempo de vácuo: A velocidade de evacuação em vazio do liofilizador deve ser de até meia hora para reduzir a pressão atmosférica para 15 Pa.
5.º Sistema de controlo: Os sistemas de controlo dos liofilizadores variam em tipo e função. Para liofilizadores experimentais, que são utilizados principalmente para explorar processos de liofilização e produção piloto em pequena escala, o sistema de controlo deve ser capaz de exibir os parâmetros do processo de liofilização em tempo real e registá-los automaticamente; configurar, modificar e executar programas de processos de liofilização de forma eficaz; e possuir uma interface de comunicação para facilitar a aquisição e armazenamento de dados.