Este artigo apresentará o conhecimento relevante sobre bombas de vácuo para liofilizadores, com foco no seu princípio de funcionamento e classificação.
I. Princípio de Funcionamento
A principal função de uma bomba de vácuo para liofilizador é extrair o ar do liofilizador, criando um ambiente de baixa pressão que permite que a água no material sublime a baixas temperaturas, atingindo o objetivo de secagem. O seu princípio baseia-se principalmente nos processos de rarefação e compressão dos gases. Quando o gás é aspirado para o interior da bomba de vácuo, à medida que a pressão diminui, o livre percurso médio das moléculas de gás aumenta e as colisões entre as moléculas de gás diminuem, rarefazendo gradualmente o gás. Quando o gás se torna rarefeito até um certo grau, pode ser expelido da bomba por compressão, mantendo assim o estado de vácuo dentro do liofilizador.
II. Tipos de Bombas de Vácuo
Com base nos seus princípios de funcionamento e características estruturais, as bombas de vácuo para liofilizadores dividem-se principalmente em bombas de vácuo seladas a óleo e bombas de vácuo isentas de óleo.
1. Bombas de Vácuo Seladas a Óleo
Existem dois tipos de bombas de vácuo mecânicas seladas a óleo: de palhetas rotativas e de válvula deslizante. As bombas de palhetas rotativas são as mais utilizadas em liofilizadores. As diversas peças são seladas e lubrificadas por uma película de óleo no óleo da bomba de vácuo. Para melhorar o vácuo final, são geralmente ligadas duas bombas em série para formar uma bomba de dois estágios.
Durante o funcionamento, as bombas de vácuo de palhetas rotativas comprimem o gás. Se o gás contiver demasiado vapor de água, o vapor de água será comprimido em pequenas gotículas e misturar-se-á com o óleo da bomba de vácuo, provocando a emulsificação do óleo da bomba e afetando o desempenho da vedação da bomba, afetando assim o vácuo final. A quantidade de água que entra no óleo da bomba de vácuo também pode ser afetada. O grau de abertura da válvula de lastro de gás pode ser ajustado ou completamente fechado; quando a válvula de lastro de gás é aberta, o vácuo final da bomba de vácuo será reduzido e o consumo de óleo da bomba de vácuo aumentará.
2. Bombas de Vácuo Isentas de Óleo
As bombas de vácuo que utilizam um fluido de trabalho no interior da câmara de bombagem podem contaminar o sistema de vácuo devido à evaporação e difusão das moléculas de vapor do fluido de trabalho; isto é inaceitável para equipamentos farmacêuticos com requisitos rigorosos. As bombas secas, por outro lado, operam sem fluido de trabalho.
As unidades de bomba seca são sistemas de evacuação limpos. A câmara de bombagem não contém óleo ou outros fluidos, não provocando contaminação ao conteúdo dos recipientes evacuados; a saída de exaustão está isenta de névoa de óleo, prevenindo a poluição ambiental; possui uma elevada capacidade de remoção de gases condensáveis, como o álcool e o vapor de água; e apresenta baixos custos de manutenção, não necessitando de lubrificação ou mudança de óleo.