Máquinas de liofilización

Tipos de máquinas de liofilización

Una máquina de liofilización es un equipo que seca materiales y alimentos congelándolos y aplicando calor. La máquina funciona extrayendo la humedad del producto mientras mantiene la estructura del material relativamente igual. Hay dos tipos principales de máquinas de liofilización, que se explican a continuación.

• Liofilizadores de colector: Un liofilizador de colector es un secador con un solo colector que seca todas las muestras simultáneamente. La máquina funciona congelando las muestras en un estante refrigerado y luego secándolas aplicando calor a través de los estantes. El calor hace que el hielo de las muestras se sublime y se transfiera al colector de vacío, donde es atrapado por los colectores.
• Liofilizadores de estantes: También llamados liofilizadores rotativos, un secador de estantes viene con múltiples estantes individuales que pueden secar muestras simultáneamente. Cada estante se puede controlar de forma independiente para ajustar la temperatura y las condiciones de secado. Esta es una gran ventaja de la máquina de liofilización de estantes porque ofrece flexibilidad y opciones de personalización a los operadores. También permite que los lotes se procesen más rápidamente que con un liofilizador de colector. Para secar las muestras, los estantes se enfrían para congelar el material. Luego se aplica calor a los estantes para que el hielo pueda sublimarse y pasar al condensador o colector. Las máquinas de liofilización de estantes se utilizan comúnmente en la industria alimentaria. Es adecuado para secar frutas, verduras, carne y productos lácteos, así como productos farmacéuticos y médicos.

Especificaciones y mantenimiento de las máquinas de liofilización

Se puede encontrar una máquina de liofilización a la venta con las siguientes especificaciones:

• Tamaño de la cámara: El tamaño de la cámara es una especificación clave al comprar una máquina de liofilización a la venta. Indica la cantidad de alimento que se va a secar. Algunas máquinas tienen una cámara de 3 pies x 3 pies x 3 pies, mientras que otros modelos la tienen de hasta 6 pies, lo que las hace enormes.
• Bomba de vacío: La bomba de vacío controla cómo se libera la humedad del alimento dentro de la cámara. Las máquinas de liofilización tienen diferentes potencias de bombas para atender al secado del alimento. Por ejemplo, una bomba de paletas rotativas de 2 etapas a 2.3 CFM eliminará la humedad a una buena velocidad.
• Tira de calentamiento: Una tira de calentamiento dentro de la máquina de liofilización calienta la cámara durante la etapa de secado. La tira de calentamiento puede tener hasta 3.000 vatios y viene en acero inoxidable. Con la tira de calentamiento, el alimento que se está secando retendrá su valor nutricional.
• Condensador: Esta parte de la máquina de liofilización recoge la humedad del alimento en forma de hielo. El condensador tiene diferentes capacidades para absorber la humedad. Por ejemplo, una trampa de condensador de 10 L contendrá toneladas de alimento seco en la cámara.
• Panel de control: Una máquina de liofilización con un panel de control digital fácil de usar le da al operador la libertad de controlar la temperatura y el tiempo del proceso de secado. También puede tener programas para tipos específicos de alimentos. Los modelos pueden ser automáticos, semiautomáticos o manuales.

El mantenimiento adecuado de una máquina de liofilización es esencial para evitar cualquier avería de las piezas que pueda afectar su funcionamiento. Tenga en cuenta los siguientes consejos de mantenimiento:

• La limpieza diaria de la cámara de secado, el condensador y la cubeta de drenaje con un detergente suave evitará cualquier acumulación.
• Todos los meses, inspeccione y caduque todas las mangueras y bombas hidráulicas y eléctricas y reemplácelas si muestran signos de daño.
• Revise la junta de la puerta en ambos lados y límpiela mensualmente para mantener el sello intacto y funcionando.
• Cada seis meses, limpie el ventilador con un paño y retire el condensador para lavarlo a fondo, secándolo antes de volver a colocarlo.
• Consiga un técnico cualificado para que realice una inspección y mantenimiento completos del liofilizador cada año.

Escenarios de las máquinas de liofilización

Los animales, las plantas y los microbios son todos posibles escenarios de aplicación para las máquinas de liofilización de alimentos. También funcionan bien para estos materiales:

• Productos industriales: Muchas sustancias químicas, como las que se utilizan en la industria química, farmacéutica, de pesticidas agrícolas y otras industrias, que no pueden exponerse a la humedad o requieren un secado particular.
• Instrumentos y equipos: La liofilización puede preservar la precisión, el rendimiento y la estabilidad de ciertos instrumentos, medidores y componentes ópticos frágiles y sensibles al evitar el desarrollo de niebla o óxido.
• Textiles y cuero: Las máquinas de liofilización se pueden utilizar para deshidratar y conservar los materiales textiles y de cuero, mejorando su estabilidad y durabilidad.
• Máquina de liofilización de carne y pescado: Las máquinas de liofilización pueden secar una amplia gama de carne y pescado. El pescado liofilizado, como el salmón, se ha convertido en un bocadillo de moda para niños y adultos.
• Bebidas con cafeína: La liofilización se utiliza a menudo para hacer café instantáneo y otros productos de café, así como para eliminar la cafeína del té negro, el té verde y el té helado.

Además, las máquinas de liofilización son importantes dispositivos de secado en los siguientes sectores y lugares de trabajo. Es posible que la gente no examine dónde funcionan los electrodomésticos, pero los científicos y los dueños de negocios siempre se dan cuenta de cuán importantes son estas máquinas para las siguientes iniciativas:

• Investigación científica: Las máquinas de liofilización son esenciales en los campos de la biología, la medicina y la tecnología alimentaria, donde se utilizan para conservar valiosos cultivos celulares, microorganismos y muestras de alimentos para análisis, pruebas o reproducción futuros.
• Industria farmacéutica: Las máquinas de liofilización de medicamentos tienen un lugar importante en la producción farmacéutica moderna y ayudan a conservar los medicamentos sensibles al calor. Las máquinas de liofilización son esenciales para el proceso de fabricación, la estabilidad y la vida útil prolongada de los medicamentos liofilizados, las vacunas y los anticuerpos.
• Industria alimentaria: Las máquinas de liofilización se utilizan ampliamente en la industria alimentaria para conservar alimentos perecederos como frutas, verduras, carne y productos lácteos. La liofilización conserva la calidad nutricional, el sabor y la textura de los alimentos en mal estado. También extiende la vida útil de los alimentos liofilizados. Estos alimentos no requieren refrigeración durante el almacenamiento y se pueden rehidratar rápidamente para su uso.

En general, las máquinas de liofilización se utilizan en muchas áreas de la vida y el trabajo, incluyendo la investigación, la producción de alimentos, la fabricación farmacéutica, la biotecnología, la agricultura, la química y otros campos. Juegan un papel importante en la preservación, la purificación y la concentración, lo que los convierte en instrumentos indispensables para varios sectores.

Cómo elegir máquinas de liofilización

Los compradores de empresas deben considerar los siguientes factores al elegir los liofilizadores para sus negocios.

• Superficie y tamaño del estante

  Las máquinas de liofilización requieren grandes superficies. Por ejemplo, un liofilizador de escala de laboratorio podría ocupar unos 3 pies x 3 pies de superficie, mientras que los liofilizadores de escala industrial podrían ocupar unos 40 pies x 40 pies. Además, los tamaños de los estantes varían. Las máquinas de liofilización de escala industrial tienen áreas de superficie más significativas con longitudes de estantes de aproximadamente 4 pulgadas a 60 pulgadas, anchos de 4 pulgadas a 60 pulgadas y alturas de 4 pulgadas a 48 pulgadas. La longitud del estante y el área de superficie determinan la cantidad de material que se puede procesar en un solo lote.

• Sistemas de refrigeración:

Un componente crucial de las máquinas de liofilización es el sistema de refrigeración, que debe tener la capacidad de bajar la temperatura del producto alimenticio al inicio del proceso de secado y al mismo tiempo mantener la temperatura del producto durante todo el secado. Para congelar los productos que se someten al proceso de liofilización, se pueden utilizar tanto enfriadores de recirculación como refrigeración mecánica en combinación con una chaqueta de refrigeración por agua o un fluido de trabajo.

Un proceso de enfriamiento conocido como refrigeración secundaria se utiliza a menudo para mantener frías las bandejas de material en la cámara de congelación. Este proceso implica la circulación de un gas refrigerante o refrigerante en un circuito cerrado que incluye un compresor, un condensador, una válvula de expansión y una bobina de evaporador.

Por el contrario, la refrigeración mecánica utiliza energía eléctrica para enfriar la máquina a través de sus componentes de compresor, condensador y evaporador. Los congeladores de máquina a menudo tienen bobinas de evaporador que se evaporan a temperaturas inferiores a -50 ° C, mientras que los evaporadores de las unidades de enfriador están por encima de -50 ° C.

La elección del sistema de refrigeración afecta la eficiencia de la máquina y el consumo de energía al secar los materiales.

• Bomba de vacío y su tecnología

  Una máquina de liofilización funciona eliminando las moléculas de agua en un producto alimenticio mientras mantiene su estructura, sabor y valor nutricional. Este proceso implica la aplicación de altos niveles de vacío y calor al artículo alimenticio para que el agua del artículo alimenticio se sublime (se convierte de sólido a vapor) bajo alta presión.

  Una bomba de vacío es un dispositivo que reduce la presión en un recipiente sellado a un alto nivel, extrayendo el vapor de agua del artículo alimenticio en la máquina de liofilización. Hay dos tipos principales de bombas de vacío: bombas de desplazamiento positivo y potenciadores de vacío. Las bombas de desplazamiento positivo utilizan un mecanismo interno que crea una fuerza de succión que elimina las moléculas de gas, incluido el vapor de agua, de los artículos alimenticios. Por otro lado, los potenciadores de gas utilizan motores de alta velocidad para aumentar la velocidad de sus turbinas y multiplicar la presión del gas, incluido el vapor de agua, en el sistema.

  La tecnología de la bomba de vacío afecta la cantidad de ruido que produce la máquina, la cantidad de energía que utiliza y la eficiencia con la que funciona.

• Sistemas de control y automatización

  Las máquinas de liofilización modernas tienen sistemas de control sofisticados y características automatizadas, como registro de datos, monitoreo remoto y ciclos de secado programables. Estas máquinas son fáciles de ejecutar y controlar con precisión; sus sistemas de automatización reducen el error humano y mejoran la productividad.

Preguntas frecuentes sobre máquinas de liofilización

P1: ¿Qué tipo de productos son adecuados para las máquinas de liofilización?

A1: Casi cualquier cosa, desde alimentos hasta productos químicos, se puede liofilizar utilizando una máquina de liofilización, pero los materiales como los compuestos orgánicos, las muestras biológicas y las muestras de alimentos son ideales.

P2: ¿Cuánto tiempo tarda la liofilización?

A2: El proceso puede tardar de unas pocas horas a un par de días, dependiendo de la calidad de la máquina, el tipo de producto que se está liofilizando y los resultados deseados.

P3: ¿Cómo funcionan las máquinas de liofilización?

A3: Las máquinas de liofilización funcionan enfriando el material por debajo de su punto triple y luego aplicando un vacío para sublimar las moléculas de agua.

P4: ¿Las máquinas de liofilización son lo mismo que las máquinas de vacío?

A4: No, no son lo mismo. Las máquinas de liofilización tienen capacidad de congelación, mientras que las máquinas de secado por vacío normales carecen de esa función.