Un enfoque de tres pasos para el principio de funcionamiento
La etapa inicial anterior al proceso de congelación.El material exhibe congelación rápida a bajas temperaturas, lo que resulta en la formación de una estructura de cristal de hielo uniforme. Es imperativo que la velocidad de enfriamiento esté meticulosamente regulada para eludir la formación de cristales de hielo sustanciales, lo que, si no se controla, puede provocar la ruptura de las células. El diseño preciso de la curva de control de temperatura facilita la formación de una red de cristal de hielo fina y uniforme, que a su vez proporciona una mayor superficie para la sublimación posterior y, por lo tanto, mejora la eficiencia de secado.
Después de esta etapa inicial, el material está sujeto a unproceso de secado de sublimación. En ausencia de presión atmosférica, los cristales de hielo experimentan sublimación directa para formar vapor de agua. El sistema de vacío funciona para mantener baja presión en la cámara (generalmente de 10 a 100 Pa). Al mismo tiempo, el sistema de refrigeración funciona para garantizar una disminución constante en la temperatura de la trampa en frío, que va desde -50 grado hasta -80 grado. Esto da como resultado la condensación del vapor de agua en la superficie de la trampa fría. Es imperativo que esta etapa esté meticulosamente calibrada para garantizar el equilibrio entre la temperatura de la placa de calentamiento y el nivel de vacío. Esto es para evitar el potencial de sobrecalentamiento del material o la tasa de sublimación que es inadecuada.
La etapa de secado de resoluciónes el proceso por el cual la sustancia sufre una transformación de un estado líquido a un estado sólido. Después de la sublimación, aproximadamente el 10% del agua combinada se retiene dentro del material. Es imperativo elevar gradualmente la temperatura de la placa de calentamiento para disolver los enlaces intermoleculares que unen las moléculas de agua y las moléculas de materiales, facilitando así el proceso de secado profundo. En esta etapa, el gradiente de temperatura debe regularse meticulosamente para evitar el colapso de la estructura del material o la degradación de los ingredientes activos.
La tecnología de liofilización puede maximizar la retención de la actividad biológica, los nutrientes y la integridad estructural de los materiales, y es especialmente adecuado para secar sustancias sensibles al calor. Por ejemplo, en el campo de la biomedicina, la tecnología de liofilización se puede utilizar para la preservación a largo plazo de productos biológicos como vacunas, anticuerpos, preparaciones enzimáticas, etc., para mantener su actividad y facilitar el transporte y el almacenamiento. En el campo del procesamiento de alimentos, la tecnología de liofilización se puede aplicar a frutas y verduras, café, leche en polvo y otros alimentos para retener los nutrientes y el sabor fresco.