Quais são os tipos de secadores a vácuo?

De acordo com o local de congelamento do material, os liofilizadores podem ser divididos em dois tipos: liofilização integrada e liofilização separada. A liofilização integrada consiste na realização do congelamento e da secagem do material em uma única câmara de liofilização. As prateleiras dentro da câmara podem ser aquecidas e resfriadas. O material a ser liofilizado é colocado sobre as prateleiras, onde o processo de congelamento e aquecimento inicial se dá principalmente por condução, sendo a transferência de calor por radiação um fator secundário. A maioria dos liofilizadores utilizados na área médica são do tipo liofilização integrada, com o objetivo de manter os materiais limpos e higiênicos, além de prevenir a contaminação.

O tipo de separação por liofilização significa que o pré-congelamento é realizado em câmara fria, congelador rápido ou recipiente para líquidos, e então o material pré-congelado é transferido para a câmara de secagem durante o processo de secagem. O objetivo é economizar energia, reduzir o tempo de secagem e aumentar a eficiência da produção. Para reduzir o custo do produto, esse tipo de liofilizador utiliza principalmente aquecimento por radiação, sendo mais adequado para liofilização de alimentos.

De acordo com o método de congelamento, ele pode ser dividido em congelamento estático, congelamento dinâmico, congelamento centrífugo, congelamento em casca, congelamento por rotação, congelamento por pulverização, congelamento por fluxo de ar (congelamento por ar comprimido), etc.

A escolha específica do método de congelamento deve ser determinada de acordo com a natureza do material e os requisitos do processo de liofilização.

De acordo com a posição em que o coletor de água (condensador de vapor de água) é colocado, ele pode ser dividido em dois tipos: tipo embutido e tipo externo. O coletor de água embutido é colocado dentro da câmara de liofilização e pode ser posicionado nas laterais, na parte inferior ou na parte traseira da prateleira da câmara.

O liofilizador embutido economiza espaço, a resistência do gás bombeado ao coletor de água é baixa e elimina a necessidade de tubulações e válvulas de conexão entre a câmara de secagem e o coletor, o que o torna econômico. No entanto, a distância entre o coletor de água embutido e a prateleira é relativamente curta, o que afeta a uniformidade do aquecimento da prateleira, podendo causar pontes térmicas e prejudicar a capacidade de coleta de água do coletor. Alguns coletores de água embutidos precisam parar de funcionar durante o degelo, o que afeta o ciclo de produção e a eficiência produtiva. O coletor de água externo é instalado fora da câmara de liofilização e requer uma estrutura independente. A câmara de liofilização e o coletor de água são conectados por tubulações e válvulas. Suas vantagens e desvantagens são opostas às do modelo embutido.

De acordo com o sistema de vácuo utilizado, existem dois tipos: o sistema com bomba de jato de vapor de água e o sistema com separador de água e bomba mecânica. O sistema de vácuo com bomba de jato de vapor de água não necessita de um separador de água e pode extrair diretamente uma grande quantidade de vapor de água. O volume de extração de ar é grande, a eficiência é alta e o volume de extração de ar pode ser controlado. No entanto, o vapor de água é necessário como fonte de energia, e a pressão do vapor de água gerado pela caldeira tende a flutuar, o que afeta o desempenho da bomba. Além disso, a queima em caldeiras pode causar poluição ambiental, portanto, apenas pequenas quantidades de alimentos são utilizadas neste sistema. No sistema com separador de água e bomba mecânica, é necessário configurar um sistema de refrigeração para o separador de água.

Geralmente, em um sistema de refrigeração com compressor de estágio único, a temperatura mínima da superfície do evaporador é de -35°C; em um sistema de refrigeração com compressor de dois estágios, pode atingir -50°C; e em um sistema de refrigeração com compressor em cascata, pode atingir -80°C. De acordo com a necessidade de vácuo, podem ser configuradas unidades de bomba Roots com bomba de anel líquido, bomba Roots com válvula deslizante ou bomba Roots de palhetas rotativas antes do separador de água, ou ainda, diversas bombas de vácuo mecânicas que podem descarregar diretamente a atmosfera.

De acordo com o método de aquecimento na prateleira da câmara de liofilização, este pode ser dividido em aquecimento direto e aquecimento indireto.

O aquecimento direto consiste em aquecer diretamente a prateleira com eletricidade ou diversos fluidos térmicos, o que proporciona um aquecimento rápido e econômico, porém pode causar variações de temperatura na prateleira e ser difícil de controlar. O aquecimento indireto, por sua vez, requer um trocador de calor. Após o fluido térmico ser aquecido pelo trocador, ele é bombeado para a prateleira, promovendo o aquecimento por circulação. Suas vantagens e desvantagens são opostas às do aquecimento direto.

De acordo com o meio de aquecimento utilizado, pode ser dividido em aquecimento a óleo, a água, a vapor e elétrico.

O preço do petróleo é alto, a capacidade térmica é pequena e o volume de circulação é grande; a água forma incrustações facilmente no canal de fluxo da prateleira, o que reduz a área da seção transversal do canal e afeta o efeito de troca de calor; a temperatura e a pressão do vapor de água não são fáceis de controlar; a uniformidade da temperatura da prateleira de aquecimento elétrico não é boa. Portanto, nos últimos anos, várias fábricas têm preparado diversos fluidos de trabalho de meio frio e quente adequados para refrigeração e aquecimento, como etilenoglicol, Rll, etc. ⑨ De acordo com o método de produção, podem ser divididos em dois tipos: tipo contínuo e tipo intermitente (periódico).

O liofilizador contínuo tem alto custo e grande capacidade de produção, sendo adequado para a produção em larga escala de um único material; as vantagens e desvantagens do liofilizador em lote são justamente opostas às do liofilizador contínuo.