A liofilização consiste em remover a água livre e parte da água ligada adsorvida na lacuna da estrutura sólida sob ambiente de vácuo de baixa temperatura. Portanto, o processo de liofilização é geralmente dividido em cinco etapas, a saber, pré-congelamento, secagem por sublimação (ou secagem de primeira etapa), secagem analítica (ou secagem de segunda etapa), avaliação final e remoção do produto.
Fabricante de equipamentos de liofilização de alimentos: pré-congelamento de produtos
Esta etapa desempenha principalmente uma função fixa para a secagem do produto. Esta é uma etapa extremamente crítica, pois se não for manuseada adequadamente, causará muitos problemas de moldagem do produto ou problemas de qualidade. Portanto, é necessário controlar rigorosamente o tempo de pré-congelamento, a temperatura e o grau de vácuo, mas na produção real, os fatores que influenciam o grau de vácuo são frequentemente ignorados no processo de pré-congelamento. A temperatura de pré-congelamento é geralmente 5 graus abaixo do ponto de congelamento, também conhecida como temperatura do ponto eutético, ou 10 ~ 15 graus abaixo da temperatura do ponto eutético. O ponto de salto de temperatura neste processo é a temperatura de pré-congelamento apropriada. Quando a temperatura atingir a temperatura de liofilização, guarde-a por um período de tempo. O tempo de pré-congelamento não é fixo, podendo ser totalmente congelado em 2-3 horas, o que depende da carga do produto, da área da placa e das propriedades do meio de transferência de calor.
Fabricantes de equipamentos de liofilização de alimentos: secagem por sublimação de produtos
É o principal processo de liofilização, principalmente para sublimar o gelo do material, mas para garantir que o gelo não se dissolva, a pressão do vapor saturado no ponto de congelamento do material é maior que o vapor ao redor do gelo. Portanto, é necessário remover rapidamente o vapor d'água gerado e reabastecer continuamente o calor necessário para a sublimação. A temperatura e a pressão tornam-se os principais fatores que influenciam esse processo. A primeira é a temperatura durante a secagem por sublimação, que deve ser ajustada abaixo do ponto eutético. A velocidade de sublimação é mais rápida perto do ponto eutético. Durante o processo de sublimação, a interface entre a camada seca e a camada congelada no produto sólido diminuirá gradualmente ao longo do tempo. Quando a interface entre a camada seca e a camada congelada desaparece (a camada congelada desaparece), o aumento da temperatura do produto neste momento é significativamente mais rápido do que antes do desaparecimento da camada congelada. De acordo com o processo de produção do produto, ele deve ser estendido por várias horas para garantir que todas as camadas congeladas de dentro do produto desapareçam.
Fabricantes de equipamentos de liofilização de alimentos: secagem analítica de produtos
Após a secagem por sublimação, todos os cristais de gelo do material deixarão muitos buracos, mas ainda restará cerca de 10% de água descongelada. Por secagem analítica entendemos reduzir essa parte da água e mantê-la em cerca de 2%, o que funciona na secagem de materiais. A temperatura mais alta deste estágio deve ser determinada de acordo com as propriedades do produto e o teor de umidade necessário do produto acabado, mas a temperatura pode ser aumentada adequadamente para reduzir o teor de umidade. Na fase de ressecamento, a pressão de aeração precisa ser aumentada adequadamente para conduzir o calor. Para acelerar a velocidade de secagem e reduzir o tempo, o alto vácuo pode ser restaurado quando a temperatura do produto atingir completamente a temperatura definida pelo meio de transferência de calor.
Fabricante de equipamentos de liofilização de alimentos: julgamento do ponto final da liofilização
Na operação real, o tempo final da secagem analítica pode ser avaliado com base nos seguintes fenômenos:
(1) A temperatura do produto é basicamente consistente com a temperatura da grelha de aquecimento e é mantida por um período de tempo.
(2) A pressão no forno de secagem e a pressão na armadilha fria tendem a ser consistentes e são mantidas por um período de tempo.
(3) Pressão do forno. A temperatura da câmara fria basicamente retorna ao índice quando o equipamento é descarregado e é mantida por um período de tempo.
(4) Quando a válvula entre o forno de secagem e o condensador é fechada, o grau de vácuo do forno de secagem aumenta menos de 5Pa (0,05 bar) dentro de dois minutos para avaliar que a liofilização terminou .
Fabricante de equipamentos de liofilização de alimentos: parâmetros de projeto da curva de liofilização
A curva de liofilização pode ser dividida em sentido amplo e restrito. A curva estreita de liofilização refere-se à curva da relação entre a temperatura e o tempo do forno de liofilização. Em sentido amplo, a curva de liofilização refere-se à curva de relação entre temperatura do produto, temperatura da placa (prateleira), temperatura do condensador (armadilha fria), grau de vácuo e tempo durante o processo de liofilização, conforme mostrado na figura abaixo. Normalmente, a temperatura e a pressão são as ordenadas e o tempo é a abcissa. Somente controlando de forma abrangente os parâmetros de cada etapa do processo de liofilização é que podem ser obtidos produtos de alta qualidade. A curva de liofilização não é apenas a base para a operação manual do liofilizador, mas também a base para o controle automático da operação do liofilizador.
