Uma abordagem de três etapas para o princípio de trabalho
O estágio inicial anterior ao processo de congelamento.O material exibe congelamento rápido a baixas temperaturas, resultando na formação de uma estrutura de cristal de gelo uniforme. É imperativo que a taxa de resfriamento seja meticulosamente regulada para contornar a formação de cristais de gelo substanciais, que, se deixados desmarcados, podem resultar na ruptura das células. O design preciso da curva de controle de temperatura facilita a formação de uma rede de cristal de gelo fina e uniforme, que por sua vez fornece uma área de superfície maior para sublimação subsequente e, portanto, aumenta a eficiência da secagem.
Após esse estágio inicial, o material é submetido a umprocesso de secagem de sublimação. Na ausência de pressão atmosférica, os cristais de gelo passam por sublimação direta para formar vapor de água. O sistema de vácuo funciona para manter a baixa pressão na câmara (normalmente variando de 10 a 100 Pa). Simultaneamente, o sistema de refrigeração opera para garantir uma diminuição consistente na temperatura da armadilha fria, variando de -50 grau a -80 grau. Isso resulta na condensação do vapor de água na superfície da armadilha fria. É imperativo que esse estágio seja meticulosamente calibrado para garantir o equilíbrio entre a temperatura da placa de aquecimento e o nível de vácuo. Isso é para evitar o potencial de superaquecimento da taxa de material ou sublimação inadequada.
A fase de secagem de resoluçãoé o processo pelo qual a substância passa por uma transformação de um estado líquido em um sólido. Após a sublimação, aproximadamente 10% da água combinada é retida dentro do material. É imperativo elevar gradualmente a temperatura da placa de aquecimento para dissolver as ligações intermoleculares que ligam moléculas de água e moléculas de material, facilitando assim o processo de secagem profunda. Nesse estágio, o gradiente de temperatura deve ser meticulosamente regulado para evitar o colapso da estrutura do material ou a degradação dos ingredientes ativos.
A tecnologia de liofilização pode maximizar a retenção de atividade biológica, nutrientes e integridade estrutural dos materiais e é especialmente adequada para secagem de substâncias sensíveis ao calor. Por exemplo, no campo da biomedicina, a tecnologia de liofilização pode ser usada para a preservação a longo prazo de produtos biológicos, como vacinas, anticorpos, preparações de enzimas etc., para manter sua atividade e facilitar o transporte e o armazenamento. No campo do processamento de alimentos, a tecnologia de liofilização pode ser aplicada a frutas e vegetais, café, leite em pó e outros alimentos para reter os nutrientes e o sabor fresco.