Máquina de secado por congelación rotativa

Tipos de máquinas de liofilización rotatoria

Una máquina de liofilización rotatoria aplica el mismo concepto que cualquier liofilizador, con una diferencia importante: los liofilizadores rotatorios tienen un disco giratorio. El liofilizador funciona congelando los alimentos en una cámara de secado antes de pasar por el proceso de secado. Los alimentos se someten entonces a calor, lo que hace que el hielo se vaporice y deje atrás alimentos secos.

La fuerza impulsora de una máquina de liofilización es el vacío. La eliminación del aire de la cámara de secado hace que el agua de los alimentos se sublime en forma de vapor. Muchas industrias alimentarias prefieren las máquinas de liofilización rotatoria porque secan los alimentos de forma uniforme y tienen un tiempo de secado más rápido que los liofilizadores estándar.

Tanto los modelos rotatorios como los no rotatorios tienen piezas similares. Contienen un condensador, un sistema de refrigeración, una bomba de vacío y bandejas. En los liofilizadores no rotatorios, las bandejas se calientan para secar los alimentos. Una máquina rotatoria tiene un estante calentado que transfiere el calor a los alimentos en la cámara.

Las máquinas también se clasifican en función del condensador utilizado. Un liofilizador rotatorio con un condensador de trampa fría evita que la humedad escape y forme hielo. Una vez que comienza a formarse hielo, el condensador de trampa fría se enfría por debajo del punto de congelación, lo que hace que la humedad se congele, y el extractor de vacío trabaja para eliminar el hielo.

Sin un condensador de trampa fría, no se puede extraer toda la humedad, lo que puede dañar la máquina de liofilización rotatoria.

Especificación y mantenimiento

Las especificaciones esenciales de una máquina de liofilización rotatoria incluyen el área de superficie de secado, la capacidad de secado, la potencia de la bomba de vacío, el vacío final, la temperatura de refrigeración, el suministro de energía y las dimensiones de la máquina.

• Área de superficie de secado: El área de superficie de secado de una máquina indica cuánta materia puede secar simultáneamente. Por ejemplo, un liofilizador con un área de superficie de secado de 20.000 pies cuadrados puede secar más materia que uno con solo 5.000 pies cuadrados de área de superficie de secado.
• Capacidad de secado: La capacidad de secado es la cantidad de materia que un liofilizador puede secar en un período de tiempo determinado. Por ejemplo, un liofilizador rotatorio con una capacidad de secado de 600 libras/kgs por hora es más adecuado para la producción a gran escala que una unidad con una capacidad de 50 libras/kgs por hora.
• Potencia de la bomba de vacío: Los liofilizadores con mayor potencia de la bomba de vacío expulsan la humedad del material que se seca rápidamente. Un liofilizador rotatorio con una potencia de bomba de vacío de 4 HP suele ser adecuado para aplicaciones a escala industrial.
• Vacío final: El vacío final se refiere a la presión más baja que la máquina puede alcanzar. Un vacío final más alto generalmente permite tiempos de secado más rápidos y una mejor preservación del material que se seca. Por ejemplo, un liofilizador rotatorio con un vacío final de 0,8 mbar secará los materiales más lentamente que uno con un vacío final de 0,5 mbar.
• Temperatura de refrigeración: La temperatura de refrigeración es el rango de temperatura dentro del cual opera el liofilizador. Diferentes temperaturas de refrigeración son adecuadas para diferentes tipos de materiales. Por ejemplo, un liofilizador rotatorio con una temperatura de refrigeración de -50 °C es ideal para secar alimentos perecederos, mientras que uno con -85 °C es adecuado para muestras biológicas como células y proteínas.
• Suministro de energía: Algunos liofilizadores rotatorios utilizan electricidad, mientras que otros utilizan gas natural o vapor directo para generar el calentamiento necesario para el proceso de secado.
• Dimensiones: Las dimensiones son la altura, la profundidad y el ancho de la máquina de liofilización rotatoria. Las dimensiones de la máquina afectan a su diseño y a cómo se integra con otros equipos en una línea de producción.

Es importante que la máquina de liofilización rotatoria se mantenga regularmente para mantener su rendimiento óptimo y prolongar la vida útil de la unidad. Esencialmente, el mantenimiento de rutina del liofilizador rotatorio ayudará a prevenir averías inesperadas y a reducir la necesidad de reparaciones costosas. Se recomienda que los usuarios consulten el manual del fabricante y lleven a cabo el mantenimiento periódico descrito en las instrucciones. Sin embargo, hay algunos consejos generales de mantenimiento que hay que tener en cuenta, independientemente del modelo que se utilice.

• Lo principal es mantener limpia la máquina de liofilización rotatoria. Esto significa eliminar cualquier material derramado o residuos de la cámara de secado, el condensador y el sistema de vacío. Tanto la cámara de secado como el condensador pueden limpiarse con un paño húmedo o una esponja. Para el sistema de vacío, utilice un cepillo suave o un accesorio de aspiradora para llegar a las zonas de difícil acceso.
• Revise regularmente la máquina para detectar signos de daños o desgaste en las piezas clave, como las juntas de estanqueidad de la puerta, las mangueras de vacío y las válvulas. Repare rápidamente cualquier componente dañado para mantener un rendimiento óptimo y evitar fugas de aire que puedan afectar al proceso de secado.
• Mantenga las bobinas de los condensadores libres de residuos o polvo para que se pueda producir el intercambio de calor adecuado. Esto asegurará que el intercambiador funcione eficientemente. Una bobina limpia y funcional prolongará la vida útil de la máquina de liofilización rotatoria.
• Con el tiempo, se acumulará hielo y escarcha en el condensador. Es importante descongelar la máquina con regularidad para evitar cualquier pérdida de eficiencia y rendimiento. Los fabricantes suelen aconsejar esperar siempre a que el condensador se enfríe completamente antes de iniciar un ciclo de secado.

Escenarios de aplicación de las máquinas de liofilización rotatoria

Los liofilizadores rotatorios tienen muchas aplicaciones en la industria farmacéutica, la industria alimentaria, la industria veterinaria, las ciencias de los materiales y otros campos. Aquí hay algunos de sus escenarios de aplicación:

• Preservación de materiales alimenticios: Las máquinas de liofilización se encuentran comúnmente en la industria alimentaria. Se utilizan para secar alimentos como frutas, verduras, carne, pescado, café y comida para mascotas. Los alimentos se secan mediante las máquinas de liofilización para su almacenamiento a largo plazo. Al mismo tiempo, se mantiene su contenido nutricional, sabor y calidad. En los últimos años, los liofilizadores domésticos han ganado popularidad como electrodomésticos que las personas pueden tener en sus hogares. Son ideales para hacer desayunos, aperitivos y golosinas caseras.
• Productos farmacéuticos: Las máquinas de liofilización son una parte importante de la maquinaria utilizada en la producción de vacunas, antibióticos, hormonas, anticuerpos y otros productos farmacéuticos. Las máquinas ayudan a preservar la potencia de estas sustancias. Además, las máquinas de liofilización rotatoria mejoran su vida útil cuando los medicamentos se encuentran en forma de polvo liofilizado. Esto también facilita la reconstitución y el transporte de los medicamentos a diferentes lugares.
• Muestras biológicas: Las máquinas de liofilización también se utilizan para secar muestras biológicas como muestras de tejido, bacterias y plasma sanguíneo. Las máquinas facilitan la preservación de estas muestras biológicas para la investigación y el análisis posterior en laboratorios médicos y biológicos.
• Ciencia de los materiales y química: En la ciencia de los materiales y la química, las máquinas de liofilización rotatoria se utilizan para eliminar disolventes de materiales como polímeros, cerámicas y catalizadores. Los procesos de secado ayudan a preservar la integridad estructural de los materiales. También permiten a los científicos de materiales y químicos crear materiales con una alta porosidad y una baja densidad.
• Aplicaciones médicas: En el campo médico, las máquinas de liofilización rotatoria se utilizan para preservar y secar cultivos celulares, muestras de sangre y enzimas. La longevidad y la estabilidad de estas muestras y sustancias se mejoran considerablemente mediante el proceso de liofilización.
• Agricultura e industria alimentaria: Las máquinas de liofilización se utilizan en el sector agrícola para la producción de cultivos microbianos secos y fertilizantes. También pueden utilizarse para producir alimentos liofilizados para animales. La calidad de los materiales y los alimentos que se producen mediante una máquina de liofilización rotatoria ayuda a mejorar la salud y el crecimiento del ganado.
• Arte y preservación: Las máquinas de liofilización se utilizan en museos y galerías de arte para preservar y estabilizar materiales biológicos, materiales orgánicos y artefactos preciosos. Esto se debe a que el proceso de liofilización evita la degradación de estos materiales y preserva su integridad.

Cómo elegir máquinas de liofilización rotatoria

Los siguientes consejos y factores pueden ayudar a los compradores de empresas a la hora de elegir máquinas de liofilización:

• Determinar la aplicación y la idoneidad

  Las empresas deben considerar primero la idoneidad y la aplicación de la máquina de liofilización para sus necesidades empresariales. Deben comprobar las especificaciones de los distintos tipos de máquinas de liofilización, como la capacidad de secado, el rango de temperatura y los ajustes de presión. A continuación, deben evaluar la compatibilidad de su material alimenticio con la máquina. Además, las empresas deben comprobar la calidad y la retención de los productos finales de la máquina de liofilización.

• Instalación y requisitos operativos

  En la mayoría de los casos, los requisitos de instalación y operación de una máquina de liofilización rotatoria pueden afectar a la capacidad de una empresa para utilizar la máquina. Por lo tanto, es importante que los compradores de empresas consideren los requisitos de utilidad de la máquina, como su fuente de alimentación y sus necesidades de fontanería. Además, deben evaluar el nivel de familiaridad y experiencia necesarios para operar la máquina. Deben buscar modelos con instrucciones claras y controles fáciles de usar.

• Mantenimiento y servicio

  Los requisitos de mantenimiento y servicio de una máquina de liofilización rotatoria pueden afectar en gran medida a su rendimiento y longevidad. Por lo tanto, los compradores de empresas deben considerar los requisitos de servicio y mantenimiento, como las comprobaciones de rutina, la limpieza y la calibración.

  Además, deben considerar la disponibilidad de las piezas de la máquina y la tecnología del sistema de refrigeración del liofilizador necesaria para dar servicio a la máquina. Deben buscar marcas de renombre con proveedores fiables para asegurarse de que pueden obtener rápidamente el servicio y las piezas de repuesto cuando sea necesario.

• Seguridad y conformidad

  Por último, los compradores de empresas deben considerar las características de seguridad y los estándares de conformidad de una máquina de liofilización. Deben asegurarse de que las características de seguridad de la máquina, como los interruptores de parada de emergencia y las válvulas de alivio de presión, cumplan con las normas de seguridad y las regulaciones de la industria pertinentes.

Preguntas frecuentes sobre la máquina de liofilización rotatoria

P: ¿Qué potencia tiene un liofilizador?

R: Los liofilizadores tienen diferentes clasificaciones de potencia en función de la potencia de sus sopladores, lo que afecta a la rapidez y la cantidad de calor que pueden eliminar del producto que se seca. Las máquinas rotatorias más pequeñas pueden tener una potencia de entre 0,5 y 2,5 kilovatios, mientras que los liofilizadores industriales más grandes pueden tener hasta 30-40 kilovatios o más.

P: ¿Cuánto tiempo tarda un liofilizador?

R: El tiempo que tarda un liofilizador rotatorio varía en función del tamaño y la potencia de la máquina y de la naturaleza del alimento o del artículo. El secado puede tardar un par de horas hasta más de 24 horas. La fase de congelación es más rápida y suele durar unas horas. Una estimación general es que el secado tarda entre 0,5 y 1 hora por unidad de grosor del artículo que se seca.

P: ¿Los liofilizadores consumen mucha electricidad?

R: Un liofilizador rotatorio pequeño consume una cantidad de electricidad similar a la de un refrigerador doméstico. Los modelos más grandes, más industriales, pueden utilizar la misma cantidad de energía que una planta de fabricación típica, unos 10 a 20 kilovatios por hora durante el proceso. La clasificación de potencia de la máquina y el tiempo de secado determinarán el consumo de energía. Un liofilizador es eficiente en el consumo de energía y elimina el agua de los alimentos a un ritmo de alrededor de un dólar por un contenedor de fruta seca.

P: ¿Se puede utilizar una máquina de liofilización rotatoria para algo más que para los alimentos?

R: Sí. Si bien los alimentos son la aplicación más conocida, los liofilizadores rotatorios se han utilizado para secar muchos materiales biológicos, químicos y compuestos orgánicos. Entre ellos se encuentran la fabricación de vacunas, antibióticos, componentes sanguíneos, enzimas, hormonas, bacterias y subproductos bacterianos, la síntesis de péptidos y la ciencia de los polímeros. Los laboratorios de investigación, las universidades y las empresas farmacéuticas utilizan comúnmente los liofilizadores para estas aplicaciones.