Las principales aplicaciones de los liofilizadores modernos incluyen: liofilización y almacenamiento de tejidos biológicos aislados; liofilización y conservación de bacterias y virus vivos; liofilización de medicina tradicional china, medicina occidental, fármacos biológicos y hemoderivados; liofilización y almacenamiento de alimentos preparados, alimentos saludables y alimentos funcionales; y preparación por liofilización de materiales nanocerámicos y diversos materiales en micropulvo metálico. Por lo tanto, los liofilizadores se utilizan ampliamente en los sectores químico, alimentario, de materiales, farmacéutico y de productos biológicos. Son equipos para la liofilización y máquinas relativamente complejas que requieren conocimientos de refrigeración, vacío, termodinámica, mecánica, dinámica de fluidos, control eléctrico y recipientes a presión.
I. Sistema de Control Automático
Muchos liofilizadores están equipados con sistemas de control automático, además de ofrecer funciones de control manual. Sin embargo, los métodos de control automático varían significativamente entre fabricantes, y los usuarios deben comprender estas diferencias.
El control automático de un liofilizador debe incluir dos partes: primero, el funcionamiento y apagado automático de cada componente según los requisitos del proceso de liofilización en momentos específicos; y segundo, el seguimiento automático de la temperatura de la bandeja de la cámara de liofilización según la curva de liofilización. El proceso completo de liofilización no debería requerir intervención manual, aunque es posible intervenir manualmente si fuera necesario. Sin embargo, algunos liofilizadores tienen un control automático incompleto, ya que solo realizan el seguimiento automático de la curva de liofilización, requiriendo el resto de la intervención manual.
El control automático de algunos liofilizadores solo se extiende hasta el final del proceso de liofilización. Los procesos posteriores a la liofilización, como la compresión de la cámara, la descongelación del condensador y la esterilización por vapor, no pueden realizarse automáticamente y requieren operación manual. La esterilización por vapor, en particular, implica numerosos controles de válvulas, lo que dificulta su operación manual. En estos casos, se debe seleccionar un liofilizador con un programa de esterilización automático.
Algunos liofilizadores utilizan microcomputadoras dedicadas para el control automático, que son fáciles de operar y programar. Muestran información en un lenguaje específico para la liofilización e incluyen una pantalla fluorescente, impresora y disquetes. Pueden almacenar simultáneamente docenas de programas de congelación, mostrando el contenido de cada uno, y el programa completo puede imprimirse. Otros liofilizadores utilizan instrumentos para el control automático, que son más complejos de operar y programar, y pueden almacenar menos programas de liofilización.
Los instrumentos de registro también son cruciales para los liofilizadores. Registran todo el proceso de liofilización al vacío para futuras consultas. La mayoría de los instrumentos de registro son registradores multipunto, capaces de registrar tanto puntos como texto directamente, y también cuentan con sistemas de visualización digital.
II. Dispositivos de muestreo
1. Dispositivo de muestreo intermedio
Algunos liofilizadores pequeños pueden equiparse con dispositivos de muestreo intermedio para extraer muestras para su observación y análisis durante el proceso de liofilización sin romper el vacío, con el fin de determinar el proceso.
2. Dispositivo de determinación del punto eutéctico
Los liofilizadores están equipados con dispositivos de determinación del punto eutéctico, que permiten determinar el punto eutéctico del producto durante la precongelación y controlar si el producto se funde durante la sublimación.
3. Dispositivo automático de carga y descarga de cajas y sistema de agua de refrigeración
Los liofilizadores pueden equiparse con dispositivos automáticos de carga y descarga de cajas para reducir los costos laborales y garantizar la integridad del producto.
Para algunos liofilizadores pequeños y medianos, la refrigeración por aire no es adecuada, y la instalación de una torre de refrigeración para la circulación resulta engorrosa. En estos casos, se puede instalar un sistema de circulación de agua de refrigeración. Este sistema consta de una bomba de agua, un depósito de agua y un enfriador, que circula con el suministro de agua de refrigeración en el liofilizador, manteniendo el enfriador la temperatura del agua requerida.