Lyophilisateur expérimental

Types de lyophilisateurs expérimentaux

Les lyophilisateurs sont des machines de séchage à l'échelle industrielle qui éliminent l'humidité des substances par le biais d'un processus de congélation, de réfrigération, de vide et de chauffage. Un lyophilisateur expérimental est utilisé à des fins commerciales ou en laboratoire pour diverses applications, notamment la conservation des aliments, le maintien de l'intégrité des échantillons biologiques et des produits pharmaceutiques et la rationalisation du processus de développement des produits.

Lors de l'examen des deux principaux types de lyophilisateurs : rotatifs et à plateaux : les différences dans la façon dont les produits sont séchés peuvent également être comprises. Les lyophilisateurs rotatifs ont tendance à ne sécher qu'une partie du produit à la fois. D'un autre côté, les lyophilisateurs expérimentaux à plateaux sont appelés lyophilisateurs non rotatifs ou rotatifs. Ces machines sèchent toutes les parties du produit simultanément. Les lyophilisateurs à plateaux sont également appelés sécheurs conventionnels. Ils sont couramment utilisés dans les arts culinaires car ils produisent des produits solides entiers comme les fruits et les légumes avec un minimum d'attention sur des parties spécifiques.

Une autre façon conventionnelle de classer les lyophilisateurs expérimentaux est en sécheurs directs et indirects. Dans les sécheurs indirects, les éléments chauffants sont placés loin du produit. Les lyophilisateurs à plateaux sont des sécheurs indirects. Inversement, les lyophilisateurs directs ont un contact direct entre les éléments chauffants et le produit par le biais de tambours ou de bandes chauffants.

De plus, le lyophilisateur non rotatif est encore classé en type plateau et type étagère. Le type plateau est doté de plateaux de différentes capacités et fonctionne avec une plus grande variété de produits comme la volaille et les produits d'élevage. En revanche, le type étagère est principalement utilisé pour les produits chimiques et biologiques.

Les lyophilisateurs rotatifs ont généralement des tambours collecteurs où l'humidité est collectée sous l'influence du vide. De plus, il existe également des machines de lyophilisation hybrides. Ils ont à la fois des types de plateaux et d'étagères où les plateaux sont également utilisés dans les unités de réfrigération rotatives. Ces unités ont tendance à occuper une très grande surface et les étagères sont placées sous des serpentins de réfrigération rotatifs.

Spécifications et entretien des lyophilisateurs expérimentaux

Le lyophilisateur est composé de divers composants, qui doivent tous être entretenus pour des performances durables. Les pièces comprennent le refroidisseur et le collecteur, entre autres. Voici quelques spécifications de la machine de lyophilisation, ainsi que leurs méthodes d'entretien :

• Taille du tambour : Le tambour de séchage d'un lyophilisateur est de forme cylindrique. Les dimensions mesurées varient d'une machine à l'autre. Les formes rondes et plates sont les deux formes les plus courantes du tambour de séchage. La taille du tambour choisie déterminera la quantité de nourriture pouvant être lyophilisée. Plus la taille du tambour est grande, plus la quantité de matière qui sera traitée sera importante.
• Pompe d'élimination de la vapeur d'eau : Un lyophilisateur élimine la vapeur d'eau de la matière en cours de séchage en aspirant la vapeur à travers une pompe à vide. L'entretien consiste à inspecter la machine de lyophilisation et à identifier toute fuite dans toute la machine. Ensuite, appliquez un manomètre à vide et laissez le système fonctionner pendant un certain temps. Arrêtez la pompe à vide et surveillez le temps de maintien sur le manomètre à vide. Si elle chute à un rythme régulier, il n'y a pas de fuite, mais si elle monte ou baisse brusquement, il y a une fuite quelque part et la pompe devra être entretenue davantage.
• Consommation électrique : La consommation électrique de la machine de lyophilisation expérimentale est calculée en watts. La quantité d'énergie utilisée dépendra de la teneur en eau de la matière séchée, de l'âge de la machine, de l'efficacité du système de réfrigération et du temps de séchage. Un lyophilisateur efficace utilisera moins d'énergie et le compteur d'énergie affichera des lectures basses.
• Serpentins de refroidissement du condenseur : Ces machines de lyophilisation expérimentales ont des serpentins qui ont besoin d'air pour circuler à travers eux. Un ventilateur ou une soufflante peut être installé pour aider à accomplir cette tâche. Le serpentin devra être entretenu en étant nettoyé régulièrement. Utilisez un chiffon doux et un nettoyant non corrosif pour essuyer toute poussière et saleté. Le nettoyage peut être effectué de façon occasionnelle ou fréquente, en fonction de la quantité de saleté que reçoit le serpentin.

Applications des lyophilisateurs expérimentaux

Les lyophilisateurs expérimentaux sont des sécheurs polyvalents qui peuvent être utilisés dans divers secteurs et applications. Voici quelques domaines clés où ces machines de lyophilisation sont appliquées :

• Industrie alimentaire

  La technologie de lyophilisation est couramment appliquée dans l'industrie alimentaire pour sécher divers aliments tels que les fruits, les légumes, la viande et les aliments pour animaux de compagnie. La lyophilisation valide la conservation des aliments, permettant de longues durées de conservation et de maintenir les valeurs nutritionnelles, les saveurs et les textures.

• Industrie pharmaceutique

  Les lyophilisateurs expérimentaux sont essentiels dans l'industrie pharmaceutique pour la production de médicaments. Ils sont utilisés pour développer et produire des vaccins, des anticorps, des hormones et d'autres composés thermosensibles. Le processus de lyophilisation améliore la stabilité des médicaments, prolonge leur durée de conservation et facilite la reconstitution des médicaments injectables.

• Industrie biotechnologique

  Dans l'industrie biotechnologique, les lyophilisateurs expérimentaux jouent un rôle essentiel dans la conservation des échantillons biologiques et des organismes. Ils sont utilisés pour lyophiliser des plasmides, des protéines, des enzymes, des cultures cellulaires et des micro-organismes. La lyophilisation garantit la stabilité et la viabilité de ces matières biologiques pour la recherche, le stockage et le transport.

• Industrie chimique

  La lyophilisation est utilisée dans l'industrie chimique pour sécher divers produits chimiques, réactifs et poudres fines. Elle est appliquée dans la synthèse chimique, le développement de formulations et la production de produits chimiques de spécialité et de catalyseurs.

• Industrie cosmétique

  Certains lyophilisateurs expérimentaux sont utilisés dans l'industrie cosmétique pour produire des ingrédients actifs lyophilisés, des probiotiques et d'autres formulations cosmétiques. La lyophilisation permet la concentration et la conservation de substances précieuses utilisées dans les soins de la peau, les soins capillaires et autres produits cosmétiques.

• Saveurs et parfums

  L'arôme et le goût des plantes naturelles, des fruits et d'autres matières sont obtenus par lyophilisation. En effet, la lyophilisation permet de conserver la saveur et le parfum d'origine des matières premières, qui sont ensuite utilisées dans la production d'arômes et de parfums.

Comment choisir un lyophilisateur expérimental

Lors du choix d'un lyophilisateur à des fins de recherche, les acheteurs doivent tenir compte de facteurs tels que la capacité de la machine, la surface des plateaux et les fonctions de contrôle de la température. Pour les processus de lyophilisation à l'échelle pilote ou à l'échelle commerciale, les lyophilisateurs industriels traditionnels à grande capacité et à grande surface de plateaux sont idéaux. Ces machines peuvent avoir une grande surface de plateaux de plus de 10 mètres carrés, une capacité de séchage de plus de 200 kg en 24 heures et sont entièrement automatisées. Les acheteurs doivent s'assurer que la machine de lyophilisation qu'ils achètent dispose d'un espace suffisant sur les plateaux de la chambre pour répondre aux exigences de leurs processus de recherche ou de production.

Outre la capacité et la surface des plateaux de la machine, les acheteurs doivent rechercher des lyophilisateurs dotés de capacités précises de contrôle et de surveillance de la température. En fin de compte, la perfection du processus de lyophilisation réside dans la capacité de contrôler la température de la matière congelée et la température des plateaux servant d'unités de transfert de chaleur.

Dans la plupart des cas, les plateaux d'un lyophilisateur sont maintenus à une température de -50 degrés Celsius à -85 degrés Celsius pour faciliter la congélation des matières. Certains lyophilisateurs avancés peuvent même atteindre des températures de plateaux de -150 degrés Celsius. La capacité d'atteindre des températures de plateaux aussi basses, la réfrigération à semi-conducteurs et les fonctions de contrôle de la température programmables automatisées garantissent que la matière lyophilisée subit un séchage uniforme et une préservation optimale de sa structure biochimique et de ses composés actifs.

De plus, les acheteurs doivent rechercher un lyophilisateur doté d'un condenseur haute efficacité conçu pour éliminer rapidement et efficacement l'humidité des échantillons. Un condenseur haute efficacité contribue également à réduire le temps de séchage et le processus, ce qui est particulièrement important dans les milieux de recherche où le temps est précieux et la préservation de l'intégrité de l'échantillon est cruciale. Les lyophilisateurs de qualité recherche ont généralement des condenseurs avec des serpentins non échangeurs de chaleur qui offrent des capacités maximales de maintien des échantillons et une circulation optimale du réfrigérant.

Étant donné que de nombreux échantillons précieux comme les milieux de culture et les échantillons biologiques peuvent échouer, les acheteurs doivent se procurer un lyophilisateur doté d'un enregistreur de données qui enregistre en permanence la température et la pression dans la chambre de séchage. Le lyophilisateur doit également être doté d'un système d'alarme qui envoie des alertes à l'utilisateur en cas d'écart de température ou de pression en dehors des paramètres prédéfinis. Cette fonction permettra aux chercheurs de surveiller le processus de séchage en temps réel, d'apporter les ajustements nécessaires et de maintenir l'intégrité de leurs échantillons.

Enfin, les acheteurs doivent choisir un lyophilisateur expérimental facile à nettoyer. Une machine conçue avec des détails de nettoyage critiques comme des plateaux amovibles, des crémaillères et des surfaces lisses est idéale. De plus, des fonctions de sécurité comme les commandes d'arrêt automatique, la protection contre les surchauffes et les verrous de porte sont cruciales car elles protègent les échantillons lyophilisés et offrent une protection contre tout risque d'exposition accidentelle ou de dysfonctionnement de l'équipement.

Foire aux questions sur le lyophilisateur expérimental

Q1 : Comment fonctionne un lyophilisateur expérimental ?

R1 : Un lyophilisateur expérimental fonctionne en congelant d'abord la matière, puis en la chauffant progressivement sous vide. La combinaison de basses températures et de vide élevé provoque la sublimation de la glace contenue dans la matière, laissant un produit sec et stable.

Q2 : Quels sont les avantages de l'utilisation d'un lyophilisateur expérimental ?

R2 : La lyophilisation offre plusieurs avantages, tels que la préservation de la structure, de la morphologie et de l'intégrité chimique de la matière, le maintien de l'activité biologique des matières biologiques, telles que les protéines, les enzymes et les anticorps, la simplification de la manipulation et du stockage et la modification des caractéristiques des matières.

Q3 : Quelles sont les limites de la lyophilisation ?

R3 : Parmi les limites de la lyophilisation, on peut citer le coût élevé de l'équipement et les temps de séchage prolongés, entre autres.

Q4 : Toutes les matières peuvent-elles être lyophilisées à l'aide d'un lyophilisateur expérimental ?

R4 : Non, toutes les matières ne peuvent pas être lyophilisées. Il est important de noter que la compatibilité des matières est l'un des premiers facteurs à prendre en compte lors du choix d'un lyophilisateur.