O documento discute o processo de liofilização, incluindo seu histórico, principais etapas e aplicações. A tecnologia teve início com os Incas, que liofilizavam batatas para produzir "chuño". O documento descreve os principais equipamentos de liofilização da linha Telstar, como o LyoQuest e o LyoAlfa, e seus usos em indústrias farmacêuticas, alimentícias e de pesquisa.

1. Liofilização

3. •Histórico
•Introdução
•Propagação de calor
•Diagrama de fases
•Etapas da liofilização
•Colapso
•Temperatura em um vial
•Secagem primária e secundária
•Linha Telstar
•Mercados
Sumário

4. •Tecnologia teve início com a civilização INCA;
•Batatas eram liofilizadas para obter “chuño”;
•Produto: Congelado durante a noite e liofilizado durante o dia nas altas montanhas;
Histórico

5. •O que é liofilização?
Introdução

6. •O que é liofilização?
Introdução
É um processo de secagem onde o material molhado (“Wet product”) é primeiramente congelado, obtendo estado sólido e logo após é transformado para o estado gasoso, através da sublimação – sem passar pelo estado líquido

7. •Condução: Método mais eficiente de transferência de calor
•Convecção: Um método mais lento de transferência de calor
•Radiação: Método menos eficiente de transferência de calor
Propagação de calor

8. Propagação de calor na liofilização

9. Diagrama de Fase

10. Diagrama de Fase e Liofilização

11. Durante o processo de liofilização, o “produto molhado” é:
•Primeiramente congelado em pressão atmosférica;
•Em seguida, a pressão é reduzida;
•Aumenta-se a temperatura para promover a sublimação de gelo para vapor;
•Vapor se direciona para o condensador de gelo onde é detido como gelo;
•Quando processo de secagem é finalizado, o gelo detido é derretido e drenado.
Diagrama de Fase e Liofilização

12. Etapas da Liofilização
•Pré-tratamento/Formulação;
•Dosagem do Produto (Frascos, Vials);
•Congelamento em pressão atmosférica;
•Secagem primária (sublimação) sob vácuo;
•Secagem secundária (dessorção) sob vácuo;
•Fechamento dos frascos sob vácuo parcial (quando a câmara possui esse sistema)
•Retirada do produto do liofilizador

13. Etapas da Liofilização

14. Colapso
•Se a pressão na sublimação subir:
–Devido ao fornecimento de calor excessivo por motivos da dificuldade no aumento dos vapores em passar pela fase seca;
–Ou devido a uma sobrecarga no condensador de gelo;
•A temperatura de sublimação também aumenta;
•A temperatura de congelamento pode estar acima da Tg, por isso a fase intersticial pode se comportar como “borracha” , vindo a se comportar cada vez menos viscosa, exibindo certa mobilidade;
•A fase já seca então, pode cair em colapso – ocorrendo obstrução;
•O aumento da temperatura pode levar a fusão.

15. Colapso
Em uma liofilização, durante a secagem primária, quando o gelo é sublimado, o produto deve ser mantido abaixo da temperatura de colapso.

16. Temperatura em um vial

17. Secagem Primária e Secundária
•A secagem primária tem como objetivo remover o gelo do produto com o mínimo de danos para a amostra e retenção da forma;
•Já a secagem secundária visa a retirada da umidade residual (tipicamente de 10% para abaixo de 2%)*.
* Etapa realizada somente pelos modelos LyoQuest Plus e LyoAlfa.
* Neste E-Book, não entraremos em detalhes a respeito da linha LyoBeta

18. Linha Telstar
LyoQuest
LyoAlfa
LyoBeta

19. LyoQuest
•Alta capacidade de condensação (6Kg / 24h) – dependendo do modelo;
•Controle básico para a série LyoQuest: permite controle da pressão automático e controle da temperatura da prateleira;
•Controle plus para a série LyoQuest Plus: permite controle da pressão automático e programação da temperatura da prateleira;
•Display touch-screen;
•Câmara (condensador) em aço inoxidável AISI 316;

20. LyoQuest
•Software de monitoramento (LyoLogger) – Opcional;
•Função de descongelamento automática;
•LyoQuest Plus permite trabalho totalmente automático ou semi- automático. Auto-start up e desligamento automático também inclusos;
•Controle da pressão: controle manual (para série LyoQuest) ou controle de vácuo automático (para série LyoQuest Plus);
•Conexões laterais com válvulas para vácuo e dreno;
•Função de descongelamento automática.

21. LyoQuest – Câmaras / Plataformas
Câmara Padrão com ou sem aquecimento
Câmara Padrão com 8 portas múltiplas
Câmara Padrão com 8 portas múltiplas e sistema de vedação
Câmara Padrão com sistema de vedação

22. LyoQuest – Câmaras / Plataformas
Câmara de Ampla Capacidade
Câmara de Ampla Capacidade com sistema de vedação
Plataforma com 40 portas múltiplas
Plataforma com 8 portas múltiplas
Pingadeira

23. Manifolds – Portas Múltiplas

24. Pingadeira

25. Frascos – Vials e Ampolas Vials
- 10 mL;
- 13,5 mL;
- 25 mL; Ampolas
- 1 mL;
- 2 mL;
- 5 mL;
- Etc...

26. Frascos – Em forma de pêra / Fundo plano Em forma de pêra
- 100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL; Fundo Plano
- 100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL;

27. Frascos – Fast Freezing
-100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL;
•Filtro (de papel):
• Ø 30 mm (p/ 100 e 250 mL)
• Ø 47 mm (p/ 500 e 1000 mL)

28. Componentes do Sistema 1 – Manifold com 08 portas; 2 - Painel Touch Screen; 3 - Dreno; 4 - Conexão elétrica e interruptor; 5 – Conexão RS-232 para Lyologger; 6 – Bomba de Vácuo; 7 – Conexão elétrica da bomba de vácuo; 8 – Câmara com prateleiras aquecíveis.

29. Detalhes adicionais
Antes do início do processo, é necessário abrir a válvula do dreno de água do condensador para assegurar que, todo o gelo condensado na operação prévia tenha sido eliminado. Caso contrário, comprometerá as condições de trabalho do equipamento

30. LyoQuest - Congelamento
•O Produto pode ser congelado previamente;
OU
•Ser congelado no condensador do equipamento;

31. LyoQuest - Liofilização
•No manifold:
–Logo após o condensador ter alcançado a temperatura programada:
1 – Ligue a bomba de vácuo;
2 – Conecte os frascos ou garrafas (com a amostra previamente congelada) nas válvulas conectadas ao condensador;
3 – Abra a válvula.
E se precisar adicionar frascos adicionais após início do processo?
1 – Feche todas as válvulas;
2 – Conecte o novo frasco e abra sua válvula correspondente;
3 – Espere 10-15 segundos de modo que o vácuo seja restaurado;
4 – Abra a válvula dos frascos restantes.

32. LyoQuest - Liofilização
•Na câmara:
Dentro do Condensador Fora do Condensador - Recarregar somente prateleiras inferior e mediana *Fornecimento de vácuo no topo do condensador.
- Recomendada para situações onde as três prateleiras serão recarregadas

33. LyoQuest – Modos de Liofilização

34. Exemplo de Amostras Liofilizadas Leite Desnatado
Cogumelo Champignon
Sorvete de Astronauta

35. Vantagens - LyoQuest
LyoQuest - TelStar
Concorrência
Capacidade (Gelo)
5 Kg/24h ou 6 Kg/24h [Dependendo a versão]
2,0 Kg/24h
Capacidade da Bomba de Vácuo
6,0 m³/h
2,5 m³/h
Temperatura de Trabalho
- 55 ºC ou - 85 ºC [Dependendo a versão]
- 55 ºC

36. LyoAlfa
•Alta capacidade de condensação (16,5 Kg ou 22 Kg) – dependendo do modelo;
•Display touch-screen;
•Câmara (condensador) em aço inoxidável AISI 316;
•Software de monitoramento (LyoLogger) – Opcional;
•Função de descongelamento automática;
•Duas escolhas de temperatura (de acordo com modelo): -55º ou -85ºC;
•Controle da pressão: controle de vácuo automático;
•Válvula de isolamento entre a câmara e o condensador (muito útil para testar o end point da liofilização através do controle do aumento da pressão na câmara.

37. LyoAlfa

38. LyoAlfa - Câmaras / Plataformas Câmara Plataforma com 12 portas múltiplas e base adaptadora Câmara com sistema de vedação Plataforma com 40 portas múltiplas

39. Frascos – Vials e Ampolas Vials
- 10 mL;
- 13,5 mL;
- 25 mL; Ampolas
- 1 mL;
- 2 mL;
- 5 mL;
- Etc...

40. Frascos – Em forma de pêra / Fundo plano Em forma de pêra
- 100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL; Fundo Plano
- 100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL;

41. Frascos – Fast Freezing
-100 mL
- 250 mL;
- 500 mL;
- 1000 mL;
•Filtro (de papel):
• Ø 30 mm (p/ 100 e 250 mL)
• Ø 47 mm (p/ 500 e 1000 mL)

42. LyoBeta
•Pesquisa e Desenvolvimento
•Acompanha software básico (p/ monitoração)
–P/ controle, há outro (opcional): SCADA LyoSuite Software;
•Válvula Butterfly (isolar a câmara do condensador);
•Capacidade maior.
- Para saber mais, consulte a assessoria científica SPLABOR

43. Mercados
•Indústria Farmacêutica
–Vacinas;
–Oncologia;
–Ciências Veterinárias;
•Medicina
–Bancos de tecidos e ósseos;
•Indústria Alimentícia
–Produtos específicos, Ex: geléia real, extrato de cenoura, frutas, derivados do leite, especiarias;
•Indústria Química
–Reativos feitos para analistas;
•Centros Biotecnológicos
-Produtos p/ saúde humana: câncer, coração, pressão, Alzheimer;
•Centros Oceanográficos
-Alimentos p/ peixes;
-Toxicidade em peixes;
•Agricultura e Pecuária
-Excrementos;

44. Dúvidas?

45. Obrigado!
Alisson Linard Assessor Científico assessoria@splabor.com.br Referência: Material de Apoio TelStar