Liofilizador frente a secador por atomización: ¿cuál es el más adecuado para tu producto?

Ninguno de los dos métodos es mejor en todos los casos. Un liofilizador y un secador por atomización resuelven problemas distintos relacionados con el producto y el proceso. La elección adecuada depende de la materia prima, de las características de calidad que deban preservarse, de la forma final requerida, del flujo de trabajo previsto para los lotes o la producción, y de los datos disponibles procedentes de los ensayos.

Liofilizador frente a secador por atomización: comparación rápida

Opta por la liofilización cuando la estructura del producto o su reconstitución sean factores determinantes en la decisión

La liofilización suele considerarse cuando el material es sensible a las condiciones térmicas y a la transformación de líquido en gotitas que se dan en otros métodos de secado, o cuando es importante obtener una estructura porosa y una reconstitución controlada. El producto se congela primero, por lo que el comportamiento de la formulación durante la congelación forma parte del proceso, y no es un detalle que pueda ignorarse.

En un estudio de liofilización deben tenerse en cuenta el comportamiento durante la congelación, la profundidad de llenado, la temperatura del producto, la presión de la cámara, la capacidad del condensador y el punto final del secado primario y secundario. Un ciclo que dé como resultado una torta de aspecto seco no es automáticamente aceptable; la decisión final debe basarse en los atributos de calidad relevantes para el producto.

Opta por el secado por pulverización cuando el producto final que se desea obtener sea un polvo a partir de una materia prima bombeable

El secado por pulverización resulta adecuado cuando es necesario convertir directamente una materia prima líquida en polvo y esta puede suministrarse a través del sistema de atomización propuesto. Permite al equipo de desarrollo controlar las condiciones de la materia prima, la atomización, las condiciones de entrada y salida, el flujo de aire y la recuperación del polvo.

El método sigue teniendo limitaciones. Es posible que se depositen materiales pegajosos en la cámara o en el equipo de recuperación. Las partículas en suspensión pueden afectar a las boquillas y a la estabilidad de la alimentación. La sensibilidad al calor no puede evaluarse únicamente a partir de la temperatura de entrada, ya que el producto sufre variaciones de temperatura y humedad durante el secado de las gotas.

No elijas únicamente los programas “Baja temperatura” o “Secado rápido”

La liofilización se suele describir como un secado a baja temperatura, y el secado por atomización como un secado rápido. Ambas afirmaciones son incompletas cuando se utilizan como criterios de compra. Un ciclo de liofilización puede someter al producto a largos tiempos de procesamiento y a tensiones en la formulación durante la congelación. Las gotitas secadas por atomización pueden tener tiempos de residencia cortos, pero la respuesta real del producto depende de la composición de la materia prima, el tamaño de las gotitas y las condiciones de secado.

Pregunta qué atributo crítico de calidad está en riesgo y cómo se medirá. Eso resulta más útil que elegir una tecnología basándose únicamente en una comparación de temperatura o tiempo.

Compara los requisitos del producto final

Empieza por elaborar un perfil del producto objetivo por escrito. En el caso de un producto liofilizado, los requisitos pertinentes pueden incluir el aspecto del bloque, la humedad residual, la reconstitución, la estabilidad o la actividad conservada. En el caso de un polvo secado por atomización, el equipo puede evaluar la humedad, la recuperación, la densidad aparente, la fluidez, la solubilidad, la distribución de partículas u otra propiedad específica de la aplicación.

No todas las pruebas son aplicables a todos los productos, y ninguno de los dos procesos garantiza un resultado antes de realizar ensayos representativos. La propuesta de equipamiento debe indicar qué variables de funcionamiento se controlan y qué pruebas del producto siguen siendo responsabilidad del comprador.

Compara el rendimiento, los servicios y el coste total del proceso

No es correcto dar por sentado que todos los secadores por atomización son más baratos o más eficientes energéticamente que todos los liofilizadores. El tamaño del equipo, la carga de disolvente, el tratamiento de los gases de escape, la refrigeración, el vacío, la calefacción, la limpieza, la contención, las pérdidas por recuperación, la mano de obra y la duración del ciclo requerida son factores que influyen en la rentabilidad.

Compara los presupuestos utilizando los mismos criterios: composición de la materia prima, cantidad de disolvente que hay que eliminar, rendimiento del producto requerido, programa de funcionamiento, pérdidas por recogida o descarga, servicios públicos y expectativas de limpieza. Un precio más bajo del equipo puede verse contrarrestado por una recuperación deficiente o un producto inadecuado; un proceso por lotes más largo puede seguir estando justificado cuando protege una característica crítica del producto.

Utiliza los ensayos para resolver las incertidumbres antes de pasar a la producción a gran escala

Cuando no se conoce con certeza el comportamiento del producto, es recomendable realizar ensayos de laboratorio representativos antes de tomar una decisión importante sobre el equipo. Un estudio de liofilización puede ayudar a definir una secuencia de ciclo viable. Un ensayo de secado por pulverización en laboratorio puede mostrar el comportamiento de la atomización, la deposición y la recogida. Ninguna de estas pruebas garantiza automáticamente el rendimiento a escala real.

Registra la formulación, la preparación de las muestras, las condiciones de funcionamiento, el balance de materiales y los resultados de los ensayos del producto. Al pasar a la escala piloto o de producción, identifica qué variables deben seguir siendo comparables y cuáles requieren un nuevo trabajo de desarrollo.

Preguntas que deben incluirse en una solicitud de presupuesto

• ¿Cuál es la composición exacta de la materia prima, el sistema de disolventes y el contenido en sólidos?
• ¿Qué atributos de calidad del producto deben protegerse o crearse?
• ¿Qué formato final se requiere: tarta, porciones, en polvo u otro formato?
• ¿Qué tamaño de lote o ritmo de producción se necesita, y con qué horario de funcionamiento?
• ¿Qué requisitos de limpieza, contención y contacto con el producto se aplican?
• ¿Existen disolventes inflamables, riesgos biológicos u otras restricciones de seguridad?
• ¿De qué servicios y espacio de instalación se dispone?
• ¿De qué datos de ensayos se dispone y qué afirmaciones aún deben someterse a pruebas?

Preguntas frecuentes

¿Es la liofilización siempre la mejor opción para los productos sensibles al calor?

No. Aunque a menudo se tiene en cuenta para materiales sensibles, su idoneidad depende del comportamiento ante la congelación, la formulación, las condiciones del ciclo y las características de calidad que deben conservarse. Sigue siendo necesario realizar un estudio específico para cada producto.

¿Es el secado por pulverización siempre la opción más económica?

No. El coste total depende de la configuración del equipo, los servicios públicos, el sistema de extracción y la gestión de disolventes, la recuperación, la limpieza, la mano de obra y el rendimiento. Compare ambos procesos utilizando el mismo material y en las mismas condiciones de funcionamiento.

¿Puede un liofilizador producir un polvo listo para usar?

Puede producir un material seco y poroso, pero la forma final y cualquier operación posterior de molienda o manipulación dependen del producto y del proceso. El secado por pulverización está diseñado para recoger el polvo directamente a partir de la materia prima líquida atomizada.

¿Se pueden utilizar ambos métodos en el desarrollo de un mismo producto?

Sí. Cuando aún no se ha fijado el objetivo de calidad, los ensayos comparativos pueden aclarar cómo afecta cada método al producto. La decisión debe basarse en resultados medidos y no en una preferencia genérica del sector.

Elige el proceso partiendo del producto

Utiliza el Gama de liofilizadores Lanphan y Gama de secadores por pulverización Lanphan como puntos de partida para el debate sobre los equipos. Para conocer los fundamentos del secado por pulverización, consulta Para qué sirve un secador por pulverización.

Antes de solicitar una configuración, envíe la información sobre la materia prima, el formato final requerido, los objetivos de calidad, la escala prevista y las restricciones de seguridad conocidas. De este modo, Lanphan podrá analizar qué método de secado resulta más adecuado y qué aspectos aún deben confirmarse mediante pruebas.