Лиофилизатор или распылительная сушилка: что лучше подходит для вашего продукта?

Ни один из этих методов не является безусловно лучшим. Лиофилизатор и распылительная сушилка позволяют решать разные задачи, связанные с продуктом и технологическим процессом. Правильный выбор зависит от исходного сырья, качественных характеристик, которые необходимо сохранить, требуемой конечной формы, планируемого режима работы партии или производственного цикла, а также от данных, полученных в ходе испытаний.

Лиофилизатор и распылительная сушилка: краткое сравнение

Выбирайте лиофилизацию, если решающим фактором является структура продукта или процесс восстановления

Сублимационную сушку часто рассматривают в тех случаях, когда материал чувствителен к температурным условиям и образованию капель при применении других методов сушки, либо когда важно сохранить пористую структуру и обеспечить контролируемое восстановление. Продукт сначала замораживают, поэтому поведение состава во время замораживания является неотъемлемой частью процесса, а не деталью, которую можно игнорировать.

При проведении исследований по лиофилизации необходимо учитывать поведение материала при замораживании, глубину заполнения, температуру продукта, давление в камере, производительность конденсатора, а также конечные показатели первичной и вторичной сушки. Цикл, в результате которого получается на вид сухой осадок, не всегда является приемлемым; окончательное решение должно основываться на показателях качества, значимых для данного продукта.

Выбирайте распылительную сушку, если требуется получить порошок из сырья, пригодного для перекачивания

Распылительная сушка актуальна в тех случаях, когда жидкое сырье необходимо непосредственно преобразовать в порошок и его можно подавать через предлагаемую систему распыления. Она позволяет команде разработчиков контролировать условия подачи сырья, процесс распыления, условия на входе и выходе, воздушный поток и выход порошка.

У этого метода все же есть ограничения. Липкие вещества могут оседать на стенках камеры или на оборудовании для улавливания. Взвешенные частицы могут влиять на работу форсунок и стабильность подачи. Чувствительность к температуре невозможно оценить только по температуре на входе, поскольку в процессе сушки капель продукт подвергается воздействию изменяющихся температур и влажности.

Не выбирайте только режимы “Низкая температура” или “Быстрая сушка”

Лиофилизацию обычно называют низкотемпературной сушкой, а распылительную сушку — быстрой сушкой. Оба этих утверждения являются неполными, если использовать их в качестве критериев при выборе оборудования. Цикл сублимационной сушки может подвергать продукт длительной обработке и нагрузкам на рецептуру во время замораживания. Капли, полученные при распылительной сушке, могут иметь короткое время пребывания, но фактическое поведение продукта зависит от состава сырья, размера капель и условий сушки.

Спросите, какой критический показатель качества подвергается риску и как его будут измерять. Это гораздо полезнее, чем выбирать технологию, основываясь лишь на сравнении одной температуры или одного временного показателя.

Сравните итоговые требования к продукту

Начните с составления письменного профиля целевого продукта. В случае лиофилизированного продукта соответствующие требования могут включать внешний вид пресса, остаточную влажность, восстановление, стабильность или сохраняемую активность. В случае порошка, полученного методом распылительной сушки, команда может оценивать влажность, выход, насыпную плотность, сыпучесть, растворимость, распределение частиц или другие свойства, характерные для конкретной области применения.

Не все испытания применимы ко всем видам продукции, и ни один из этих процессов не гарантирует результат до проведения репрезентативных испытаний. В предложении по оборудованию должно быть указано, какие рабочие параметры находятся под контролем, а за проведение каких испытаний продукции отвечает покупатель.

Сравнение пропускной способности, энергозатрат и совокупной стоимости процесса

Неверно предполагать, что любая распылительная сушилка обязательно дешевле или энергоэффективнее любой лиофилизационной сушилки. На экономическую эффективность влияют такие факторы, как размер оборудования, объем растворителя, очистка выхлопных газов, холодильная система, вакуум, нагрев, очистка, герметичность, потери при рекуперации, трудозатраты и требуемое время цикла.

Сравнивайте предложения, исходя из одних и тех же критериев: состав сырья, количество удаляемого растворителя, требуемый объем продукции, график работы, потери при сборе или разгрузке, расход коммунальных ресурсов и ожидания по очистке. Более низкая цена оборудования может быть нивелирована низким коэффициентом извлечения или неподходящим качеством продукта; более длительный цикл производства все же может быть оправдан, если это позволяет сохранить важный показатель качества продукта.

Используйте пилотные испытания для устранения неопределенностей перед переходом на промышленное производство

В случае неопределённости в отношении поведения сырья принятию решения о выборе основного оборудования должны предшествовать репрезентативные лабораторные испытания. Исследование методом лиофилизации может помочь определить приемлемое направление цикла. Лабораторные испытания методом распылительной сушки позволяют оценить особенности распыления, осаждения и сбора продукта. Ни один из этих тестов не гарантирует автоматически полномасштабную производительность.

Зафиксируйте рецептуру, порядок подготовки проб, условия работы, материальный баланс и результаты испытаний продукции. При переходе на пилотный или промышленный масштаб определите, какие переменные должны оставаться сопоставимыми, а какие требуют проведения новых разработок.

Вопросы, которые следует включить в запрос предложений

• Каковы точный состав сырья, система растворителей и содержание твердых веществ?
• Какие показатели качества продукции необходимо сохранить или обеспечить?
• Какой конечный вид требуется: торт, кусочки, порошок или что-то другое?
• Какой размер партии или производительность требуются, и по какому графику работы?
• Какие требования к очистке, локализации и контакту с продуктом применяются?
• Имеются ли легковоспламеняющиеся растворители, биологические опасности или другие ограничения, связанные с безопасностью?
• Какие коммуникации и место для установки имеются в наличии?
• Какие данные клинических испытаний уже имеются, а какие гипотезы ещё требуют проверки?

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли сушка методом лиофилизации является лучшим способом для термочувствительных продуктов?

Нет. Этот метод часто рассматривается в отношении чувствительных материалов, однако его применимость зависит от поведения материала при замораживании, состава, условий цикла и качественных характеристик, которые необходимо сохранить. По-прежнему требуется проведение исследования с учетом конкретного продукта.

Является ли распылительная сушка всегда более экономичным вариантом?

Нет. Общая стоимость зависит от конфигурации оборудования, расхода коммунальных ресурсов, системы вытяжки и утилизации растворителей, рекуперации, очистки, затрат на рабочую силу и производительности. Сравните оба процесса с учетом одинаковых исходных материалов и условий эксплуатации.

Можно ли с помощью лиофилизатора получить порошок, готовый к употреблению?

С помощью этого метода можно получить сухой пористый материал, однако конечная форма продукта, а также последующее измельчение или дальнейшая обработка зависят от конкретного продукта и технологического процесса. Распылительная сушка предназначена для получения порошка непосредственно из распыленной жидкой сырьевой смеси.

Можно ли при разработке одного продукта использовать оба метода?

Да. Когда целевой показатель качества ещё не определён, сравнительные испытания позволяют выяснить, как каждый из способов влияет на продукт. Решение следует принимать на основе результатов измерений, а не исходя из общих отраслевых предпочтений.

Выберите процесс, исходя из конечного продукта

Используйте Линейка лиофилизаторов Lanphan и Линейка распылительных сушилок Lanphan в качестве отправной точки для обсуждения оборудования. Чтобы ознакомиться с основами распылительной сушки, просмотрите для чего предназначена распылительная сушилка.

Прежде чем запрашивать конфигурацию, предоставьте информацию о фактическом сырье, требуемом конечном виде продукта, целевых показателях качества, предполагаемом масштабе производства и известных ограничениях по безопасности. После этого специалисты компании Lanphan смогут обсудить, какой способ сушки является целесообразным и что еще необходимо подтвердить в ходе испытаний.