Процесс лиофилизации состоит из двух этапов: предварительного замораживания и сушки. Традиционные лиофилизаторы, независимо от производительности, обычно состоят из двух отдельных камер. Предварительное замораживание осуществляется в одной камере быстрой заморозки, после чего продукт переносится в сушильную камеру для сушки. Такая двухкамерная конструкция требует большей площади, а перемещение продукта между двумя камерами требует ручного труда. Помимо дополнительной площади и затрат на рабочую силу, этап перемещения также подвергает предварительно замороженный продукт воздействию температуры и влажности окружающей среды, что увеличивает риск частичного оттаивания, образования конденсата на поверхности и даже загрязнения — все это может ухудшить качество продукта и стабильность партии.
Компания Kemolo усовершенствовала эту технологию, объединив две камеры в одну, что позволяет выполнять как предварительное замораживание, так и сушку в одной камере. Такая интегрированная конструкция не только экономит ценное производственное пространство и исключает ручную перегрузку между камерами, но также сокращает общее время цикла и снижает риск повреждения продукта во время транспортировки. На этапе предварительного замораживания целевая температура продукта составляет от -40 до -35°C, что относительно низко, в то время как на этапе нагрева температура может достигать 70–80°C. Эти жесткие условия означают, что теплоноситель должен надежно работать в очень широком диапазоне температур — если бы в качестве теплоносителя использовалась чистая вода, она бы замерзла и не смогла бы циркулировать на этапе предварительного замораживания.
Именно здесь силиконовое масло оказывается незаменимым. Силиконовое масло обладает превосходной текучестью при низких температурах: оно не замерзает, не затвердевает и не кипит в диапазоне от -80 до 150 °C и всегда сохраняет стабильное жидкое состояние на протяжении всего цикла лиофилизации. Его вязкость остается низкой и позволяет перекачивать его даже при очень низких температурах, обеспечивая равномерную и эффективную передачу тепла к полкам и от них. В то же время оно не кипит и не испаряется при повышенных температурах нагрева, предотвращая колебания давления внутри циркуляционной системы.
Силиконовое масло также обладает превосходной химической стабильностью и не вызывает коррозии, что делает его очень подходящим для использования в лиофильной промышленности. Оно не вступает в реакцию с металлическими компонентами полок и трубопроводной системы, что продлевает срок службы оборудования и минимизирует техническое обслуживание. Кроме того, силиконовое масло имеет очень низкое давление паров, что означает, что оно не легко испаряется в сушильную камеру и не загрязняет продукт — критически важное преимущество для фармацевтических, пищевых и биологических применений, требующих строгой чистоты. Его низкая склонность к окислению и длительный срок службы дополнительно снижают частоту замены масла, а также связанные с этим простои и эксплуатационные расходы.
Следует отметить, что, поскольку силиконовое масло имеет относительно высокую температуру вспышки и воспламеняется при определенных условиях, производители лиофилизационных сушилок оснащают систему контролем температуры и давления, сигнализацией о качестве масла и надлежащей вентиляцией для обеспечения безопасной эксплуатации. Тем не менее, благодаря стабильному жидкому состоянию во всем диапазоне рабочих параметров, превосходной химической инертности, низкой летучести и длительному сроку службы, силиконовое масло остается предпочтительным теплоносителем в современных однокамерных лиофилизационных сушилках — и ключом к интегрированной, экономичной и высокоэффективной конструкции Kemolo.
