04-冻干工艺培训教材第二章、真空冷冻干燥原
理
第一节冷冻干燥的原理
一、冻干的概念、目的及应用
冷冻干燥确实是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直截了当从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形状,且制品复水性极好。
利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直截了当由固态在不发生熔化的情形下变成汽态。与其他干燥方式相比幸免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在储存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
真空冷冻干燥技术要紧应用于：
热稳固性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干；
为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组织的处理；
以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、果蔬的冻干；
在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。以保持生鲜物质不变性的人参、蜂皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工；
超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速反应工程的催化剂的处理等。
二、冷冻干燥的原理及优点
1、水的状态平稳图
物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图1-1示出水（H2O）的状态平稳图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时，不管如何样加大压力，水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。在三相点以下，不存在液相。若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会不经液相直截了当变成汽相，这一过程称为升华。
图2-1水的三相平稳图
真空冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直截了当升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝聚器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动的过程。这种变化和移动发生在低温低压下。因此，真空冷冻干燥的差不多原理确实是低温低压下传质传热的机理。
2、冷冻干燥的优点
冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：
冷冻干燥在低温下进行，因此在关于许多热敏性的物质专门适用。如蛋白质、微生物之类，可不能发生变性或失去生物活力。
在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行。因此能保持原先的性状。
在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分缺失专门小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。
由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原先的结构，可不能发生浓缩现象。干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎赶忙复原原先的性状。
在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了爱护。
干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期储存而不变质。
第二节冷冻干燥的一样过程
需要冻干的物品需配制成一定浓度的液体，为了能保证干燥后有一定的形状，一样冻干产品应配制成含固体物质浓度在4%～25%之间的稀溶液，以浓度为10%～15%最佳。
这种溶液中的水，大部分是以分子的形式存在于溶液中的自由水；少部分是以分子吸附在固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基团上的结合水。固定于生物体和细胞中的水，大部分是能够冻结和升华的自由水，还有一部分不能冻结、专门难除去的结合水。冻干确实是在低温、真空环境中除却物质中的自由水和一部分的吸附于固体晶格间隙中的结合水。因此，冷冻干燥过程一样分三步进行，即预冻结、升华干燥（或称第一时期干燥）、解析干燥（或称第二时期干燥）。
一、预冻结
预冻确实是将溶液中的自由水固化，给予干后产品与干燥前相同的形状，防止抽空干燥时起泡、浓缩和溶质移动等不可逆变化发生，尽量减少由温度引起的物质可溶性减少和生命特性的变化。
1、预冻的方法
溶液的预冻方法有两种：冻干箱内预冻法和箱外预冻法。
箱内预冻法是直截了当把产品放置在冻干机内的多层搁板上，由冻干机的冷冻机来进行冷冻，大量的小瓶和安瓶进行冻干时为了进箱和出箱方便，一样把小瓶或安瓶分放在若干金属盘内，再装进箱子，为了改善热传递。有些金属盘制成可抽活底式，进箱时把底抽走，让小瓶直截了当与冻
干箱的金属板接触；关于不可抽底的盘子，要求盘底平坦，以获得产品的均一性。采纳旋冻法的大血浆瓶要事先冻好后加上导热用的金属架后再进箱进行冷冻。
箱外预冻法有二种方法。有些小型冻干机没有进行预冻产品的装置，只能利用低温冰箱或酒精加干冰来进行预冻。另一种是专用的旋冻器，它可把大瓶的产品边旋转边冷冻成壳状结构，然后再进入冻干箱内。
图2-2旋转型冷冻
还有一种专门的离心式预冻法，离心式冻干机就采纳此法。利用在真空下液体迅速蒸发，吸取本身的热量而冻结。旋转的离心力防止产品的气体逸出，使产品能“安静地”冻结成一定的形状。转速一样为800转/分左右。
图2—3 靠离心或旋转液体形成楔状或壳状
2、预冻的过程：
水溶液温度降到一定时，按照溶液共晶浓度，浓度淡溶液里开始结冰，那个温度就叫结冰点。一样来讲结冰点受浓度的支配与浓度一起下降。溶液温度低于结冰点时，溶液中的一部分会结晶析出，剩下的溶液浓度将会上升，就如此结冰点下降，接着连续冷却，冰结晶随着冷却而增加，剩下的溶液浓度随之而增大。但是温度降到某一点时剩下的溶液就全部冻结，这时的冻结物里混杂着冰晶体，这时的温度确实是共晶点。
溶液需过冷到冰点以后，其内产生晶核以后，自由水才会开始以冰的形式结晶，同时放出结晶热使其温度上升到冰点，随着晶体的生长，溶液浓度的增加，当浓度达到共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就会全部冻结。
溶液结晶的晶粒数量和大小除了与溶液本身的性质有关以外，还与晶核生成速率和晶体生长速率有关。而晶核生成速率和晶体生长速率这两个因素又是随温度和压强的变化而变化的，因此，我们能够通过操纵温度和
压强来操纵溶液结晶的晶粒数量和大小。一样来讲，冷却速度越快，过冷温度越低，所形成的晶核数量越多，晶体来不及生长就被冻结，现在所形成的晶粒数量越多，晶粒越细；反之晶粒数量越少，晶粒越大。
晶体的形状也与冻结温度有关。在0oC邻近开始冻结时，冰晶呈六角对称形，在六个主轴方向向前生长，同时，还会显现若干副轴，所有冰晶连接起来，在溶液中形成一个网络结构。随着过冷度的增加，冰晶将逐步丧失容量辨认的六角对称形式，加之成核数多，冻结速度快,可能形成一种不规则的树枝型，它们有任意数目的轴向柱状体，而不象六方晶型那样只有六条。
图2-4冷冻干燥碎片，表示冰升华后间隙（无比例）
生物体液（如血液血浆、肌肉浆液、玻璃体液等）结冰形成的结晶单元，往往与单一成分的水溶液形成的冰晶类型相似。结晶类型要紧取决于冷却速度和体液浓度，例如血浆、肌肉浆液等在正常浓度下结冰时，在较高零下温度、慢冷却速度下形成六方结晶单元，快速冷却至低温时形成不规则树枝状晶体。
细胞悬浮液（如红血球、白血球、精子、细菌等悬浮于蒸馏水、血浆或其他悬浮介质中），在高零下温度缓慢结冰时，悬浮液中大量的冰生长，将细胞挤在两冰柱之间的狭窄管道中，管道内的悬浮介质因水析出结冰而溶质浓缩，细胞内的水通过细胞膜渗透出细胞，又造成细胞内溶质的浓缩。与此同时，胞外冰的生长，还将迫使细胞物质体积缩小、变形。但现在细胞内不结冰。当在低温下快速结冰时，则细胞内将形成胞内冰。冰的大小、形状和分布与冷却速度、爱护剂的存在与否、爱护剂的性质以及细胞内水的含量有关，一样讲来，冷却速度越快、温度越低，细胞内形成的冰越多。悬浮液中添加非渗透性爱护剂，能够使快速结冰时细胞内形成的冰数目减少。
溶液结晶的形式对冻干速率有直截了当的阻碍。冰晶升华后留下的间隙是后续冰晶升华时水蒸气的逸出通道，大而连续的六方晶体升华后形成
的间隙通道大，水蒸汽逸出的阻力小，因而制品干燥速度快，反之树枝形和不连续的球状冰晶通道小或不连续，水蒸汽靠扩散或渗透才能逸出，因而干燥速度慢。因此仅从干燥速率来考虑，慢冻为好。
此外，冻结的速率还与冻结设备的种类、能力和传热介质等有关。
预冻会对细胞和生命产生一定的破坏作用，其机理是专门复杂的，一样认为，预冻过程中水结冰所产生的机械效应和溶质效应是引起生化药品在冻干过程中失活或变性的重要因素。机械效应是指水结冰时体积增大，致使活性物质活性部位中一些弱分子力键受到破坏，从而使活性缺失；溶质效应是指水结冰以后引起溶质浓度上升以及由于各种溶质在各种温度条件下溶解度变化不一致引起pH值的变化，导致活性物质所处的环境发生变化而造成失活或变性。对这种现象可采纳下列措施解决：①预冻采纳速冻法，先将搁板温度降至－45OC，再放入产品急速冷冻，形成细微冰晶，使其来不及产生气械效应。②选用缓冲剂时要选用溶解度相当的缓冲配对盐。
③加入产品爱护剂。
升华时期时刻的长短与下列因素有关：①产品的品种：共熔点温度较高的产品容易干燥，升华的时刻短些；②每瓶内的装量（正常的干燥速率大约为1mm/h）、总装量、玻璃容器的形状、规格；③升华时提供的热量；
④冻干机本身的性能。
二、升华干燥（第一时期干燥）
升华干燥也称为第一时期干燥。将冻结后的产品置于密封的真空容器中加热，其冰晶就会升华成水蒸汽逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后残留下的间隙变成尔后升华水蒸汽的逸出通道。已干燥层和冻结部分的分界面称为升华界面。在生物制品干燥中，升华界面约为每小时1mm的速度向下推进。当全部冰晶除去时，第一时期干燥就完成了，现在约除去全部水分的90%左右。
产品在升华干燥时要吸取热量，一克冰全部变成水蒸汽大约需要吸取6 70卡左右的热量。因此升华时期必须对产品进行加热。当冻干箱内的真空度降至10Pa（可按照制品要求而定）以下，就能够开始给制品加热，为产
品升华提供能量，且冻干箱内的真空度应操纵在10-30Pa之间最有利于热量的传递，利于升华的进行。
第一时期升华干燥是冷冻干燥的关键时期，大部分的水在这一时期被升华。若操纵不行，会直截了当阻碍产品的外观质量和冻干时刻。若搁板的温度过高，搁板向产品提供的热量大于水分升华所吸取的热量，则产品温度连续上升，当产品温度超过其共熔点时，则产生喷瓶或瓶底变空的现象，阻碍产品的外观质量。赋形剂的选择和用量对冻干生化药品的外观阻碍专门大。由于各个产品的性质不相同、配方各不同、离子浓度各不相同，对赋形剂选择和用量要求各不一样，若操纵不行，冻干后的产品外观成为不易溶解的蜂窝状或粉状，而不能成为结构疏松、易于溶解的网状结构，阻碍药品的外观质量。但由于产品升华时，升华面不是固定的。而是在持续的变化，同时随着升华的进行，冻结产品越来越少。因此造成对产品温度测量的困难，利用温度计来测量均会有一定的误差。能够利用气压测量法来确定升华时产品的温度，把冻干箱和冷凝器之间的阀门迅速地关闭1
－2秒的时刻（切不可太长）。然后又迅速打开，在关闭的瞬时观看冻干箱内的压强升高情形，计下压强升高到某一点的最高数值。从冰的不同温度的饱和蒸汽压曲线或表上能够查出相应数值，那个温度值确实是升华时产品的温度。产品的温度也能通过对升华产品的电阻的测量来推断。如果测得产品的电阻大于共熔点时的电阻数值，则讲明产品的温度低于共熔点的温度；如果测得的电阻接近共熔点时的电阻数值，则讲明产品温度已接近或达到共熔点的温度。
第一时期干燥终止能够通过以下现象判定：
干燥层和冻结层的交界面到达瓶底并消逝。
产品温度上升到接近产品共溶点的温度。
冻干箱的压力和冷凝器的压力接近，且两者间压力差坚持不变
当关闭干燥室与冷凝器之间的阀门时，压强上升速率与渗漏相压器近（需要预先检查渗漏的速率）。
当在多歧管上干燥时，容器表面上的冰或水珠消逝，其温度达到环境温度。
通常在此基础上还要延长30分钟到1小时的时刻再转到第二步干燥，以保证没有残留的冰。
三、解析干燥（第二时期干燥）
解析干燥也称第二时期干燥。在第一时期干燥终止后，产品内还存在1 0%左右的水分吸附在干燥物质的毛细管壁和极性基团上，这一部分的水是未被冻结的。当它们达到一定含量，就为微生物的生长繁育和某些化学反应提供了条件。实验证明：即使是单分子层吸附以下的低含水量，也能够成为某些化合物的溶液，产生与水溶液相同的移动性和反应性。因此为了改善产品的贮存稳固性，延长其储存期，需要除去这些水分。这确实是解析干燥的目的。
由于这一部分水分是通过范德华力、氢键等弱分子力吸附在药品上的结合水，因此要除去这部分水，需要克服分子间的力，需要更多的能量。现在能够把制品温度加热到其承诺的最高温度以下（产品的承诺温度视产品的品种而定，一样为25℃-40℃左右。病毒性产品为25℃，细菌性产品为30℃，血清、抗菌素等可高达40℃），坚持一定的时刻（由制品特点而定），使残余水分含量达到预定值，整个冻干过程终止。
如果制品共晶点较高，系统的真空度也能保持良好，凝聚器的制冷能力充裕，则也可采纳一定的升温速度，将搁板温度升高至承诺的最高温度，直至冻干终止，但也需保证制品在大量升华时的温度不得超过共晶点。
在解析干燥时期由于产品内逸出水份的减少，冷凝器温度的下降又引起系统内水蒸气压力的下降，如此往往使冻干箱的总压力下降到低于10Pa，这就使冻干箱内对流的热传递几乎消逝。为了改进冻干箱传热，使产品温度较快地达到最高承诺温度，以缩短解析干燥时期时刻，要对冻干箱内的压强进行操纵，操纵的压强范畴在15～30Pa之间。
产品温度到达许可温度之后，为了进一步降低产品内的残余水份含量，需要复原高真空度，同时，冷凝器由于负荷减少也达到了极限低温，如此冻干箱和冷凝器之间水蒸气压力差达到了最大值。这种状况专门有利于产品内残余水份的逸出。
由于冻干药品中的残留水分对冻干生化药品的阻碍专门大，残留水分过多，生化活性物质容易失活，大大降低了稳固性。操纵冻干药品中的残留水分，关键在于第二时期再干燥的操纵。在这一时期中，温度要选择能承诺的最高温度；真空度的操纵尽可能提升，有利于残留水分的逸出；连续的时刻越长越好，一样过程需要4-6小时；对自动化程度较高的冻干机可采取压力升高试验对残留水分进行操纵，保证冻干药品的水分含量少于3%。
冻干曲线的制定
生物制品的冷冻干燥产品，需要有一定的物理形状、均一的颜色、合格的残余水份含量、良好的溶解性、高的存活率或效价，长的储存期。因此，不仅要对配制过程和冻干后的密封储存进行操纵。更重要的是对冷冻干燥过程的每一时期的各参数进行全面的操纵，才能得到优质的产品。冻干曲线和时序确实是进行冷冻干燥过程操纵的差不多依据。
冻干曲线确实是表示冻干过程中产品的温度、压力随时刻变化的关系曲线；冻干时序是在冻干过程中不同时刻，各种设备的启闭运行情形。冻干加工中最重要的过程参数是制品的温度和干燥箱内的压力。关于某一个体的冻干机，由于制品的温度与搁板温度或箱内空间温度有一定依从关系，许多设备又不能操纵产品表面的压力，因此实践中冻干曲线往往用搁板温度（或箱内空间温度）与时刻的关系曲线来表示。为了监测冻干过程的要紧参数，配自动记录仪的冻干机一样均自动记录下搁板的温度、制品温度、水汽凝聚器温度、冻干箱压力等四个参数和时刻的曲线。这些曲线均为冻干曲线。
图2-5典型的冷冻曲线
比较典型的冻干曲线将搁板升温分为两个时期，在大量升华时搁板温度保持较低，按照实际情形，一样可操纵在-10℃～+10℃之间。第二时期则按照制品性质将搁板温度适当调高，此法适用于其熔点较低的制品。若对制品的性能尚不清晰，机器性能较差或其工作不够稳固时，用此法也比较稳妥。
图2-6冻干过程中各设备的运行程序
实际上，冻干曲线的形状与产品的性能、装量的多少、分装容量的种类、设备条件等许多因素有关。制定冻干曲线要考虑下列因素：①产品的品种：有些产品受冷冻的阻碍较大，有些产品则阻碍较小；一样细菌性的产品受冷冻的阻碍较大，病毒性的产品受冷冻的阻碍较小。共熔点低的产品要求预冻的温度低，加热时板层的温度亦相应要低些；为了长期储存产品，残余水份含量要求低的产品，冻干时刻需长些。残余水份含量要求高的产品，冻干时刻可缩短；②装液量：总装液量和每一容器内产品装液量的多少，装液量多则冻干时刻长；③容器的品种：底部平坦则传热较好。底部不平或玻璃较厚则传热较差，后者明显冻干时刻较长；④冻干机性能：生产厂家不同，冻干曲线也不完全一样。生产中应按照各自的具体条件，从试验中制定出最佳的冻干曲线。
制定冻干曲线和冻干时序要紧确定下列数据:
预冻速率
预冻速率的快慢，对产品冻结中晶粒的大小、活菌的存活率和升华的速率均有直截了当的阻碍。一样来讲，慢冻晶粒大，产品外观粗糙、不容易损害活菌，但升华速率快，而速冻则与此相反。通常冻干机是不能调剂冻结速率的。如需冻结得快一些，则先将干燥室（箱）预冷至较低温度，再将制品入箱冻结。若使干燥箱与制品一起降温，其冻结速率较慢。
预冻温度
按照预冻方法不同而略有差异。一样来讲，搁板温度应低于制品共熔点5～10oC。
预冻时刻
预冻所需的时刻要按照不同的具体条件而定，总的原则是应使产品的各部分完全冻牢。一样来讲，制品装量多，分装的容器底不平，托盘与搁板接触传热不良，冻干机制冷能力小，产品的过冷度小，搁板间的温差大等均应延长预冻时刻。反之预冻时刻能够缩短。通常搁板式冻干机，干燥箱的搁板从室温30oC降到-40oC约需2～4个小时，在制品样品温度降到预定的最低温度后，还需在此温度下保持1～2小时，才能升华。
水汽凝聚器的降温时刻与温度
在产品预冻终止前30-50分钟（视其制冷能力决定时刻长短）就应使水汽凝聚器降温。温度降到-40oC左右，起动真空泵抽真空，当产品表面压力降至10-20Pa以下，起动加热循环泵，给产品供热升华。
抽真空时刻
预冻终止确实是开始抽真空，要求在0.5h左右的时刻真空度能达到10 Pa；预冻终止确实是停止冻干箱冷冻机的运转，通常在抽真空的同时或真空抽到规定要求时停止冷冻机的运转。
预冻终止的时刻
预冻终止确实是停止冻干箱板层的降温，通常在抽真空的同时或真空抽到规定要求时停止板层的降温。
开始加热时刻
一样认为开始加热的时刻始于抽真空（实际上抽真空开始，升华即已开始）。开始加热是在真空度达到10Pa之后，有些冻干机利用真空继电器自动接通加热，即真空度达到10Pa时，加热便自动开始；有些冻干机是在抽真空之后半小时开始加热，这时真空度已达到10Pa甚至更高。
真空报警工作时刻
由于真空度关于升华是极其重要的，因此新式的冻干机均设有真空报警装置。真空报警装置的工作时刻在加热开始之时到校正漏孔使用之前，或从开始一直到冻干终止。一旦在升华过程中真空度下降而发生真空报警时，一方面发出报警信号，一方面自动切断冻干箱的加热。同时还启动冻干箱的冷冻机对产品进行降温，以爱护产品不致发生熔化。
真空操纵的工作时刻
真空操纵的目的是为了改进冻干箱内的热量传递，通常在第二时期干燥时使用，待产品温度达到最高许可温度之后即可停止，连续复原真空状态，使用时刻的长短由产品的品种、装量和真空度的数值所决定。也可第一时期干燥时使用。
产品加热的最高许可温度
板层加热的最高许可温度按照产品来决定，在升华时板层的加热温度能够超过产品的最高许可温度因为这时产品仍停留在低温时期，提升板层温度可促进升华；但冻干后期板层温度需下降到与产品的最高许可温度相一致。由于传热的温差，板层的温度可比产品的最高许可温度略高少许。
冻干的总时刻
冻干的总时刻是预冻时刻，加上升华时刻和第二时期工作的时刻。总时刻确定，冻干终止时刻也确定。冻干总时刻按照产品的品种、瓶子的品种、装箱方式、装量、机器性能等来决定，一样冷冻工作的时刻较长，在1 824h左右，有些产品需要几天的时刻。
第四节冻干过程中要紧参数的操纵
冻干机阻碍干燥过程的要紧因素是升华界面的温度（或供热量）和水蒸汽逸出制品的能力。前者要紧由搁板的温度和干燥箱的压力（真空度）所决定，而后者要紧由升华界面的温度（对应的水蒸汽饱和压力）和箱内的水蒸汽分压所决定。因此，要使干燥过程具有“再现性”，搁板的温度、干燥箱的压力（真空度）和其水蒸汽分压这三个参数进行“过程操纵”，才能使批与批间的制品具有相同的冻干条件和同样的质量。
下面从“过程再现”的角度分别介绍目前所采纳的搁板温度，干燥箱内压力（真空度）和水蒸汽分压的操纵。
一、搁板温度的操纵
生物医药冷冻干燥机均用电加热，利用操纵电加热的通断，能够方便地操纵加热量和温度。一样采纳两种方式。
阶梯式升温
马上升温时期分成若干区段，在每区段开始时接通加热器升温。当搁板（介质）温度达到该段值上限时，切断加热器，保温到该段时刻终止，再转入下区段的升温。此种方式中每区段搁板的升温速率不进行操纵，但因制品升温滞后于搁板的升温，因此制品的升温速率与预定的接近。
跟踪式升温
按照制品要求的升温速率，制定出搁板升温速率曲线，将实测的搁板升温速率与对应时刻要求的升温速率曲线相比较，确定加热器的通断时刻比例，并持续修正那个比例使实际升温曲线跟踪要求的升温曲线，这种方式能较准确的进行过程操纵。
二、箱内压力（真空度）的操纵
过去人们调控箱内压力的目的，要紧在于提升箱内压力，能够提升升华界面承诺的最高温度和供热量，从而可加快干燥的速度。引入“过程再现性”的观点以后，人们还要用能否获得“相同的冻干条件”来重新凝视这些方法的优劣。箱内压力调控的方法要紧有：
1、校下漏孔法
这是目前多数生物、医药冻干机所采纳的方法，它是基于提升干燥塔速率而提出来的。其方法是将无菌空气（或气体，下同）引入干燥箱和冷阱，在冷阱的冷凝表面上形成一层空气膜，因而水蒸汽的凝聚阻力增大，冷阱压力提升，同时使干燥箱的压力也相应提升。
图2-7外部掺气操纵的模式图这种方法提升了干燥箱的全压，改善了传热条件和提升了升华界面的最高承诺温度，而水蒸汽分压稍低，有得水蒸汽的逸出，因此能够提升升华速率。
然而：
①热传导真空计的标度与气体成份有关，空气进入箱内后，其气体成分持续变化，专门是解吸干燥时期与升华时期箱内气体成分差别较大，引起较大的测量误差。
②此种方法是利用降低冷阱的冷凝效率来提升箱内压力的，在开始升华时期有大量的水蒸汽需要捕捉，冷阱效率的降低无疑阻碍了升华速率的进一步提升，因此实际使用中多用于升华后期和解吸干燥初期。
③此外这种方法在冷阱入口若气流速度大，冷凝面上集合的空气膜持续被冲走，因而水蒸汽容易被捕捉凝聚：而在气流后段空气比例越来越多，凝聚阻力越来越大，因而结冰较少。这种凝聚表面结冰的不平均，甚至可能造成冷阱入口处的气道堵塞。
2. 调剂真空泵能力法
它也是基于提升干燥速率而采纳的。其方法是降低真空泵的抽气能力或关闭真空泵，使漏入的和从制品中挥发出来的不凝性气体逐步集合在冷阱中，以降低冷凝效率，从而提升了冷阱的压力和干燥箱的压力。这种方法提升了箱内全压，改善了传热条件和升华界面的承诺温度，因而对提升升华速率是有效的，且停真空泵还能够降低运行费用。但热功当量传导真空计会显现较大测量误差，仅操纵全压在一范畴内，造成全压和水蒸汽分压操纵的不确定性。此外，冷阱结冰也不平均，其进口处可能造成堵塞。
3．节流调压法
关于分离型冷凝器是可能的方式，限制干燥箱与冷凝器间的真空管道的开度，将干燥发生的水蒸气在管道的流路中用阀门、挡板等进行节流，调剂水蒸气流路的阻力系数，用升华的水蒸汽在箱内的集存量来操纵箱内压力表，实现操纵干燥箱真空度。在升华时期箱内全压和水蒸汽分压差不多相等，因此，这种方法既操纵了全压也操纵了水蒸汽分压，加上搁板温度的操纵，可实现批与批间冻干条件的再现，冷阱的结冰也较平均。在第一时期干燥水蒸气发生期可利用这一方法。
这一方法的优点是：第一，仅由箱体发生的水蒸气来操纵，没有重新从外部导入气体，因此不需要外部气体的过滤以及气体无菌性的验证。第二、由于在真空管道中将水蒸气气体排除掉，冷凝器健全地工作能够充分
发挥其作用。第三，由于在真空管道中将水蒸气气体节流来操纵真空度，因此，有充分地真空储蓄。因此即使在最坏情形负荷时停电发生的情形下，与掺气操纵的情形不同可不能赶忙发生干燥箱真空度的变化。在冷凝器室的真空压力劣化到干燥箱真空压的一半为止，干燥箱的真空度保持不变。
其要紧咨询题是：①由于箱内水蒸汽分压不能过高，使其全压也不能进一步提升，这对受传热限制时期（如升华前期）增强传热不利；②在解吸干燥时期，解吸了贩水蒸汽量专门少，节流操作困难。加之现在又期望箱内水蒸汽分压小，以利于水蒸汽的解吸，因此此法只适合升华时期的调压。
2-8 变节流真空操纵（升华期）
4、冷阱温度调压法
即用调控冷阱的温度以操纵冷阱的压力表，从而操纵了干燥箱的压力。这种方法不是直截了当操纵干燥箱的压力，而是用冷阱的温度间接操纵箱内压力表。在稳固的水蒸汽流时，箱内压力与冷阱压力和冷阱温度之间均存在某种确定的依从关系，因而其操纵是可行的。例如解吸干燥时期，新产生的水蒸汽量较少，冰层亦没有明显变化。但在升华时期，升华的水蒸汽流量在持续变化，冰层厚度亦在持续变化，这将引起冷阱温度与冷阱压力之间依从关系的变化，使其对箱内压力操纵带来不确定性。
此外要实现冷阱温度的操纵，还需要采纳载冷介质间接制冷循环，而这对要求-60oC 左右低温的冷阱来讲，由于增加了一道传热温差缺失和增加了循环泵功的加热，大大增加了所需制冷机的容量和运行能耗。日本共和真空技术采纳三重热交换器冷阱，利用冷热抵消，较好的实现了冷阱温度的操纵。
FD-1C-50 真空冷冻干燥机操作说明 注意事项： 1、操作过程中切勿频繁开关，如因操作失误造成制冷机停止运转，不能立即启 动，至少等待20min后才可再次启动，否则保险丝会烧掉； 2、只能冻干水样，严禁冻干有机溶剂和其他试剂！！！ 3、使用后请务必记录下仪器运行状况，记录表在此页下面！！ 4、使用后，请务必及时清除机内的冰和水，否则会对机器有严重损害，如果没 有清除，新使用者可以要求上一次使用者进行清洗，切不可直接运行。实验仪器，请大家爱护，谢谢。 开机操作： 1、冷冻之前应将预冻干的样品放入液氮中冰冻结实，用纸巾封口，以免抽真空 时样品飞出； 2、检查真空泵油，油面不得低于油镜的中线，如果油面低于油镜的中线，请与 仪器负责人联系； 3、打开右侧黄色总电源开关，显示窗开始显示冷阱温度； 4、打开“制冷机”开关，冷阱温度逐渐降低，为使冷阱有充分吸附水分的能力， 预冷时间不少于30min（自己计时）； 5、打开“真空计”开关，此时显示“999”； 6、遇冷结束后，将准备好的待干燥样品置于干燥盘中，再将玻璃筒罩上，按下 快速充气阀上的不锈钢按片，将快速充气阀接嘴拔出，以自动密封； 7、按下真空泵（在地上）上的红色开关按钮，真空度显示“999”，直到1000Pa 以下，方可显示实际真空度，冷冻干燥开始。 关机操作： 1、将快速充气阀嘴插入快速空气阀座，过10-20秒后（严格控制时间，泵进气 口连续敞通大气运转，不得超过一分钟，否则对泵有严重损坏），关闭真空泵上的红色开关按钮，使空气缓慢进入冷阱； 2、关闭“真空计”、“制冷机”、最后关闭总电源； 3、提起玻璃罩，将物品取出保存； 4、清理冷阱内的水分和杂质，清理实验台并认真填写“使用登记表”。
本科毕业设计(论文) 题目：ZLG-0.4型试验用冻干机的设计 系（部）：机电信息系 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学生： 学号： 指导教师： 本设计包含说明书及设计图纸，QQ229780692
2013年05月 毕业设计（论文）任务书 系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班姓名学号 1.毕业设计（论文）题目：ZLG-0.4型试验用冻干机的设计 2.题目背景和意义：冷冻干燥技术已广泛应用于医药和食品行业，宇航及新材料的研制等领域。目前，冻干工艺主要是靠实验摸索。每一种新产品的开发，最初都是在小型试验型设备上通过实验逐渐摸索，确定合理的冻干工艺，再进行中试和大量生产。而目前实验型冻干设备大都是针对药品的，对于其他产品的开发并不适合，开发一种多功能的实验性冻干设备具有较广泛的应用前景。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：设计一台试验性冻干设备，冻干面积为0.4m2。整体方案，干燥室，捕水器，其余零部件的设计。要求隔板温度均匀，测量系统需进一步完善。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 1-2周：查找资料，熟悉课题； 3-5周；总体方案的设计； 6-9周：完成装配图； 10-13 周：完成零部件图； 14-18周：完成论文及翻译，准备答辩。 5.毕业设计（论文）的工作量要求撰写不少于15000字论文 ①实验（时数）* 或实习（天数）：100机时 ②图纸（幅面和张数）* ：3张0#图纸 ③其他要求：查阅资料不少于10份 指导教师签名：年月日 学生签名：年月日 系主任审批：年月日
说明：1本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。 2 带*项可根据学科特点选填。
第四章冻干工艺的一般原则和标准操作规程 第一节冻干工艺的一般原则 制品的冻干过程是一个较为复杂的工艺过程。它不仅要求该过程严格遵守制品的冻干工艺曲线，而且要求所使用的冻干设备也同时能够满足它的要求。本章节对冻干工艺的一般过程提出一些指导性原则,仅供操作人员在使用的过程中，结合自身制品的特性进行参考。 冷冻干燥过程共分三个过程，即预冻结过程、升华干燥（第一阶段干燥）过程、解析干燥（第二阶段干燥）过程。 一、预冻结过程 预冻是冷冻干燥的第一步，在预冻结过程中，预冻速率、预冻温度和预冻时间是影响后面过程的主要因素。若预冻没有冻好，产品冻结不实，在进入第一阶段升华干燥时，产品可能出现“沸腾”现象而引起喷瓶，或冻干后制品表面凹凸不平，影响外观；如果冷的过低，则不仅浪费了能源和时间。而且对某些产品还会降低存活率。因此预冻之前应确定以上三个数据。 1、预冻速率 预冻速率的快慢，对制品冻结中晶粒的大小、活菌的存活率和升华的速率均有影响。一般来说，慢冻晶粒大，产品外观粗糙，不容易损伤活菌，但升华速度快；而速冻则与此相反。 因此，需要选择一个合理的冷却速度，以得到较高的存活率，较好的物理性状和溶解度，且利于干燥过程中的升华。 2、预冻温度 预冻温度必须低于制品的共晶点温度，根据预冻的方法不同而略有差异，一般来说，搁板温度应低于制品共晶点5～10℃。各种制品的共晶点温度是不同的，同一制品而不同浓度的制品的共晶点温度也会有所不同。需要进行严格的测试才能得到。 3、预冻时间 预冻所需的时间要根据不同的具体条件来确定。总的原则是，应使制品的各部分完全冻牢。 通常冻干箱的搁板从室温25℃降到-40℃约1.5小时。在达到预冻温度后再保持1～2小时，确保整箱全部制品完全冻结。预冻时间仅是个经验值，根据冻干机不同，总装量不同，物品与搁板之间接触不同，预冻的时间会有差异。具体预冻时间可由实验测得。 二、升华干燥过程 在升华干燥阶段要考虑三方面的因素：产品中的温度分布，升华时的温度限制，升华速率。1、产品中温度分布 产品中冰的升华是在升华界面处进行，升华时所需的热量由加热设备（通过搁板）提供。
冷冻干燥工艺流程及其应用-
冷冻干燥工艺流程及其应用
目录 冷冻干燥工艺的原理及特点………………… 真空冷冻干燥机组成………………………… 冷冻干燥工艺……………………………………食品冷冻干燥技术的运用…………………… 冻干食品的特点…………………………………我国食品冻干技术面临的问题……………… 冷冻干燥工艺的应用前景…………………… 结论…………………………………………………参考文献……………………………………………
冷冻干燥工艺流程及其应用 1冷冻干燥工艺的原理及特点 1.1冷冻干燥工艺原理 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥，等升华结束后再进行解吸干燥，除去部分结合水，从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥（升华干燥）、二次干燥（解吸干燥）、和密封保存五个步骤。利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
图1：水的平衡相图 1.2冷冻干燥工艺存在的优缺点 1.2.1冷冻干燥工艺的优点 （1）冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性; （2）蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合[1]; （3）冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于
真空冻干机工作原理_真空冻干机型号分类 冻干草莓、冻干榴莲都是很好吃的一种零食，大家知道这些零食都是由真空冻干机制作而成的吗，真空冻干机冷冻干燥的机理就是将需干燥的物料先行冻结至其共晶点以下，使得物料中的水分变成固态的冰，然后在适当的真空环境下，通过加热使冰直接升华为水蒸气而除去，从而获得干燥的制品。今天我们一起学一下真空冻干机工作原理和真空冻干机型号分类的问题。 #详情查看#【真空冻干机：维修检测】 #详情查看#【真空冻干机：工艺流程】 【真空冻干机工作原理】 真空冻干机机后将物料投入物料箱内进行冷冻.物料的冷冻过程，一方面是真空系统进行抽真空把一部分水份带走；另一方面是物料受冻时把某些分子中所含水份排到物料的表面冻结，达到冷冻要求后，由加热系统对物料加热干燥，通过抽真空把物料中所含的水份带到冷冻捕集箱结冻，达到物料冷冻干燥要求。
真空冻干机冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂，比如水，像干冰一样，不经过液态，从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干。 传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞。在冰冻干燥过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。在实验室中，冻干有很多不同的用途，它在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的。它被用来获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、酶、血液、与药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。 为此，真空冻干机冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品。冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加分析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学组成，是理想的分析辅助手段。冷冻干燥可以自然发生。在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，人们改进、细分了很多步骤，加速了这一过程。 【真空冻干机型号分类】 真空冻干机从结构上分
1概述 真空冷冻干燥技术是一项高新加工技术，被认为是生产高品质脱水食品的最好加工方法。其原理是在真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分不经过冰的融化直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而使物料干燥，称为真空冷冻干燥，简称冻干。用此方法生产的食品称冻干食品。 ⑴冻干食品的优点主要有：①保持食品组织结构、营养成分和风味物质基本不变，特别是生理活性成分保留率最高，这是某些功能性食品采用冻干食品为基料的主要原因。②外观不干裂，不收缩，维持食品原有的外形和色泽；③产品无表面硬化，组织呈多孔海绵状，因此复水性能好，食用方便，浸泡即可复原，从而决定了它在即食方便食品中的地位；④重量轻，耐保藏，对环境温度没有特别的要求，在避光和抽真空充氮包装时，常温条件下可保持2年左右，其贮存、销售等经常性费用远远低于冷冻食品。 ⑵冻干食品的缺点冻干食品的生产需要一整套高真空设备和低温制冷设备，因此，设备的投资费用较大。此外，为了防止物料中冰晶的融化，升华温度不宜太高。更主要的是，真空状态下多孔性物料的导热系数低，传热速率低，致使本来温度就不高的冰晶升华速率变得更低，所以，冷冻干燥的时间一般较长。在如此长的时间，设备一方面要不停地制冷，另一方面要不停地供热，还要不停地抽真空，致使设备的操作费用较高。所有这些，导致了冻干食品的生产成本较高，大限制了冻干食品的发展。这也一直是科学工作者致力于研究的课题。 ⑶国外冻干食品发展概况真空冷冻干燥技术早期用于生物体的脱水，第二次世界大战后才用于食品工业。经过几十年的发展，技术日渐成熟，设备日趋完善。70年代以来，随着人们对方便食品的要求日益增多，使冻干食品市场日趋扩大，冻干食品在发达工业国家已相当流行，成为国际贸易的大宗食品。以日本为例，97年日本国冻干食品的产量为7000t，同年日本还向美国、进口此类食品5000多t，目前欧州有冻干食品生产企业近100家，美国有80多家，日本有40多家，年产量达几万t，品种近100种，包括蔬菜、水果、速溶固体饮料、肉类、水产品等。主要用途是方便食品配菜、婴儿食品、方便主食品，特种场合需要等，中国则以汤料配伍为主。 我国在50年代引进真空冷冻干燥技术，引用于医药及生物制品。60年代末到70年代中期，、、、等地相继建起了冻干食品生产基地。但后来由于形势的原因以及当时的冻干产品成本高缺乏市场而相继停产或拆除。到了80年代后期，一些外商看中了中国丰富的原料市场，开始在大陆投资设厂。到了90年代，随着商品经济的发展和人民生活水平的提高，市场冻干食品的需求越来越大，特别是外商为打开中国市场，纷纷提供设备贷款以及包销部分产品，促使一些食品企业大胆引进国外设备建厂，而国一些厂家亦争先恐后推出国产冻干设备，一时间，冻干食品行业呈现一派兴旺和蓬勃发展的景象。但真正有经济效益的企业并不多，相当企业由于未经充分论证后即仓促建线生产，在原料供应、销售市场、工艺技术等均不占优势的情况下，只好暂时停产以观市场，昂贵的进口设备闲置或部分闲置，实在令人惋惜。更有个别企业花巨资购买（国产）或引进的是低劣冻干设备，产量低、品质差，根本不能进行商业化生产。 目前，、、、、、、新疆、等地又相继建成了一批冻干食品生产基地。截止97年12月止，中国大陆地区共有300台（套）食品用冻干机在运转，年产成品约几千t，主要品种有蘑菇、香菇、
目的：建立冻干机标准操作规程，使其能够正确和正常的使用。 责任人：操作人员、QA、设备安全员。 范围： FNLY-3型真空冷冻干燥机。 内容： 1、工前检查： 1.1检查设备的清洁情况，设备清洁合格并在有效期内，且未被污染，有“设备完好”标识。 1.2开机前的检查： 1.2.1确认已按《ICA-10工业用水冷机标准操作规程》开启ICA-10工业水冷机，设备运行正常。 1.2.2检查电源，真空冷冻干燥机电源供电正常。 1.2.3检查电源，计算机控制系统供电正常。 1.2.4检查真空泵油位是否处于正常范围。 2、工前准备： 2.1打开冻干机前箱旋转门，用无尘抹布蘸上75%的酒精对冻干仓内进行无死角的清洁。 2.2打开冻干机前箱旋转门，进行板层进料工作，板层必须装载均匀，且每个板层装载不得超过一层，并按要求放置物料温度探头。 2.3装载结束后关闭冻干机前箱旋转门。 2.4检查好相关阀门的开启与关闭状态，循环水系统运行正常。 3、操作运行： 3.1冻干机开机：打开冻干机电源，控制部分工作，处于待机状态。打开计算机主机电源、显示器电源，启动计算机。 3.2进入现场控制界面： 3.2.1进入现场控制界面后，显示屏上出现设备各组件当前运行状态及各项参数，包括：搁板温度、导热 油温度和冷阱温度等。 3.2.2参数设置：在自动程序运行前需要设定配方参数并且下载到PLC,以让程序按设定好的工艺进行运行， 不进行参数设置自动程序无法启动。配方中可根据产品控制需求分段进行温度设置、时间设置、真空设置、真空控制设置、压力升控制。 3.3参数设置完成后点击保存按钮保存。 3.4程序运行： 3.4.1自动模式切换：将所有控制部件全部切换至自动模式。 3.4.2程序自动运行：点击现场控制界面右上角自动按钮，选择并加载冻干所需配方并下载至PLC。点击右下角退出按钮。 3.4.3在弹出的对话框中输入产品名称和批号，并点击自动开始按钮，管理员输入操作密码，冻干机开始自动运行。 3.5程序结束:自动程序运行结束后，点击“停止自动”按钮，停止自动程序。 3.6取出物料：待手动给前箱回气至起亚平衡后，拧开箱门螺丝，打开仓门，取出物料。 3.7化霜：待物料取出结束后关闭仓门，打开后箱进气阀，后箱进水阀，进水至淹没后箱盘管。浸泡观察使盘管上的霜全部溶化至水中，打开排水阀，排尽后箱所有的化霜用水。最后关闭进气阀，关闭排水阀。
真空冷冻干燥是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从 固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。 1.冻干的优点： 冻干与通常的晒干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比有如下 突出的优点。 a.冻干是在低温下干燥的，不会使蛋白质产生变性，但可使微生 物等失去生物活力。这对于那些热稳定性能差的生物活性制品、生物 化学类制品、基因工程类制品和血液制品等的干燥保存特别适用。 c..在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎无法进行， 从而能最好地保持物质原来的性状。 d.成原来的形状。 e.因一般是在真空下干燥，故氧气极少，使易氧化的物质得到了 保护。 f.能除去物质中95％～99.5％的水分，制品的保存期长。 2.冻干的应用 冻干是一种优质的干燥方法。但是它需要比较昂贵的专用设 备，干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高，目前主要应用在以 下几个方面。 c.生物标本、生物组织方面：如制作各种动植物标本，干燥保存 用于动物异种或同种移植的皮肤、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。 d.制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。
e.食品的干燥方面：如咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。 f.高级营养品及中草药方面：如蜂王浆、蜂蜜、花粉、中草药制剂等。 g.超细微粉的制备方面：如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7～8、Ba2Ti9O20等超细微粉。 h.其他方面：如化工中的催化剂，冻干后可提高催化效率5～20倍；将植物叶子、土壤冻干保存，用以研究土壤、肥料、气候对植物生长的影响及因子的作用；潮湿的木制文物、淹坏的书籍稿件等用冻干法干燥。 3.冷冻干燥的基本过程如下： a.制品的制备（前处理）：如药物的培养、灭菌、分装、洗瓶、半加塞等，食品原料的挑选、清洗、切分、灭酶、分装等。 b.制品的冻结（预冻）：将制品冻结成固态。 c.第一阶段干燥（升华干燥）：将制品中的冰晶以升华方式除去。 d.第二阶段干燥（解吸干燥）：将残留于制品的水分在较高温度下蒸发一部分，使残余水分达到预定要求。 e.密封包装：已干制品一般应在真空或充惰性气体条件下密封包装，以利于储存。 4.制品冷冻的物理基础
注射用利福霉素钠0.25g（北京星昊） 冷冻与干燥 1 、制冷：使板层温度降低至-45℃以下，保持1～3小时，产品温度 达-35℃以下后，再转后箱制冷-45℃以下，开启真空系统至15pa 以下。 2、升华：冻干的板层温度加控制。 冻干完毕后，通入除菌空气至真空度在0.01～0.05MPa时，停止充气，再启动冻干机的自动压塞装置，使胶塞完全压紧为止。然后从下而上逐盘出箱，送至轧盖岗位。 3、冻干结束的条件为： ①真空度≤4pa；②真空度在稳定状态下保持2小时。
注射用盐酸左氧氟沙星（0.1g；0.2g；0.3g）（广州丽珠） 冷冻与干燥 1、制冷：使板层温度降低至-45℃以下，保持1～3小时，产品温度 达-35℃以下后，再转后箱制冷-45℃以下，开启真空系统至15pa 以下。 2、升华：冻干的板层温度按控制。 冻干完毕后，通入除菌空气至真空度在0.01～0.05MPa时，停止充气，再启动冻干机的自动压塞装置，使胶塞完全压紧为止。然后从下而上逐盘出箱，送至轧盖岗位。 3、冻干结束的条件为： ①真空度≤4pa；②真空度在稳定状态下保持2小时。
注射用盐酸克林霉素（0.3g；0.45g；0.6g；0.9g）（北京四环科宝）冷冻与干燥 1、制冷：使板层温度降低至-45℃以下，保持1～3小时，产品温度达-35℃以下后，再转后箱制冷-45℃以下，开启真空系统至15pa以下。 其中第4段为缓慢均匀升温。 冻干完毕后，通入除菌空气至真空度在0.01～0.05MPa时，停止充气，再启动冻干机的自动压塞装置，使胶塞完全压紧为止。然后从下而上逐盘出箱，送至轧盖岗位。 3、冻干结束的条件为： ①真空度≤4pa；②真空度在稳定状态下保持2小时
冷冻干燥机按不同方面进行选型 在采购冷冻干燥机设备时往往会遇到不少问题，站在用户的角度，上海知信仪器介绍一些实验系列冻干机的选型技术。冷冻干燥机冷冻干燥是将含水物质，预先冻结成固态，在真空状态下使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。这种干燥方法获取的物品，原有的化学、生物特性基本不变，易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的形态，并且能保持其原有的生化特性，是一种较好的的干燥方法。现代冷冻干燥技术的主要用途有：离体生物组织的冻干贮藏；活菌活毒的冻干保存；中草药、西药、生物药品和血液制品的冻干；方便食品、保健食品、功能食品的冻干储运；纳米陶瓷材料和各种金属微粉材料的冻干制备。因此，冷冻干燥技术已经在化工、食品、材料、医药、生物制品等领域获得广泛应用。真空冷冻干燥机(简称冻干机)，是实现冷冻干燥技术的设备，是一种结构比较复杂的机器，它涉及到制冷、真空、热工、机械、流体、电器控制和压力容器等领域的知识。实验系列冻干机的分类：实验系列冷冻干燥机追求的性能指标是体积小、重量轻、功能多、性能稳定、测试系统准确度高，一机多用，能适应多种物料的冻干实验。实验系列冻干机种类的主要划分方法有： 1、从结构上分l钟罩型冻干机：冻干腔和冷阱为分立的上下结构，冻干腔没有预冻功能。该类型的冻干机在物料预冻结束后转入干燥过程时需要人工操作。大部分实验型冻干机都为钟罩型，其结构简单、造价低。冻干腔多数使用透明有机玻璃罩，便于观察物料的冻干情况。l原位型冻干机：冻干腔和冷阱为两个独立的腔体，冻干腔中的搁板带制冷功能，物料置入冻干腔后，物料的预冻、干燥过程无需人工操作。该类型冻干机的制作工艺复杂，制造成本高，但原位型冻干机是冻干机发展方向，是进行冻干工艺摸索的理想选择，特别适用于医药、生物制品及其他特殊产品的冻
果蔬真空冷冻干燥工艺与技术 由于冻干食品避免了传统脱水技术方法带来的变色、变味、营养成分损失大、复水性差等缺陷，具有保持原食品形、色、香、味、营养不变、复水性好、重量轻、可常温贮藏等优点。因此，冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品4～6倍，是速冻食品7～8倍。它在登山、航海、探险、军队野战等特殊场合中具有不可替代的地位，也是宇航员在太空中的主要食品。 冻干食品在一些发达工业国家已经达到相当高的普及水平，美国、日本冻干食品的比重已达到40%以上。椐有关部门统计，目前，美国每年消费冻干食品500万t，日本160万t，法国150万t，其他国家也很可观。日本每年约需花1000亿日圆进口冻干食品，香港、新加坡和南韩每年进口冻干食品达500亿日元。日本、美国及欧洲等每年约需冻干大蒜粉6000t，可见冻干食品的国际市场之大。 随着我国经济的可持续发展和人民生活水平的不断提高，人们对食品质量的要求越来越高，特别是对高质量的婴幼儿食品和保健食品的需求量急剧增加。另外，我国旅游、探险、航海事业必将有大的发展，同时高档餐饮业的迅速崛起、人们生活节奏的加快，都对方便即食食品的需求量越来越大。因此，发展冻干食品具有广阔的国际、国内市场。 5.7.2冻干食品生产的基本原理 与其它干燥方法一样，要维持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段，如果物料温度相对较高，升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行，物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度，此时，若没有外界供热，升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下，升华所生成的蒸汽如果不及时排除，蒸汽分压就会升高，物料温度也随之升高，当达到物料的冻结点时，物料中的冰晶就会融化，冷冻干燥也就无法进行了。 供给热量的过程是一个传热过程，排除蒸汽的过程是一个传质的过程，因此，升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程。自然界中所发生的任何过程都有驱动力，升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差，而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器（或冷阱）之间的蒸汽分压差。温差愈大，传热速率愈快；蒸汽分压差愈大，传质（即蒸汽排除）速率愈快。 冻干时，既要保持产品的优良品质，又要取得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到被干燥物料的表面，然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过内部传质过程到达物料的表面，再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器（冷阱）中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”，它取决于冻干设备的设计、操作条件以及被干燥物料的特征。只有同时提高传热、传质效率，增加单位体积冻干物料的表面积，才能取得更快的干燥速率。 在冰晶的升华过程中，每升华1g冰晶约需吸收2822.4J的热量，假如没有热量来源，冰晶升华时将会从制品中吸热，亦即通过降低制品的温度来维持升华所必须的热能，当制品的温度降低后，其冰晶饱和蒸汽压亦降低，当降低到与环境中绝对压力相等时，升华亦即停止，因此，冻干过程中，必须给制品施加热能，但是，要在真空环境中传输热能，也不是一件容易的事情，为此，人们设计出下列种种加热方式： ①接触传热方式这是一种最简单的加热方法，在干燥室内设置可加热的多层搁板，上面放置装有被干燥食品的干燥盘。利用干燥盘与搁板接触传导加热。在这种情况下。加热搁板与干燥盘，干燥盘与干燥食品间不能完全良好地接触，因此利用这中方法进行加热时，干燥时间多少较其它方法长些，但其优点是干燥是构造简单，并可充分利用空间。 ②复式加热方式接触传导仅加热食品的一面，而在本法中被干燥的食品两面都与加热板接触，因此传热良好而可缩短干燥时间，所采用的方式将被干燥食品在与加热板接触前，先以金属网状铝板夹住，以打开升华时水蒸汽的通道并减少其阻力，然后用液压加上搁板，使之与网状铝板接触，此法优点是可缩
FD-1-50 真空冷冻干燥机 使用手册 天津比朗实验仪器制造有限公司（请仔细阅读本手册后再操作仪器）
FD－1冷冻干燥机 真空冷冻干燥技术，简称冻干，又称升华干燥。冻干是将含水物料预先冻结，然后使之在真空状态下升华而获得干燥物品的一种方法。经冷冻干燥的物品，原有的生物、化学特性基本不变，易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的形态，并且能保持其原有的生化特性。因此，冷冻干燥技术在化学工业、生物制品等领域得到广泛应用。 FD－1型是一种小型台式冷冻干燥设备，适用于实验室样品的实验及少量生产。 FD－1型共有五种：普通型(A型)，手动压盖型（B型），多歧管型（C型）、多歧管压盖型（D 型）、T型架型（E型）。 一、主要特点 1、本机采用风冷冷凝式全封闭压缩机制冷系统，制冷迅速，结冰器温度低，吸附水份能力强。 温度、真空度显示均为数字式，准确、直观。 2、冷冻干燥物品采用空气自然加热，保持样品的安全性。 3、干燥室采用透明有机玻璃罩，可观察冷冻干燥全过程，样品清楚直观。 4、主机上配有真空泵电源插头，不需另接电源，使用方便。 5、真空连接采用国际通用标准卡箍，方便可靠。 6、性能稳定，操作简便，噪音低。 二、面板示意图 三．技术指标 1、冷阱盘管温度：－50℃以下（空载） 2、极限真空度：20Pa以下（空载）
3、普通型的物料干燥盘直径20mm，共四层，可放置物料约1200ml（料厚10mm）或放置直 径22mm的瓶子256只；手动压盖装置的机型，物料干燥盘直径为170mm共三层，可放置物料约650ml（料厚10mm）或放置直径22mm的瓶子135只。 多歧管型配置8个橡胶阀，可分别挂8只分别为100ml、250ml、500ml或1000ml玻璃冻干瓶（标配任选）；T型架型，配置24个橡胶阀，可同时进行24个安瓿管的冻干。 4、物料厚度不超过10mm时，冷冻干燥时间一般在24小时左右。 5、电源要求：220V±10% 50Hz 1000W 6、主机尺寸：580×380×320（mm） 7、.钟罩尺寸：φ260×440（mm） 四、安装示意图 主机示意图 导流筒安装示意图
一、真空冷冻干燥原理 真空冷冻干燥（简称冻干）是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。 1.冻干的优点： 冻干与通常的晒干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比有如下突出的优点。 a.冻干是在低温下干燥的，不会使蛋白质产生变性，但可使微生物等失去生物活力。这对于那些热稳定性能差的生物活性制品、生物化学类制品、基因工程类制品和血液制品等的干燥保存特别适用。 b.由于是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变性的营养成分和芳香成分损失很小，因此是化学制品、药品和食品的优质干燥方法。 c..在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎无法进行，从而能最好地保持物质原来的性状。 d.干燥后体积、形状基本不变，物质呈海绵状，无干缩，复水时与水的接触面大，能迅速还成原来的形状。 e.因一般是在真空下干燥，故氧气极少，使易氧化的物质得到了保护。 f.能除去物质中95％～99.5％的水分，制品的保存期长。 2.冻干的应用 冻干是一种优质的干燥方法。但是它需要比较昂贵的专用设备，干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高，目前主要应用在以
下几个方面。 a.生物制品、药品方面：如抗菌素、抗毒素、诊断用品和疫苗的保存。 b.微生物和藻类方面：如各种细菌、酵母、酵素、原生动物、微细藻类等的长期保存。 c.生物标本、生物组织方面：如制作各种动植物标本，干燥保存用于动物异种或同种移植的皮肤、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。 d.制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。 e.食品的干燥方面：如咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。 f.高级营养品及中草药方面：如蜂王浆、蜂蜜、花粉、中草药制剂等。 g.超细微粉的制备方面：如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7～ 8、Ba2Ti9O20等超细微粉。 h.其他方面：如化工中的催化剂，冻干后可提高催化效率5～20倍；将植物叶子、土壤冻干保存，用以研究土壤、肥料、气候对植物生长的影响及因子的作用；潮湿的木制文物、淹坏的书籍稿件等用冻干法干燥，能最大限度地保持原状等。 3.冷冻干燥的基本过程如下： a.制品的制备（前处理）：如药物的培养、灭菌、分装、洗瓶、半加塞等，食品原料的挑选、清洗、切分、灭酶、分装等。 b.制品的冻结（预冻）：将制品冻结成固态。
冻干工艺原理 第一节冷冻干燥的原理 一、冻干的概念、目的及应用 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。 利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。 真空冷冻干燥技术主要应用于： (1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干； (2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组 织的处理； (3)以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、 果蔬的冻干； (4)在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。以保持生鲜物质不变性的人参、蜂 皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工； (5)超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速 反应工程的催化剂的处理等。 二、冷冻干燥的原理及优点 1、水的状态平衡图 物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图1-1示出水（H2O）的状态平衡图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。在三相点以下，不存在液相。 若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会不经液相直接变成汽相，这一过程称为升华。 真空冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动的过程。这种变化和移动发生在低温低压下。因此，真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理。 2、冷冻干燥的优点 冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的
冷冻干燥工艺流程及其应用
目录 冷冻干燥工艺的原理及特点………………… 真空冷冻干燥机组成………………………… 冷冻干燥工艺……………………………………食品冷冻干燥技术的运用…………………… 冻干食品的特点…………………………………我国食品冻干技术面临的问题……………… 冷冻干燥工艺的应用前景…………………… 结论…………………………………………………参考文献……………………………………………
冷冻干燥工艺流程及其应用 1冷冻干燥工艺的原理及特点 1.1冷冻干燥工艺原理 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥，等升华结束后再进行解吸干燥，除去部分结合水，从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥（升华干燥）、二次干燥（解吸干燥）、和密封保存五个步骤。利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
图1：水的平衡相图 1.2冷冻干燥工艺存在的优缺点 1.2.1冷冻干燥工艺的优点 （1）冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性; （2）蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合[1]; （3）冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于临床
中试型冻干机工作原理说明 工作原理： 利用冷冻及抽真空的方式使物料冷冻干燥，从而达到冻干效果。在物料冷冻到冰点以下后，真空泵开始抽真空，不断降低物料表面蒸汽压和物料的表面温度，当物料的温度达到共晶点以下时，物料完全成为固体，气体两象共存，而不存在液相的成分。气相的溶剂在经由超低温的冷阱时被冷阱捕获。可编程的控制器在升华的过程中通过加热搁板不断提供升华所需要的能量。在物料中的含水量达到1%以下时，采用极限真空，物料表面温度降到—50℃以下，残余的溶剂在极限真空下挥发。 具体用途 主要用于实验室药品冷冻干燥。冻干试验是在无损和高度安全的情况下从冷冻的物质中去除水分的最好的方法，在真空状态下，直接把结冰的溶剂升华为气态而达到干燥的目的，冻干结束后的材料的温度低于—10℃。 冻干过程能最大程度上保持物料分子的基本结构和混合物的空间构型，在加水以后能够再次恢复原材料的物理，化学.生物特性，从而是一种对材料无损伤的干燥方式。虽然水分被完全去除，但主要的化学键保持和量不变，干燥后和物料性质长期保持稳定，因此冻干是保存热敏感的组织或材料的最佳方法。 冻干的过程物料的温度可降至—50℃或更低，因此又是一种高度安全的干燥方法，在通常的加热干燥过程中，需要大量的外界热量输入。因此对于易挥发，易爆炸，易污染，易损害等危险物质来说，冻干的优点非常突出。一方面，超低温保证了热安全性，升华能量在微控制器的控制下有序平稳供给，另一方面，冻干又是在高度真空的状态下进行的，因此由空气引发的化学反应无法进行，进一步保证了实验过程的安全性。 冷冻干燥广泛应用于生物细胞及组织，药品，植物，热敏感化学品，易燃易爆品，珍贵古物，图书，电子，物理器件等材料的干燥。 三组成部分 1 真空系统 包括真空泵、真空控制器、真空排气过滤器； 2 冷冻系统 包括双压缩机，板层，冷阱；采用复叠式制冷方式； 3 干燥腔 4 微控制系统 控制面板 液晶显示屏，一键操作，清楚显示主要冻干流程； 可编程控制器 具备编程功能，能储存30个冻干程序； 远程控制模块 配备PLC-32软件实现外接电脑控制冻干过程，并可记录过程中的数据。
关于冷冻干燥机的使用方法和注意事项 1、当我们打开冷冻干燥机的总电源开关时，注意将其气压数显保持为110pk； 2、想要温度数显为冷阱的实际温度，我们可以按住冷冻干燥机控制面板上的总开关键三秒钟以上； 3、在启动制冷机后，我们应该预冷30分钟以上然后再使用； 4、将样品放入样品架，盖上有机玻璃罩，并启动真空泵； 5、等到气压数显稳定后，随时记录下温度和气压数值。 在使用时应该注意的事项： 1、尽可能扩大制备样品的表面积，样品中不应包括含有酸碱物质和挥发性的有机溶剂； 2、一定要保证样品完全冻结成冰，否则将会造成残留液体转化为气态而产生喷射； 3、冷阱温度约为-65℃，可代替低温冰箱，但为了防止冻伤必须戴好保温手套进行操作； 4、出水阀拧紧与否和充气阀是否关闭，必须是在启动真空泵以前进行检查，同时注意有机玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物并且密封良好； 5、一般情况下，该机不得连续使用超过48小时； 6、在冷冻干燥机冷冻样品的过程中，温度会逐渐降低，这时可以将仍处于冰冻状态的样品取出回暖一段时间后，在继续干燥，这样可以缩短干燥的时间。 在准备停机的时候要注意的事项有： 1、冷冻干燥机停机前的气压数值和温度必须纪录在案； 2、按住控制面板的充气阀，同时应该立即关闭真空泵； 3、打开有机玻璃罩，取出样品须等到气压数显为大气压； 4、要关闭的时候，应按住总开关键三秒以上，最后才关闭冷冻干燥机的总电源开关； 5、在冷阱中的冰完全化成水后，可以打开出水阀，然后用干布将冷阱内壁清洁干净，最后还要记住大张滤纸防尘。 四、操作方法 冷冻干燥之前，先将准备干燥的物品置于低温冰箱或液氮中，使物品完全冰冻结实，方可进行冷冻干燥。 主机与真空泵之间由真空管连接，连接处采用国际标准卡箍。卡箍内含一只密封橡胶圈，连接前可在橡胶圈上涂抹适量真空脂，再用卡箍卡紧。 主机的右侧板上设有真空泵的电源插座，将真空泵的电源线连接好。 检查一下真空泵，确认已加注真空泵油，不可无油运转。油面不得低于油镜的中线，第一次使用前，请详细阅读真空泵使用说明书。 主机冷阱上方的“O”型密封橡胶圈应保证清洁，第一次使用时，可薄薄地涂上一层真空脂，有机玻璃罩置于橡胶圈上，轻轻旋转几下，有利于密封。 A、开机操作 1、连好总电源线，打开右侧黄色总电源开关。此时“冷阱温度”显示窗开始显示冷阱的温度；
冻干机的使用 冷冻干燥机(冻干机)由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热冷却装置等。冷冻干燥简称冻干，就是将含水物质，先冻结成固态，而后使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后，在最后的20年中取得了长足进展。进入21世纪，真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点，越来越受到人们的青睐，除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外，其应用规模和领域还在不断扩大中。为此，真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。 冻干机使用 1. 在每次开机之前，首先检查真空泵中泵油是否足够。 2. 拧开排水阀门，让里面残留的水流出。排干后再拧紧阀门。 3. 检查冻干腔与冷阱的接触部分是否完好，必要时清洁及重新调整。 4. 关闭所有的阀（与冻干瓶直接相连的阀，白色旋钮向上即为关闭）。关闭冷阱与真空泵想连接的阀（在仪器后面，与真空管相连接）。 5. 打开冷阱电源开关，打开真空泵电源开关。 6. 15分钟后，打开冷阱与真空泵相连接的那个阀门。 7. 1分钟以后，即可把已经预冻好的样品（已经在冻干瓶中）挂在支架上，打开相对应的阀门后即可进行冻干过程。 8. 冻干结束后，关闭相对应的阀（白色旋钮向上），取下冻干瓶。 9. 待所有冻干瓶取下后，依次关闭真空泵电源和冷阱电源。 10. 待冷阱中的霜融化后，打开排水阀门进行排水，然后关闭。 注意事项 1. 样品在冻干之前首先要进行预冻，样品必须在固态（结冰状态）下才能冻干，预冻时间越长冻干效果越好。样品的体积最好不要超过样品瓶体积的13。 2. 在冻干时如果出现样品融化现象，并且真空泵及冷阱工作状态良好的情况下，其原因是真空度不够，有漏气的地方。请检查所有的阀门是否关闭，冻干腔与冷阱表面接触的地方是否密封，必要时清洁冷阱表面及冻干腔的密封圈。 3. 定期清洁冷阱腔及冻干腔。 4. 在开机后15分钟后才可以冻干，目的是先让冷阱预冷，让真空泵预热。这样才能使仪器在一个最好的工作状态工作。 5. 冻干结束关闭阀门后，冻干瓶内部与外界相通，待气压平衡后即可取下瓶子。 6. 定期清洁压缩瓶内部的灰尘，真空泵中油少时要进行加油。 真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展，很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在中药方面，目前还只局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干，大量的中成药还没有采用冻干工艺，与国外差距较大。在生物技术产品领域，冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产；生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品；血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及
附录一专业术语 真空冷冻干燥也称升华干燥。其原理是将材料冷冻，使其含有的水份变成冰块，然后在真空下使冰升华而达到干燥目的 真空度处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。 压力或压强气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“P”表示。 极限真空真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，最后一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。 抽气速率在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速 率，简称抽速。即S p ＝Q/（P－P ）。 升华表面处于固体聚合态中自由湿气发生升华的表面。它既是冰核的表面，在先进的干燥工艺中又是冰核和干燥物料外壳间的界面。 冷冻速率(rate of freezing) 在给定时间间隔内，已冷冻的物料的厚度变化除以该时间间隔。 自由水指以游离的形式存在于溶液中，可以自由流动的水。 结合水以分子形式吸附在固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基团上的水 升华某些固体不经过液态而直接变成气态的汽化现象。 过冷液体材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。 过冷度液体材料的理论结晶温度（Tm）与其实际结晶温度之差 冰点当溶液冷却时开始析出晶体的温度 共晶点几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时某些组分结晶析出，使剩下的溶液浓度发生变化。当达到某一温度或温度区域时，其液态和所形成的固态中的组分完全相同，这时的溶液称为共晶溶液，这时的温度或温度区域称为该溶液的共晶点或共晶区。也称为完全固化温度。 共溶点固态混合溶液在升温熔化过程中，当达到某一温度T时，固本中开始出现液态，此温度称为溶液的共溶点，或称为开始溶化温度。 冻干曲线在冻干过程中，把产品和板层的温度，冷凝器的温度和真空度对应