冷凍干燥

冷凍干燥（以下簡(jiǎn)稱(chēng)凍干）就是將含水物質(zhì)，先凍結(jié)成固態(tài),，而后使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的方法,。

在壓縮空氣干燥過(guò)程中,，其冷凍干燥是通過(guò)降低壓縮空氣溫度，使壓縮空氣中的水份析出,。冷凍干燥機(jī)（冷干機(jī)）的工作原理與電冰箱一樣,，壓縮空氣經(jīng)過(guò)冷凍的壓縮空氣管道后，壓縮空氣溫度下降至要求的溫度,，達(dá)到干燥的要求。

2起源

凍干機(jī)起源于19世紀(jì)20年代的真空冷凍干燥技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的起伏和徘徊后,，在zui后的20年中取得了長(zhǎng)足進(jìn)展,。進(jìn)入21世紀(jì)，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法*的優(yōu)點(diǎn),，越來(lái)越受到人們的青睞,，除了在醫(yī)藥,、生物制品、食品,、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外,，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大中,。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù),。

干燥的方法多種多樣,，如曬干、煮干,、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進(jìn)行,。干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小,、質(zhì)地變硬的問(wèn)題，易揮發(fā)的成分大部分會(huì)損失掉,，一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性,、失活，有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化,。因此，干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比,，在性狀上有很大的差別,。 凍干法則基本上在0℃以下進(jìn)行，即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行,，只在后期降低產(chǎn)品的殘余水份含量時(shí),，才讓產(chǎn)品升至0℃以上的溫度，但一般不超過(guò)40℃,。在真空條件下，當(dāng)水蒸汽直接升華出來(lái)后,，藥物剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架中,，形成類(lèi)似海綿狀疏松多孔架構(gòu)，因此它干燥后體積大小幾乎不變,。再次使用前,，只要加入注射用水，又會(huì)立即溶解。凍干機(jī)相對(duì)常規(guī)方法,，凍干法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

* 許多熱敏性的物質(zhì)不會(huì)發(fā)生變性或失活。

* 在低溫下干燥時(shí),，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小。

* 在凍干過(guò)程中,，微生物的生長(zhǎng)和酶的作用無(wú)法進(jìn)行,，因此能保持原來(lái)的性狀。

* 由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥,，因此體積幾乎不變,，保持了原來(lái)的結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生濃縮現(xiàn)象,。

* 由于物料中水分在預(yù)凍以后以冰晶的形態(tài)存在,，原來(lái)溶于水中的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)溶解物質(zhì)被均勻地分配在物料之中,。升華時(shí)，溶于水中的溶解物質(zhì)就析出,，避免了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移所攜帶的無(wú)機(jī)鹽在表面析出而造成表面硬化的現(xiàn)象,。

* 干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀,，加水后溶解迅速而*,，幾乎立即恢復(fù)原來(lái)的性狀。

* 由于干燥在真空下進(jìn)行,，氧氣極少,，因此一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù),。

* 干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能*保存而不致變質(zhì),。

* 因物料處于凍結(jié)狀態(tài),，溫度很低，所以供熱的熱源溫度要求不高,，采用常溫或溫度不高的加熱器即可滿足要求,。如果冷凍室和干燥室分開(kāi)時(shí)，干燥室不需絕熱,，不會(huì)有很多的熱損失,，故熱能的利用很經(jīng)濟(jì)。

正所謂沒(méi)有*的技術(shù),，真空冷凍干燥技術(shù)的主要缺點(diǎn)是成本高。由于它需要真空和低溫條件,，所以真空冷凍干燥機(jī)要配置一套真空系統(tǒng)和低溫系統(tǒng),，因而投資費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用都比較高。

4主要參數(shù)

1：干燥室：干燥室的尺寸（寬*深*高）,，擱板數(shù)目,，擱板有效總面積、擱板尺寸,、擱板溫度

2. 是否具備壓蓋功能：若具備是手動(dòng)還自動(dòng)的

3. 冷凝器：冷凝器的材料、冷凝器凝冰量,、冷凝器zui終溫度,、冷凝室門(mén)材料、除霜器系統(tǒng)

4. 冷卻系統(tǒng)：采用的壓縮機(jī)

5. 干燥能力：每天干燥樣品重量

6. 電源：

7. 監(jiān)控方式：使用外置電腦還是機(jī)器自身液晶顯示,，以及監(jiān)控的參數(shù)設(shè)計(jì)

5應(yīng)用

真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程,、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè),、材料科學(xué)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

藥品冷凍干燥包括西藥和中藥兩部分,。西藥冷凍干燥在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展,，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設(shè)備。在針劑方面,，冷凍干燥工藝采用的比較多,，提高了藥品質(zhì)量和貯存期限，給醫(yī)患雙方都帶來(lái)了利益,。凍干藥品的品種不多，產(chǎn)品價(jià)格高,，干燥工藝不*,。在中藥方面，局限在人參,、鹿茸,、山藥、冬蟲(chóng)夏草等少量中藥材的凍干,，大量的中成藥還沒(méi)有采用凍干工藝,，與國(guó)外差距較大。日本幾年前就開(kāi)展了“漢藥西制”,，改變了中藥的熬制方法,，解決了中藥不能制成針劑或片劑的傳統(tǒng)，也解決了中藥不治急病的難題,，因此我國(guó)中藥凍干工藝及產(chǎn)品的研究很有潛力可挖,。

在生物技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域，凍干技術(shù)主要用于血清,、血漿、疫苗,、酶、抗生素,、激素等藥品的生產(chǎn),；生物化學(xué)的檢查藥品、免疫學(xué)及細(xì)菌學(xué)的檢查藥品,；血液,、細(xì)菌、動(dòng)脈,、骨骼、皮膚,、角膜,、神經(jīng)組織及各種器官*保存等。

設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展

凍干技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備是分不開(kāi)的,，到目前為止,，凍干設(shè)備的形式主要分為間歇式和連續(xù)式兩大類(lèi)，設(shè)備的規(guī)模從不到一平方米到幾十平方米都有,。

間歇式凍干設(shè)備

間歇式凍干設(shè)備適合多品種小批量生產(chǎn),，特別是在食品領(lǐng)域適用于季節(jié)性強(qiáng)的食品生產(chǎn),。采用單機(jī)操作，如果一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障,，不會(huì)影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行,。間歇式凍干設(shè)備便于控制物料干燥時(shí)不同階段的加熱溫度和真空度的要求。設(shè)備的加工制造和維修保養(yǎng)易于進(jìn)行,。但由于裝料,、卸料、起動(dòng)等操作占用時(shí)間較多，因此設(shè)備利用率低,，生產(chǎn)效率也不高,。

連續(xù)式凍干設(shè)備

國(guó)內(nèi)外開(kāi)始探索和使用連續(xù)式真空冷凍干燥設(shè)備,。連續(xù)式設(shè)備的特點(diǎn)是適于品種單一而產(chǎn)量龐大,、原料充足的產(chǎn)品生產(chǎn),，特別適合漿狀和顆粒狀制品的生產(chǎn)。連續(xù)式設(shè)備容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,，簡(jiǎn)化了人工操作和管理,，其主要缺點(diǎn)是成本高。

隨著GMP認(rèn)證的結(jié)束,，國(guó)產(chǎn)的優(yōu)秀醫(yī)藥用凍干設(shè)備全面進(jìn)入了現(xiàn)代化階段,，功能齊全、工作可靠,、性能穩(wěn)定,，可實(shí)現(xiàn)在線清洗（CIP）或蒸汽消毒滅菌（SIP）,，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都能滿足生物制品和藥品凍干生產(chǎn)的需要,。相比之下，國(guó)外凍干設(shè)備的品種規(guī)格比國(guó)內(nèi)多,，配套設(shè)備齊全,，節(jié)能型結(jié)構(gòu)比較精致，連續(xù)式凍干設(shè)備生產(chǎn)量大,。為保證凍干產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)能,，常采用凍干設(shè)備與其它干燥設(shè)備組合在一起的組合凍干設(shè)備，例如噴霧凍干設(shè)備,。

在未來(lái)，如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,，提高冷凍干燥效率,，縮短干燥時(shí)間，節(jié)約能源將是廣大凍干行業(yè)工作者的目標(biāo),。