真空冷凍干燥是目前在制藥,、診斷試劑,、食品等行業(yè)廣泛應(yīng)用的一個獲得干燥制品的技術(shù)。由于其獲得的凍干制品性質(zhì)穩(wěn)定,，保存和運輸都方便,，因此對于高附加值或者低溫保存，低溫運輸?shù)闹破烦２捎美鋬龈稍锏姆椒ǐ@得穩(wěn)定的長期保存的制品,。
真空冷凍干燥也叫凍干,，就是在低溫下先將物料凍成固體形狀，然后升溫在固體狀態(tài)下進行升華,，升華除去90%左右的水分后,，進行解析煩躁，獲得含水量低的干燥制品,，這個干燥制品的形狀就是預(yù)凍時形成的形狀,，因此凍干除了獲得長期低溫保存的制品，還能降物料制成我們想要的形狀,，如球狀,、柄狀、片劑狀,、長方體,、正方體等各種形狀。但是凍干原理看起來簡單,，做起來并不是那么容易,，凍干制品容易出現(xiàn)各種凍干質(zhì)量問題：如形狀不好、顏色上下不均一,、凸起,、塌陷、失活等,。其中塌陷是很多制品的典型特點,。
塌陷發(fā)生在凍干的升華階段，是由于凍干制品的干燥層失去剛性而發(fā)生坍塌凹陷,。塌陷的發(fā)生是由于溫度和濕度共同的作用結(jié)果,，也就是升華過程中供給的熱量超過升華需要的,，升華冰需要的熱量超限，被干燥層吸收,，導(dǎo)致干燥層塌陷,，發(fā)生塌陷一般就會導(dǎo)致制品的活性或者穩(wěn)定性大大降低，就意味著凍干失敗,。 因此為了防止凍干過程中出現(xiàn)塌陷,，一般做凍干的時候，在凍干輔料的篩選過程中,，我們通常的做法是采用非常保守的工藝，也就是不考慮成本和效率,。因此前期的凍干開發(fā)基本上都是為了避免塌陷而設(shè)計的凍干工藝,。
那么塌陷與什么有關(guān)呢？有沒有一個共同的塌陷溫度或者塌陷的控制點呢,？塌陷不是那么簡單控制的,，研究塌陷的模型，對于不同的制品是不一樣的情況的,。而大多塌陷與凍干機,、預(yù)凍、容器及凍干機的傳質(zhì)效率等有關(guān),。
固體的冰升華出來需要克服阻力,，而這個阻力就包含干燥層的阻力和凍干箱內(nèi)和冷阱的氣壓梯度阻力。而在升華的過程中如果阻力過大,，分子流動的傳質(zhì)動力不夠,，就會無法穿越干燥層，就將熱量累積在干燥層,，造成干燥層塌陷,。
預(yù)凍時形成的冰晶大小和冰晶的分布就是干燥層的通道，因此預(yù)凍的狀態(tài)影響塌陷,，冰晶小,，通道小，阻力大,，容易造成塌陷,。冰晶大，升華通道流暢,，升華更容易,。除了與冰晶通道有關(guān)，還與凍干機的性能有關(guān),。凍干機的熱量分布均勻,，熱量能合理控制,，也有利于傳質(zhì)和傳熱的進行，也不容易發(fā)生塌陷,。而對于不同的凍干機的熱量分布是不一樣的,，因此這個塌陷點就不固定。而如果同一樣品在同一個凍干機內(nèi)凍干,，在包材和預(yù)凍這些因素都一致的情況下,，部分塌陷，那就是凍干機的熱量分布的問題,。對于不同的樣品選擇不同的制品的容器進行凍干,，也是不一樣的，容器的阻力小,，也不容易發(fā)生塌陷,。容器的包材選擇時要考慮傳熱、密封性,、溫度分布,、污染性等各方面。一般玻璃瓶比塑料包材更好,，塑料包材密封性和傳熱效果差,。
塌陷是可以避免的，通過優(yōu)化工藝,，合理控制熱量就可以避免,，主要的是選擇合適的性能好的凍干機和工藝優(yōu)化設(shè)計。
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