冷凍干燥器的原理是什么？

物質在干燥前始終處于低溫(凍結狀態),同時冰晶均勻分布于物質中,升華過程不會因脫水而發生濃縮現象,避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在最大程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。 冷凍干燥器的工作原理是將被干燥的物品先凍結到三相點溫度以下，然后在真空條件下使物品中的固態水份（冰）直接升華成水蒸氣，從物品中排除，使物品干燥。物料經前處理后，被送入速凍倉凍結，再送入干燥倉升華脫水，之后在后處理車間包裝。真空系統為升華干燥倉建立低氣壓條件，加熱系統向物料提供升華潛熱，制冷系統向冷阱和干燥室提供所需的冷量。 本設備采用高效輻射加熱，物料受熱均勻；采用高效捕水冷阱，并可實現快速化霜；采用高效真空機組，并可實現油水分離；采用并聯集中制冷系統，多路按需供冷，工況穩定，有利節能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。 對凍干制品的質量要求是：生物活性不變、外觀色澤均勻、形態飽滿、結構牢固、溶解速度快，殘余水分低。要獲得高質量的制品，對凍干的理論和工藝應有一個比較全面的了解。凍干工藝包括預凍、升華和再凍干三個分階段。合理而有效地縮短凍干的周期在工業生產上具有明顯的經濟價值。

選購凍干機時應注重的幾個參數

選購凍干機時應注重以下幾個參數：

1、凍干面積

2、冷阱溫度

3、降溫速率

4、極限真空度

5、抽真空時間

6、板層溫度均勻性及平整度

7、控制系統

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冷凍干燥設備，真空冷凍干燥也叫升華干燥，簡稱凍干，用的儀器就是冷凍干燥機，簡稱是凍干機。一般要考慮冷阱溫度、物料盤大小、冷凝量等。一般干燥水的話用冷阱溫度在-60攝氏度的凍干機就可以了，一般的國產牌子都可以做，如果還要做有機溶劑的樣品干燥，建議最好用進口的，像美國mosi（默希科技）等，進口的默希的可以做到冷阱溫度到-80攝氏度，做有機溶劑樣品的干燥

凍干機用戶須主要考慮的“三大因素”

實驗室凍干機是一種小型立式冷凍干燥設備，適合于實驗室樣品凍干實驗及少量生產。它適合于實驗室樣品的凍干試驗及少熱泵節能量生產。凍干裝置可選：普通型、壓蓋型，多歧管普通型、多歧管壓蓋型；觸摸屏控制等。

凍干機具備層板加熱功能，采用電加熱為制品提供熱量，可預設層板升溫曲線，實現升華過程的自動化。大屏幕熱晶屏顯示，可編程記憶凍干曲線。適用于實驗室樣品凍干或小型生產。

實驗室凍干機是將含水物品預先凍結，然后將其水分在真空狀態下升華而獲得干燥物品的一種技術方法。經冷凍干燥處理的物品易于長期保存，凍干機加水后能恢復到凍干前的狀態并保持原有的生化特性。對于熱敏物質如抗菌素、疫苗、血液制品、酶激素和其它生物制品，冷凍干燥技術更能顯示其優越性。

凍干機生產時可配備CIP、SIP及自動進出料系統；可配備凍干上下游工序設備系統。

凍干機用戶選擇國產凍干機主要考慮以下幾個因素：

1.是否需要放大生產。

2.是否有較高的工藝要求。

3.是否需要進行工藝配套。

選擇實驗室凍干機相對比較簡單，主要考慮使用要求、價位等，凍干機的不同種類可滿足不同層次需求。

選擇中試型凍干機要考慮以后是否需要放大生產或者是否為生產工藝優化用途。將來需要放大生產，要選擇廠家即可提供中試機及生產型機。工藝優化或摸索凍干工藝的中試機型要求相對比較高，建議選擇機器性能相對比較高的廠家，不要單一追求價格。

選擇生產型凍干機主要考慮工藝要求GMP標準等。

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1、凍干面積

凍干機型號中的數字代表該型號凍干機的凍干面積，例如，LGJ-18C型凍干機的凍干面積為0.18O。用戶應根據自己的需要，通過計算來確定需用多大凍干面積的凍干機。例如每批需凍干1.8公斤(升)液體量的產品,用物料盤裝載物料，每盤裝載10L厚，則可計算得凍干板層的負荷面積：

A(面積，O)=V(體積，m)/H(高度，m)=0.0018m/0.01m=0.18O

即需選用板層負荷面積為0.18O的凍干機。

2、冷阱溫度

冷阱是冷凍干燥過程捕獲水分的裝置，理論上講，冷阱溫度越低，冷阱的捕水能力越強，但冷阱溫度低，對制冷要求高，機器成本及運轉費用高。實驗系列冷凍干燥機的冷阱溫度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個檔次。冷阱溫度為-45℃的凍干適用于一些容易凍干的產品，冷阱溫度為-60℃左右的凍干機適用于大部分產品的凍干，冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產品的凍干。冷阱溫度對捕水能力的影響實驗表明冷阱溫度從-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明顯，冷阱溫度低于-55℃，冷阱的捕水能力提升不明顯。因此，在沒有特殊需求的情況下，選用冷阱溫度-60℃左右是理想的選擇。

3、降溫速率

降溫速率體現制冷系統的制冷能力，在空載情況下,冷阱溫度應在1小時內達到指標規定的最低溫度。例如，冷阱溫度≤-60℃的凍干機，機器從打開制冷開始計時，冷阱溫度達到-60℃的時間應不大于1小時。

4、極限真空度

極限真空度體現凍干機的泄漏情況及真空泵的抽氣效率。凍干箱的真空度，過去的觀點認為真空度是越高越好，現在的觀點認為真空度應在一個合理的范圍之內。真空度太高了，不利于傳熱，干燥速度反而下降，但無論如何凍干箱的空載極限真空度應達到15Pa以上。

5、抽真空時間

凍干箱空載的抽空速度，應在半小時之內從大氣壓抽到15Pa。

6、板層溫度均勻性及平整度：

板層溫度的均勻性和平整度,對產品質量的均一性有很大的影響,溫度均勻性和平整度越好，則凍干產品質量的均一性也越好。凍干機擱板溫度控制有加熱器型和中間流體型，采用中間流體控制板層的凍干機擱板溫度均勻性和平整度好，這種凍干機板層為空心夾層結構，板層的制冷和加熱均通過中間流體在板層內部的流體通道循環來實現，因此板層溫度均勻一致。冷凍干燥機就采用擱板中間流體的技術。鐘罩型凍干機的擱板溫度控制基本上都是采用加熱器，板層溫度一致性稍差。但總體而言，醫藥用凍干機板層溫差應控制在±1．5℃，板內溫差為±l℃ ，食品凍干機可適當放寬。

7、控制系統

凍干機的控制系統類型及功能各異，對于實驗系列的凍干機，主要應用于物料的凍干工藝摸索和少量試生產。因此，控制系統應可實時顯示凍干過程參數并自動記錄；設定、修改及有效地執行凍干工藝程序；具備通訊接口，便于數據采集、保存。