真空冷凍乾燥機

1.真空冷凍乾燥機適用於高檔原料藥、中藥飲片、海鮮、野生蔬菜、脱水蔬菜、食品、水果、化工藥物中間體等物料的乾燥。 ^[1] 

2.真空冷凍乾燥機將製冷系統、真空系統、導熱油加熱系統、排濕系統組合一體，一種新型箱體結構，較大地利用箱體內存放物料空間進行乾燥的冷凍真空乾燥，可使乾燥後粉體擁有良好的分散性。

冷凍真空乾燥過程是無不純物混入物體，能保持物料的原有成份和活性成份及物料形體不受損。

開機後將物料投入物料箱內進行冷凍.物料的冷凍過程，一方面是真空系統進行抽真空把一部分水份帶走；另一方面是物料受凍時把某些分子中所含水份排到物料的表面凍結，達到冷凍要求後，由加熱系統對物料加熱乾燥，通過抽真空把物料中所含的水份帶到冷凍捕集箱結凍，達到物料冷凍乾燥要求。

冷凍乾燥是指通過昇華從凍結的生物產品中去除水分或其他溶劑的過程。昇華指的是溶劑，比如水，像乾冰一樣，不經過液態，從固態直接變為氣態的過程。冷凍乾燥得到的產物稱作凍幹物（lyophilizer），該過程稱作凍幹。傳統的乾燥會引起材料皺縮，破壞細胞。在冰凍乾燥過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位置上的堅冰支持着。在冰昇華時，它會留下孔隙在乾燥的剩餘物質裏。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。在實驗室中，凍幹有很多不同的用途，它在許多生物化學與製藥應用中是不可缺少的。它被用來獲得可長時期保存的生物材料，例如微生物培養、酶、血液、與藥品，除長期保存的穩定性以外，還保留了其固有的生物活性與結構。為此，凍幹被用於準備用做結構研究（例如電鏡研究）的組織樣品。冷凍乾燥也應用於化學分析中，它能得到乾燥態的樣品，或者濃縮樣品以增加分析敏感度。凍幹使樣品成分穩定，也不需改變化學組成，是理想的分析輔助手段。冷凍乾燥可以自然發生。在自然情況下，這一過程緩慢而且不可預測。通過冷凍乾燥系統，人們改進、細分了很多步驟，加速了這一過程。

鐘罩型凍幹機：凍幹腔和冷阱為分立的上下結構，凍幹腔沒有預凍功能。該類型的凍幹機在物料預凍結束後轉入乾燥過程時需要人工操作。大部分實驗型凍幹機都為鐘罩型，其結構簡單、造價低。凍幹腔多數使用透明有機玻璃罩，便於觀察物料的凍幹情況。 ^[2] 

原位型凍幹機：凍幹腔和冷阱為兩個獨立的腔體，凍幹腔中的擱板帶製冷功能，物料置入凍幹腔後，物料的預凍、乾燥過程無需人工操作。該類型凍幹機的製作工藝複雜，製造成本高，但原位型凍幹機是凍幹機發展方向，是進行凍幹工藝摸索的理想選擇，特別適用於醫藥、生物製品及其他特殊產品的凍幹。

a、普通型 b、多歧管型 c、壓蓋型

普通擱板型：物料散裝於物料盤中，適用於食品、中草藥、粉末材料的凍幹。

帶壓蓋裝置型：適合西林瓶裝物料的乾燥，凍幹準備時，按需要將物料分裝在西林瓶中，浮蓋好瓶蓋後進行冷凍乾燥，乾燥結束後操作壓蓋機構壓緊瓶蓋，可避免二次污染、重新吸附水分，易於長期保存。

多歧管型：在乾燥室外部接裝燒瓶，對旋凍在瓶內壁的物料進行乾燥，這時燒瓶作為容器接在乾燥箱外的歧管上，燒瓶中的物料靠室温加熱，通過多歧管開關裝置，可按需要隨時取下或裝上燒瓶，不需要停機。

帶預凍功能型：物料預凍過程，冷阱作為預凍腔預凍物料，在乾燥過程，冷阱為捕水器，捕獲物料溢出的水分。帶預凍功能的凍幹機，冷凍乾燥過程物料的預凍、乾燥等均在凍幹機上完成，凍幹機使用效率高，節省了低温冰箱的費用。

凍幹機型號中的數字代表該型號凍幹機的凍乾麪積，例如，LGJ-18C型凍幹機的凍乾麪積為0.18㎡。用户應根據自己的需要，通過計算來確定需用多大凍乾麪積的凍幹機。例如每批需凍幹1.8公斤(升)液體量的產品,用物料盤裝載物料，每盤裝載10㎜厚，則可計算得凍幹板層的負荷面積：

A(面積，㎡)=V(體積，m)/H(高度，m)=0.0018m/0.01m=0.18㎡

即需選用板層負荷面積為0.18㎡的凍幹機。

冷阱是冷凍乾燥過程捕獲水分的裝置，理論上講，冷阱温度越低，冷阱的捕水能力越強，但冷阱温度低，對製冷要求高，機器成本及運轉費用高。實驗系列冷凍乾燥機的冷阱温度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個檔次。冷阱温度為-45℃的凍幹適用於一些容易凍乾的產品，冷阱温度為-60℃左右的凍幹機適用於大部分產品的凍幹，冷阱温度為-80℃的凍幹適用於一些特殊產品的凍幹。冷阱温度對捕水能力的影響實驗表明冷阱温度從-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明顯，冷阱温度低於-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，選用冷阱温度-60℃左右是理想的選擇。

3、降温速率

降温速率體現製冷系統的製冷能力，在空載情況下,冷阱温度應在1小時內達到指標規定的最低温度。例如，冷阱温度≤-60℃的凍幹機，機器從打開製冷開始計時，冷阱温度達到-60℃的時間應不大於1小時。

4、極限真空度

極限真空度體現凍幹機的泄漏情況及真空泵的抽氣效率。凍幹箱的真空度，過去的觀點認為真空度是越高越好，行業內的觀點認為真空度應在一個合理的範圍之內。真空度太高了，不利於傳熱，乾燥速度反而下降，但無論如何凍幹箱的空載極限真空度應達到15Pa以上。

5、抽真空時間

凍幹箱空載的抽空速度，應在半小時之內從大氣壓抽到15Pa。

6、板層温度均勻性及平整度：

板層温度的均勻性和平整度,對產品質量的均一性有很大的影響,温度均勻性和平整度越好，則凍乾產品質量的均一性也越好。凍幹機擱板温度控制有加熱器型和中間流體型，採用中間流體控制板層的凍幹機擱板温度均勻性和平整度好，這種凍幹機板層為空心夾層結構，板層的製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，因此板層温度均勻一致。鐘罩型凍幹機的擱板温度控制基本上都是採用加熱器，板層温度一致性稍差。但總體而言，醫藥用凍幹機板層温差應控制在±1.5℃，板內温差為±l℃ ，食品凍幹機可適當放寬。

7、控制系統

凍幹機的控制系統類型及功能各異，對於實驗系列的凍幹機，主要應用於物料的凍幹工藝摸索和少量試生產。因此，控制系統應可實時顯示凍幹過程參數並自動記錄；設定、修改及有效地執行凍幹工藝程序；具備通訊接口，便於數據採集、保存。