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冷冻干燥机原理
冷冻干燥机原理
标准振动筛 真空冷冻干燥技术原理简介
摘要：冷冻清理筛干燥机系由制冷系统、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 。
关键词：冷冻干燥 医用提升机冻干机
给煤机一、真空冷冻干燥的定义与优点：
制品经完全冻结 ，并在一定的真空条件下使冰晶升华 ，从而达到低温脱水的目的 ，vwin德赢网官方下载石破碎机此过程即称为冷冻干燥（Freeze-drying） ，简称冻干 。
冻干的固体物质由于微小的冰晶体的升华而呈现多孔结构 ，圆震动筛并保持原先冻结时的体积 ，加水后极易溶解而复原 ，制品在升华过程中温度保持在较低温度状态下（一般低于
二微型振动电机、医用冷冻干燥机的结构与功能简介：
医用冷冻干燥机系煤矿皮带输送机由制冷系统、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 。
制品的冻干是在干燥箱中进行 ，干燥箱内搁板采用不锈钢板制成 ，内有媒体导管分布其中 ，可对制品进行冷螺旋给料机却或热 ，干燥箱的后面装有真空传感器 ，它将真空度转变成电讯号 ，箱门四周镶嵌有密封橡胶圈 ，临用前可涂以真空硅脂保证箱体的密封 。
凝结器最好为缠绕柱面式 ，不锈钢柱面外绕有多组链板式输送机冷气盘管 ，其工作温度低于干燥箱内制品的温度 ，最低可达
旋片式真空泵用以对系统抽真顶击式振筛机空 ，在机械泵的进气口安装了一个带自动放气的电磁真空阀 ，它与旋片泵为同一电源控制 ，当停泵时 ，电磁阀门自动关闭 ，同时向真空泵内放气 ，既保护了真空系统 ，又防止了真空泵向系统返油 。
在制冷系统中 ，二台2.2Kw的半封闭冷冻机并联使用 ，由风冷凝器出来的高压制冷剂液体（无氟制冷剂V
加热系统由电热管 ，媒体（硅油）、媒体泵、媒体箱等组成一个循环管路 ，硅油经电热管加热后 ，由媒体泵输送至干箱搁板中的媒体导管 ，对制品进行加温 ，提供升华热 ，当冻结时 ，则由冷却排管对硅油进行降温 ，由媒体泵输送至干燥箱搁板中心的媒体导管 ，对制品进行冷却及冻结 。
电器仪表控制系统为机电一体化设计 ，由一个专用工控电机控制 ，所有的搁板温度、媒体温度、制品温度均可在集中的显示上显示出来 ，具体的调节控制请参考系统说明书 。
三、冻干的基本原理与实践
对冻干制品的质量要求是：生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快 ，残余水分低 。要获得高质量的制品 ，对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解 。冻干工艺包括预冻、升华和再干冻三个分阶段 。合理面有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值 。
（一）制品的冻结
溶液速冻时（每分钟降温10~
药品在冻干机中预冻在两种方式：一种是制品与干燥箱同时降温 ，；另一种是待干燥箱搁板降温至
制品的冻结处于静止状态 。经验证明 ，过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点 。但溶质仍不结晶 ，为了克服过冷现象 ，制品冻结的温度应低于共晶点以下一个范围 ，并需保持一段时间 ，以待制品完全冻结 。
（二）升华的条件与速度
冰在一定温度下的饱和蒸汽压大于vwin德赢网官方下载的水蒸气分压时即可开始升华；比制品温更低的凝结器对水水蒸气的抽吸与捕获作用 ，则是维护升所必需的条件 。
气体分子在两次连续碰撞之间所走的距离称为平均自由程 ，它与压力成反比 。在常压下 ，其值很小 ，升华的水分子很容易与气体碰撞又返回到蒸汽源表面 ，因而升华速度很漫 。随着压力降低13.3Pa以下 ，平均自由程增大105倍 ，使升华速度显著加快 ，飞离出来的水分子很少改变自己的方面 ，从而形成了定向的蒸汽流 。
真空泵在冻干机中起着抽除永久气体的作用 ，以维护升华所必需的低压强 。
制品与凝结的温度通常为
冰的升华热约为2822J/克 ，如果升华过程不供给热量 ，那末制品只有降低内能来补偿升华热 ，直至其温度与凝结器温度平衡后 ，升华也就停止了 。为了保持升华与冷凝来的温度差 ，必须对制品提供足够的热量 。
（三）升华过程
在升温的第一阶段（大量升华阶段） ，制品温度要低于其共晶点一个范围 。因此搁板温要加以控制 ，若制品已经部分干燥 ，但温度却超过了其共晶点 ，此时将发生制品融化现象 ，而此时融化的液体 ，对冰饱和 ，对溶质却未饱和 ，因而干燥的溶质将迅速溶解进去 ，最后浓缩成一薄僵块 ，外观极为不良 ，溶解速度很差 ，若制品的融化发生在大量升华后期 ，则由于融化的液体数量较少 ，因而被干燥的孔性固体所吸收 ，造成冻干后块状物有所缺损 ，加水溶解时仍能发现溶解速度较慢 。
在大量升华过程 ，虽然搁板和制品温度有很大悬殊 ，但由于板温、凝结器温度和真空温度基本不变 ，因而升华吸热比较稳定 ，制品温度相对恒定 。随着制品自上而下层层干燥 ，冰层升华的阻力逐渐增大 。制品温度相应也会小幅上升 。直至用肉眼已不到冰晶的存在 。此时90%以上的水分已除去 。大量升华的过程至此已基本结束 ，为了确保整箱制品大量升华完毕 ，板温仍需保持一个阶段后再进行第二阶段的升温 。
剩余百分之几的水分称残余水分 ，它与自由状态的水在物理化学性质上有所不同 ，残余水分包括了化学结合之水与物理结合之水 ，诸如化合的结晶水结晶、蛋白质通过氢键结合的水以及固体表面或毛细管中吸附水等 。由于残余水分受到种引力的束缚 ，其饱和蒸汽压则是不vwin德赢网官方下载度的降低 ，因而干燥速度明显下降 。虽然提高制品温度促进残余水分的气化 ，但若超过某极限温度 ，生物活性也可能急剧下降 。保证制品安全的最高干燥温度要由实验来确定 。通常vwin德赢网官方下载在第二阶段将板温+
（四）冻干曲线：将搁板温度与制品温度随时间的变化记录下来 ，即可得到冻干曲线 。
比较典型的冻干曲线系将搁板升温分为两个阶段 ，在大量升华时搁板温度保持较低 ，根据实际情况 ，一般可控制在-10至+10之间 。第二阶段则根据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楚 ，机器性能较差或其工作不够稳定时 ，用此法也比较稳妥 。
如果制品共晶点较高 ，系统的真空度也能保持良好 ，凝结器的制冷能力充裕 ，则也可采用一定的升温速度 ，将搁板温度升高至允许的最高温度 ，直至冻干结束 ，但也需保证制品在大量升华时的温度不得超过共晶点 。
若制品对热不稳定 ，则第二阶段板温不宜过高 。为了提高第一阶段的升华速度 ，可将拉板温度一次升高至制品允许的最高温度以上；待大量升华阶段基本结束时 ，再将板温降至允许的最高温度 ，这后两种方式虽然使大量的升华速度有一些提高 ，但其抗干扰的能力相应降低 ，真空度和制冷能力的突然降低或停电都可能会使制品融化 。合理而灵活地掌握第一种方式 ，仍是目前较常用的方式 。
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