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凍干機有哪幾種速凍工藝?
浸泡法：將物料浸泡于液氮、液態(tài)氟里昂、低溫鹽水等介質(zhì)中進行快速凍結(jié)。此法凍結(jié)速度快。
風冷法：對物料吹低溫冷風，使物料在規(guī)定的時間內(nèi)凍結(jié)到一定的溫度。
直冷法：將制冷劑或冷媒置于蒸發(fā)排管中，吸收物料的熱量達到制冷目的。
真空制冷法：利用抽真空使物料中水份蒸發(fā)帶走熱量，冷卻物料達到制冷目的。
不管采取何種方式，都應該保證物料在基本不變形的前提下在規(guī)定時間內(nèi)凍結(jié)到一定的溫度。
為保證物料中的冰不溶化而直接汽化(升華)，并不斷移走汽體，保證升華正常進行，必須使箱內(nèi)真空度低于某一溫度下冰的飽和蒸汽壓(610pa以下)。
采用冷阱是為了捕捉水汽，降低真空泵的負荷，設計合理的冷阱基本不會導致真空泵失效，能耗也低，不過對制冷系統(tǒng)、冷阱的設計要求較嚴。
隨著冰不斷升華汽體的移走，也帶走物料的熱量，使物料溫度(冰溫)持續(xù)走低，從而引汽冰的飽和蒸汽壓降低，升華速度放慢。為保持一定的升華速率，就必須不斷給物料補充熱量。熱量補充太少會降低升華速率，熱量補充太快會引起冰的溶化，導致物料塌陷凍干失敗。
由于凍干機凍干過程較復雜，且工作狀態(tài)范圍較窄，稍有不慎便會造成凍干品質(zhì)量下降，因此要求采用自控系統(tǒng)。凍干機自控系統(tǒng)設計要求操作簡便，從物料放入按鈕開機，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關機出料。有關的溫度、壓力控制點要精心選擇、合理控制，速凍、真空保持、加熱的關聯(lián)應控制恰當，針對不同的物料設置工藝曲線。

凍干機設備的凍干技術要點:
1、物料系統(tǒng)的配方
在藥品和細胞冷凍干燥之前，必須加入一些保護劑和添加劑，以保證其凍干效果、保持藥品的活性和細胞的存活。物料和保護劑、添加劑一起，組成了多組分的系統(tǒng)，我們稱之為“物料系統(tǒng)”。保護劑和添加劑與物料之間是有相互作用的，因此對于不同的物料，應當采用不同種類和不同濃度的保護劑和添加劑。近年來在生物藥品方面取得的每一重要進展，幾乎都是和采用新的“雞尾酒”式的物料系統(tǒng)的配方有關的。保護劑和添加劑的問題值得討論。
2、物料系統(tǒng)的物性的研究
物料系統(tǒng)的物性，如凝固溫度、相變熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變前后的熱容量等，都會對凍結(jié)和干燥過程產(chǎn)生很大的影響。在干燥過程中，希望物料的升華速率高，就要求物料的空隙多、而又不致塌陷。這些也都是和物料系統(tǒng)的物性有關的。近年來又發(fā)現(xiàn)當物料系統(tǒng)經(jīng)歷過不同的“溫度歷史” （熱歷史），如在不同溫度下“退火”（annealing）不同時間，會給物性帶來明顯的變化。
對于物料系統(tǒng)物性的測量，差示掃描量熱技術（Differential Scanning Calorimetry,DSC）是一種、被廣泛認可的技術。
3、冷卻固化過程的選擇及實現(xiàn)的技術
對于物料系統(tǒng)的冷卻固化過程，要解決兩個問題，一個是冷卻終溫度的確定；另一個是選擇合適的降溫程序。冷卻固化過程的終溫度應當是完全固化溫度，它應低于物料系統(tǒng)的共晶點溫度，或玻璃化轉(zhuǎn)化溫度。冷卻固化后的物料系統(tǒng)，實際上是既具有晶態(tài)，又具有玻璃態(tài)的的混合系統(tǒng)。為確定降溫的終溫度，就要先測量物料系統(tǒng)的共晶點溫度和玻璃化轉(zhuǎn)化溫度。
對于合適降溫程序的選擇，就是希望活性藥物、或細胞在冷卻固化過程中不受損傷或少受損傷，這是細胞低溫保存的基本問題。分析物料系統(tǒng)的凍結(jié)過程諸多現(xiàn)象、對細胞損傷及防治辦法；討論程序降溫的理論和實施技術。
4、升華干燥參數(shù)的確定
升華干燥是在低溫下對物料系統(tǒng)進行加熱，使物料中被凍結(jié)成冰的“自由水”直接升華成水蒸氣。在升華干燥過程中，可以控制的參數(shù)有：物料的溫度、干燥室的真空度、升華干燥的持續(xù)時間等。
關于物料的溫度，一般認為必須低于物料系統(tǒng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或共晶溫度。升華干燥的溫度的確定是十分重要的。如溫度過高，會出現(xiàn)軟化、塌陷等現(xiàn)象，造成凍干的失??；如溫度過低，不僅給制冷系統(tǒng)提出了過高的要求，而且大為降低了升華過程的速率，費時又耗能。
目前大多數(shù)的操作，都是在整個升華干燥過程中保持加熱溫度不變的。關于是否應當這樣，有兩種不同的觀點。一種觀點認為，在升華干燥階段，隨著水分的升華，物料系統(tǒng)的濃度會提高，物料系統(tǒng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也會提高，這意味著升華干燥階段的加熱過程的溫度應當逐漸提高，而不要恒定在一個溫度上。另一種觀點認為，在升華干燥階段，升華的只是“游離”在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空隙中的自由水，不會對物料實體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度產(chǎn)生影響，因此升華干燥過程中加熱溫度仍應保持不變。實際上這兩種情況都可能出現(xiàn)，是和冷卻固化的情況有關的。
一般說來，在升華干燥過程中真空度是維持不變的。但也可以采用循環(huán)壓力法，即控制真空系統(tǒng)的壓力在一定范圍內(nèi)上下波動，以期提高傳熱傳質(zhì)的效果，來加速干燥的過程。

冷凍干燥機分類
a.實驗系列的凍干機用于研發(fā)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次一般都是低于6公斤，干燥室的板層面積小于0.2平方米。
b.中試及小規(guī)模生產(chǎn)系列用于中試模擬凍干工藝及小批量生產(chǎn)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次一般都在6~25公斤之間，干燥室的板層面積在 0.2~2.0 平方米之間。
c.工業(yè)生產(chǎn)系列的凍干機用于工廠大規(guī)模生產(chǎn)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次在40公斤以上，甚至有些達到1000公斤以上，而干燥室的板層面積在2平米以上，甚至有些達到100平方米左右。

哪些因素會影響冷凍干燥機的質(zhì)量？
一、凍干面積
凍干機型號中的數(shù)字代表該型號凍干機的凍干面積，例如，F(xiàn)D-1A-50型凍干機的凍干面積為0.12㎡。用戶應根據(jù)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1.2公斤（升）液體量的產(chǎn)品,用物料盤裝載物料，每盤裝載10㎜厚，則可計算得凍干板層的負荷面積：A（面積，㎡）=V（體積，m3）/H（高度，m）=0.0012m3/0.01m=0.12㎡。即需選用板層負荷面積為0.12㎡的凍干機。
二、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(zhuǎn)費用高。實驗系列冷凍干燥機的冷阱溫度主要有-50℃左右、-80℃左右等幾個檔次。冷阱溫度為-50℃的凍干適用于一些容易凍干的產(chǎn)品，冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產(chǎn)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-50℃左右是理想的選擇。
三、降溫速率
降溫速率體現(xiàn)制冷系統(tǒng)的制冷能力，在空載情況下,冷阱溫度應在1小時內(nèi)達到指標規(guī)定的溫度。例如，冷阱溫度≤-50℃的凍干機，機器從打開制冷開始計時，冷阱溫度達到-50℃的時間應不大于1小時。
四、極限真空度
極限真空度體現(xiàn)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(xiàn)在的觀點認為真空度應在一個合理的范圍之內(nèi)。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。
五、抽真空時間
凍干箱空載的抽空速度，應在半小時之內(nèi)從大氣壓抽到15Pa。
六、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(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)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(jié)構(gòu)，板層的制冷和加熱均通過中間流體在板層內(nèi)部的流體通道循環(huán)來實現(xiàn)，因此板層溫度均勻一致。四環(huán)凍干機中LGJ-50C型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，用凍干機板層溫差應控制在±1.5℃，板內(nèi)溫差為±1℃，食品凍干機可適當放寬。
七、控制系統(tǒng)
凍干機的控制系統(tǒng)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(chǎn)。因此，控制系統(tǒng)應可實時顯示凍干過程參數(shù)并自動記錄；設定、修改及有效地執(zhí)行凍干工藝程序；具備通訊接口，便于數(shù)據(jù)采集、保存。