冷凍干燥的基本原理是基于水的三態(tài)變化 醫(yī)學(xué)教 育網(wǎng)收集整理 。水有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三種相態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換又可以共存。 當水在三相點（溫度為0.01℃，水蒸氣壓為610.5Pa）時，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分，不經(jīng)過冰的融化，直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去，從而達到冷凍干燥的目的。凍干制品成海綿狀、無干縮、復(fù)水性、含水分極少，相應(yīng)包裝后可在常溫下長時間保存和運輸。 由于真空冷凍干燥具有其它干燥方法無可比擬的優(yōu)點，因此該技術(shù)問世以來越來越 受到人們的青睞，在醫(yī)藥、生物制品和食品方面的應(yīng)用已日益廣泛。血清、菌種、中西醫(yī)藥等生物制品多為一些生物活性物質(zhì)，真空冷凍干燥技術(shù)也為保存生物活性提供了良好的解決途徑。
冷凍干燥機是由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成的機器。冷凍干燥機主要部件分為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
干燥的方法多種多樣，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進行。干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題，易揮發(fā)的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性、失活，有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化。因此，干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比，在性狀上有很大的差別。 凍干法則基本上在0℃以下進行，即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進行，只在后期降低產(chǎn)品的殘余水份含量時，才讓產(chǎn)品升至0℃以上的溫度，但一般不超過40℃。在真空條件下，當水蒸汽直接升華出來后，藥物剩留在凍結(jié)時的冰架中，形成類似海綿狀疏松多孔架構(gòu)，因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前，只要加入注射用水，又會立即溶解。
冷凍式干燥機是根據(jù)冷凍除濕原理，將壓縮空氣強制通過蒸發(fā)器進行熱交換而降溫，使壓縮空氣中氣態(tài)的水和油經(jīng)過等壓冷卻，凝結(jié)成液態(tài)的水和油，并夾帶塵埃，通過自動排水器排出機外，從而獲得清潔的壓縮空氣的一種機器。
換熱后的壓縮空氣流入蒸發(fā)器通過蒸發(fā)器的換熱功能與制冷劑熱交換，壓縮空氣中的熱量被制冷劑帶走，壓縮空氣迅速冷卻，潮濕空氣中的水份達到飽和溫度迅速冷凝，冷凝后的水分經(jīng)凝聚后形成水滴，經(jīng)過特氣水分離器高速旋轉(zhuǎn)，水分因離心力的作用與空氣分離，分離后水從自動排水閥處排出。經(jīng)降溫后的空氣壓力露點低可達2℃。 降溫后的冷空氣流經(jīng)空氣熱交換與入口的高溫潮濕熱空氣進行熱交換，經(jīng)熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度，同時壓縮空氣還經(jīng)過冷凍系統(tǒng)的二次冷凝器（同行的設(shè)計）與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱，確保出口空氣管路不結(jié)露。同時充分利用了出口空氣的冷源，了機臺冷凍系統(tǒng)的冷凝效果，確保了機臺出口空氣的質(zhì)量。
噴霧冷凍干燥機是21 世紀新發(fā)展的一項革命性技術(shù)，其綜合了噴霧干燥和冷凍干燥的優(yōu)點，而又有效的避免了兩者的缺點，相對于冷凍干燥機，噴霧冷凍干燥機能耗更低，符合低碳要求，干燥出來的樣品呈顆粒狀，流動性非常好，不需要再重新粉碎，相對于噴霧干燥機，噴霧冷凍干燥機對營養(yǎng)成分的破壞更少，而且不改變生物活性，應(yīng)用面更廣。
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