梁山儒盛机械设备有限公司
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冻干机(lyophilizer或freeze dryer)起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后,在后的20年中取得了长足进展。进入21世纪,真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点,越来越受到人们的青睐,除了在、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外,其应用规模和领域还在不断扩大中。为此,真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。冻干机简述
冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态,三种状态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。 冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性好、含水分少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。 由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐,在、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
冷冻干燥有下列优点:
一、冷冻干燥在低温下进行,因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在上得到广泛地应用。
二、在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小,适合一些化学产品,药品和食品干燥。
三、在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性装。
四、由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,冻干机保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
五、干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状。
六、由于干燥在真空下进行,氧气少,因此一些易氧化的物质得到了保护。
七、干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后产品能长期保存而不致变质。
冻干机,冷冻干燥的整个过程实际上是同时进行传热和传质(水蒸气)的过程。热和质的传递速率会影响干燥速率,从而影响整个冷冻干燥周期。所有影响热和质传递的因素均会影响干燥速率,简单分析如下:
1.材料的形态和组分
根据冻干材料的形态,它通常分为固体和液体。固体的形状和液体的浓度对冷冻干燥速率具有更大的影响。
2.预速冻率
在冷冻过程中形成的晶体的尺寸在很大程度上影响干燥速率和干燥后产物溶解的速率。快速冷冻和缓慢冷冻的过程具有以下差异:快速冷冻产生的冰晶较小,而缓慢冷冻产生的冰晶较大。大冰晶有利于升华,而小冰晶不利于升华。快速冷冻导致低的升华速率和快速的解吸速率。缓慢的冷冻导致快速的升华速率和缓慢的分解速率。
3.装量
将材料冻干时,将其包装到容器中后,表面积与材料厚度之间存在相应比例,即冻干与装载量有关。较小的表面积和厚度有利于水的升华,易于冷冻干燥,质量理想。通常,材料的厚度越薄,传热和传质速度越快,干燥时间越短。但是,如果材料的厚度薄,则每批冷冻干燥区域中每批干燥的材料较少,对提高单位冻干面积和单位时间产量不利。
4.干燥室的压力
干燥室中的压力会影响传热和传质的速度。就传质而言,压力越低越好,对于传热而言,压力越高越好。传质速率的大小主要取决于升华界面和干燥层表面的温度和压力。为了增加干燥层中水蒸气的逸出率,一种是提高升华界面的温度,以增加界面水蒸气的压力。这是为了增加干燥室的真空度并降低干燥层表面上的蒸气压。
冷冻真空干燥过程是无不纯物混入物体,能保持物料的原有成份和活性成份及物料形体不受损。
工作原理编辑
开机后将物料投入物料箱内进行冷冻.物料的冷冻过程,一方面是真空系统进行抽真空把一部分水份带走;另一方面是物料受冻时把某些分子中所含水份排到物料的表面冻结,达到冷冻要求后,由加热系统对物料加热干燥,通过抽真空把物料中所含的水份带到冷冻捕集箱结冻,达到物料冷冻干燥要求。
冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂,比如水,像干冰一样,不经过液态,从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物,该过程称作冻干。传统的干燥会引起材料皱缩,破坏细胞。在冰冻干燥过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时,它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。在实验室中,冻干有很多不同的用途,它在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的。它被用来获得可长时期保存的生物材料,例如微生物培养、酶、血液、与药品,除长期保存的稳定性以外,还保留了其固有的生物活性与结构。为此,冻干被用于准备用做结构研究(例如电镜研究)的组织样品。冷冻干燥也应用于化学分析中,它能得到干燥态的样品,或者浓缩样品以增加分析敏感度。冻干使样品成分稳定,也不需改变化学组成,是理想的分析手段。冷冻干燥可以自然发生。在自然情况下,这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统,人们改进、细分了很多步骤,加速了这一过程。