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(dāng)水在三相點(diǎn)（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(dá)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(yùn)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(diǎn)，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。
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(jìn)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(jìn)行，即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)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(dāng)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。
之后壓縮空氣進(jìn)入蒸發(fā)器，與制冷劑進(jìn)行熱交換，壓縮空氣的溫度降至0-8℃，空氣中的水份在此溫度下析出，通過氣水分離器分離后，經(jīng)過自動排水器排出。而干燥的低溫空氣則進(jìn)入冷熱空氣交換器進(jìn)行熱交換，溫度升高后輸出。
真空冷凍干燥機(jī)適用于原料藥，中藥飲片，生物，蔬菜，脫水蔬菜、食品、水果、化工、藥物中間體等物料的干燥。該設(shè)備可將制冷系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)，排濕系統(tǒng)組合一體，推出的一種新型箱體結(jié)構(gòu)，較大地利用箱體內(nèi)存放物料空間進(jìn)行干燥的冷凍真空干燥。
與其它干燥方法一樣，要維持升華干燥的不斷進(jìn)行，滿足兩個基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段，如果物料溫度相對較高，升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行，物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時，若沒有外界供熱，升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時排除，蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥也就無法進(jìn)行了。
噴霧冷凍干燥機(jī)是21 世紀(jì)新發(fā)展的一項(xiàng)革命性技術(shù)，其綜合了噴霧干燥和冷凍干燥的優(yōu)點(diǎn)，而又有效的避免了兩者的缺點(diǎn)，相對于冷凍干燥機(jī)，噴霧冷凍干燥機(jī)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(jī)，噴霧冷凍干燥機(jī)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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