真空冷凍干燥技術(shù)起源于19世紀(jì)20年代，如今廣泛應(yīng)用于食品、血液制品、生物制品、醫(yī)藥和活性物質(zhì)領(lǐng)域。尤其在制藥行業(yè)，真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱凍干機(jī)）應(yīng)用廣泛，它具備以下特點(diǎn)：

1.冷凍干燥在低溫下進(jìn)行，因此對(duì)許多熱敏性的物質(zhì)特別適用。如蛋白質(zhì)、微生物之類不會(huì)發(fā)生變性或失去生物活力。
 

2.在低溫干燥時(shí)，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小，適合一些化學(xué)產(chǎn)品、藥品和食品的干燥。
 

3.在冷凍干燥過(guò)程中，微生物的生長(zhǎng)和酶的作用無(wú)法進(jìn)行，因此能保持原來(lái)的性狀。
 

4.由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來(lái)的結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生濃縮現(xiàn)象。
 

5.干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而完全，幾乎立即恢復(fù)原來(lái)的性狀。
 

6.由于干燥在真空下進(jìn)行，氧氣極少。因此一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù)。
 

7.干燥能排除95-96%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能長(zhǎng)期保存而不致變質(zhì)。
 

正是由于產(chǎn)品對(duì)真空冷凍干燥的需要，使凍干機(jī)速在各種生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛使用。冷凍干燥就是把含有大量水分的物質(zhì)，預(yù)先進(jìn)行降溫凍結(jié)成固體。然后在真空的條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來(lái)，而物質(zhì)本身剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架子中。因此它干燥后體積不變、疏松多孔，冰在升華時(shí)要吸收熱量，引起產(chǎn)品本身溫度的下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時(shí)間，必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)加熱。整個(gè)干燥是在較低的溫度下進(jìn)行的。
 

凍干機(jī)按系統(tǒng)分，由真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個(gè)主要部分組成。按結(jié)構(gòu)分由凍干箱或干燥箱、冷凝器、冷凍機(jī)、真空泵和閥門(mén)、電氣控制元件等組成。

為了方便讀者對(duì)凍干機(jī)有一初步的了解，現(xiàn)對(duì)各主要系統(tǒng)及部件作一些簡(jiǎn)單介紹；
 

真空系統(tǒng)主要由凍干箱、冷凝器、管道和閥門(mén)、真空儀表和真空泵構(gòu)成。凍干箱是一個(gè)能夠冷卻到-50°℃左右，同時(shí)能夠加熱到+60°C左右的高低溫箱，也是一個(gè)能抽成真空的密閉容器。它是凍干機(jī)的主要部分，需要凍干的產(chǎn)品就放在箱內(nèi)分層的金屬板層上，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷凍干燥。冷凝器同樣是一個(gè)真

空密閉容器，在它的內(nèi)部有一個(gè)較大表面積的金屬吸附面，吸附面的溫度能降到-40°以下，并且能恒定地維持這個(gè)低溫。
 

冷凝器的功用是把凍干箱內(nèi)產(chǎn)品升華出來(lái)的水蒸氣凍結(jié)吸附在其金屬表面上。

真空系統(tǒng)要求沒(méi)有漏氣現(xiàn)象，真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要部件。
 

制冷系統(tǒng)由冷凍機(jī)與凍干箱內(nèi)部的管道組成。

冷凍機(jī)的功用是對(duì)凍干箱和冷凝器進(jìn)行制冷，以產(chǎn)生和維持它們工作時(shí)所需要的低溫，它有直接制冷和間接制冷兩種方式。
 

加熱系統(tǒng)對(duì)于不同的凍干機(jī)有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質(zhì)來(lái)進(jìn)行加熱，有一臺(tái)泵使中間介質(zhì)不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對(duì)凍干箱內(nèi)的產(chǎn)品技能型加熱，以使產(chǎn)品內(nèi)的水份不斷升華，并達(dá)到規(guī)定的殘余水份要求。

控制系統(tǒng)由各種控制開(kāi)關(guān)、指示儀表及一些自動(dòng)裝置等組成，它可以較為簡(jiǎn)單，也可以較為復(fù)雜，作用是操縱機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以凍出合格的產(chǎn)品來(lái)。
 

Christ凍干機(jī)的凍干工藝程序：在凍干之前，把需要凍干的產(chǎn)品分裝在合適的容器內(nèi)，一般是玻璃或安瓶，裝置要均勻，蒸發(fā)表面盡量大而厚度盡量薄些；然后放入與凍干箱尺寸相適應(yīng)的金屬盤(pán)內(nèi)。凍干箱可空箱降溫，也可不空箱降溫，然后將產(chǎn)品放入凍干箱內(nèi)進(jìn)行預(yù)凍，抽真空之前要根據(jù)冷凝器冷凍機(jī)

的降溫速度提前使冷凝器工作，抽真空時(shí)冷凝器應(yīng)達(dá)到-40℃左右的溫度。待真空度達(dá)到一定數(shù)值后（通常達(dá)到0.1mbar以上的真空度)，即可對(duì)箱內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行加熱，一般兩步進(jìn)低第一步加溫不使產(chǎn)品的溫度超過(guò)共熔點(diǎn)的溫度；待產(chǎn)品內(nèi)水份基本干完后進(jìn)行第二步加溫，這時(shí)可迅速使產(chǎn)品上升到規(guī)定的最

高溫度。

在最高溫度保持?jǐn)?shù)小時(shí)后，即可結(jié)束凍干。整個(gè)升華時(shí)間約為12-24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，這與產(chǎn)品在每瓶?jī)?nèi)的裝量，總裝量、玻璃容器的形狀、規(guī)格、產(chǎn)品的種類、凍干曲線及機(jī)器的性能等等有關(guān)。
 

凍干結(jié)束后，要放干燥無(wú)菌的空氣或氮?dú)膺M(jìn)入干燥箱，然后盡快地進(jìn)行加塞封口，以防重新吸入空氣中的水份。