冷冻干燥原理

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冷冻干燥的原理及特点

冷冻干燥是一种常用的食品加工技术，它通过将食品在低温下冻结，然后在低压下将水分从食品中蒸发掉，从而实现长时间保存的目的。冷冻干燥技术不仅可以用于食品加工，还可以应用于药物制剂、生物制品、化妆品等领域。本文将详细介绍冷冻干燥的原理及特点，并探讨其在不同领域中的应用。

一、原理

1. 冷冻阶段

在冷冻干燥过程中，首先需要将待处理的物料进行预处理，并将其放置在低温环境中进行快速凝固。这一步骤可以通过直接接触法或间接接触法实现。直接接触法是指将物料直接放置在低温介质中，如液氮或液氮混合物。间接接触法则是通过介质传导热量来实现快速凝固。

2. 干燥阶段

凝固后的物料需要进入干燥阶段。这个阶段主要是利用低压环境下水分从固体状态转变为气体状态的特性，将水分从物料中蒸发掉。干燥的过程中，需要控制温度和压力，以确保水分以气体的形式从物料中蒸发出来。

二、特点

1. 保持品质

冷冻干燥技术可以在低温下进行，可以最大程度地保持食品、药物等物料的品质。由于低温下水分以固体形式存在，可以减少对物料结构和营养成分的破坏。同时，在干燥过程中，由于低压环境下水分蒸发速度快，可以减少对物料内部结构和成分的影响。

2. 长时间保存

冷冻干燥技术可以将食品、药物等物料中大部分水分去除掉，在干燥后得到一种极为轻便、易于保存和携带的产品。这种产品不易受

到微生物污染和氧化反应影响，在适当的条件下可以长时间保存。

3. 保持原始形态

在冷冻干燥过程中，由于低温环境下水分以固态存在，并且通过减压将其转化为气态，可以减少物料的体积变化。因此，冷冻干燥的产品可以保持原始形态，不易破碎或变形。这对于一些易受压力和挤压影响的物料来说尤为重要。

冷冻干燥的原理和优缺点

冷冻干燥（Freeze-drying）是一种将食物或其他物质从液态直接转变为固态的过程，通过在低温下去除水分，保留物质的结构和营养成分。下面是冷冻干燥的原理和优缺点：

原理：

1. 冷冻：将物质在低温下迅速冷冻，使水分形成冰晶。

2. 减压：通过减小环境压力，将冰晶转变为气体，称为升华过程。在这个过程中，水直接从固态转变为气态，绕过了液态阶段。

3. 除湿：升华的水蒸气通过吸附剂或凝结器去除，使物质中的水分得以彻底去除。

优点：

1. 营养保留：冷冻干燥过程中，物质的结构和营养成分很好地保留下来，因为在低温下水分直接转变为气体，减少了热和氧化对物质的影响。

2. 长期保存：冷冻干燥的产品具有较长的保质期，因为去除水分可以防止微生物生长和食物变质。

3. 重量轻、容易携带：冷冻干燥后的产品体积小，重量轻，便于携带和储存。

4. 方便使用：冷冻干燥产品在使用前通常只需加水或加热即可恢复到原来的状态。

缺点：

1. 成本高：冷冻干燥是一种相对昂贵的过程，需要专业的设备和技术。

2. 耗时较长：冷冻干燥是一个相对耗时的过程，需要较长的时间来完成。

3. 某些物质质量变化：某些物质在冷冻干燥过程中可能发生质量变化，如颜色、口感等。

总的来说，冷冻干燥是一种有效的食品保存和物质处理方法，具有保留营养、长期保存和便于使用的优点，但也存在成本高和某些物质质量变化的缺点。

冷冻干燥技术《冷冻干燥原理》

冷冻干燥技术是一种将固体物质去除水分的方法，通过将物质在低温

下冷冻使其水分结冰，然后加入适当的真空条件下，通过升温使冰直接从

固态转变为气态，从而去除物质中的水分，得到干燥的物质。冷冻干燥技

术广泛应用于食品、生物、医药等行业。以下是详细的冷冻干燥原理介绍。

首先，需要将待干燥的物质进行冷冻处理，把其温度降至冰点以下。

低温会使水分子快速移动变缓，导致水分子逐渐凝结为冰晶，从而达到减

少水分的目的。为了加速冷冻过程，常常采用冷冻液或冷冻机组来提供冷源，使物质迅速冷却。

然后，在冷冻的基础上，需要施加适当的真空条件，以创建一个低压

环境。低压环境可以促使水分从固态向气态的跃迁，而无需通过液态阶段。此时，环境中的压力低于水的三相点，冰会在低压作用下直接从固态转变

为气态，这个过程称为升华。在低压条件下，水分子会从固态冰晶形式直

接转变为水蒸气，从而远离干燥物质。

在干燥的过程中，还需要考虑暖升时间，即加热使冰晶升华为水蒸气

的过程。升温过程需要相对较长的时间，以允许冰晶逐渐加热并从固态转

变为气态。这个过程通常是通过加热干燥室中的热量来实现的。

此外，在升温过程中，还需要加入适量的辅助气体，通常采用惰性气体，如氮气或干燥空气。辅助气体的作用是帮助水蒸气迅速迁出干燥室，

保持较高的干燥效率。

最后，为了避免干燥物质在升温过程中受到水分的再吸收，通常会在

干燥室外围设置冷凝器。冷凝器以低温的方式来迅速冷却由干燥物质释放

的水蒸气，将其冷凝成液态水，以保持物质的干燥状态。

总体上，冷冻干燥技术的原理是通过将物质在低温下冷冻结冰，然后在适当真空条件下通过升温使冰从固态转变为气态，从而去除物质中的水分。这种方法可以保持物质的原有结构和活性成分，避免了传统热干燥方法中因高温而造成的形态和功能的改变，被广泛应用于食品、生物、医药等领域中的物质干燥和保护。

冷冻干燥的原理及操作步骤

冷冻干燥（Freeze Drying），也叫冷冻真空干燥，是一种将物质经冷冻处理后，在低压下蒸发水分的技术。它广泛应用于食品工业、制药工业、生物工程等领域。冷冻干燥的原理是利用物质在减压条件下过冷时，从固态直接转变为气态，这个过程称为升华。在这个过程中，物质的水分被蒸发掉，而其他营养成分、香气和味道得以保持和最大限度地保留。

冷冻干燥的操作步骤如下：

1. 物料准备：根据需要冷冻干燥的物料，选择合适的原料，保证其质量和营养价值。对于食品来说，要选择新鲜和优质的食材，而对于药品来说，要选择合适的活性成分。

2. 冷冻：将物料以适当的方式冷冻，通常是通过低温环境下进行快速冷冻，以保留物料的营养成分和品质。冷冻温度和冷冻时间取决于物料的性质和要求。

3. 主要：将冷冻好的物料转移到冷冻干燥设备的主要部分。主要部分通常包括真空腔室、加热板和冷凝器等。将物料放置在加热板上，并在真空腔室中建立适当的真空环境。

4. 升华：加热加热板，使物料升华。通过提供适当的加热和真空条件，将物料中的水分从固态转变为气态。水分从物料中蒸发出来，并在冷凝器中凝结。

5. 脱气：将水分从设备中排出，以便维持较低的压力。这一步骤通常需要反复进行，以确保设备中没有多余的水分。可用加热或局部真空回退等方式来加速脱气过程。

6. 收回：将冷凝的水分收回，以便进一步利用。收回的水分可以作为再利用的水源，以减少水资源的浪费。

7. 制品包装：冷冻干燥后的制品通常需要进行包装，以保持其干燥状态。透明的塑料袋、瓶子或铝罐等都可以作为合适的包装材料。包装后的制品应存放在干燥、低温和密封的环境中，以保持其质量和保存期限。

简述冷冻干燥工艺的原理

冷冻干燥工艺是一种通过冷却、真空、加热等多重工艺步骤将液态物质（如药物、食品等）转换成干燥粉末的技术。其基本原理是利用物质的三相变化（固态、液态、气态）来实现物质的干燥过程。

具体原理如下：

1. 冷冻：将液态物质在低温下冷冻成为固体，从而减缓或阻止水分子的活动，使物质处于稳定的固态状态。

2. 减压：将冷冻固体在真空环境中加热，造成水分子的升华，从固态直接转变为气态，减少干燥过程中水分子对物质的破坏。

3. 冷凝：将水分子升华为水蒸气后，通过冷凝器将水蒸气转变为液态，从而保证水分子不会再次附着在干燥物质上。

4. 除气：通过加热干燥室中的物体，逐渐升高干燥室中的压力，使物质中还存在的残留水分分子升华到气态，在真空环境中通过冷凝器凝结、去除水分子。

通过以上步骤，达到将液态物质转变为干燥粉末的目的。在整个工艺过程中，通过控制温度、压力等参数，使物质能够以最优的状态完成干燥，从而保证其质量。

冷冻式干燥机工作原理

冷冻式干燥机是一种常用的工业设备，用于将湿润的物质冷冻处理以去除其中的水分，从而实现干燥的目的。该设备的工作原理主要包括以下几个步骤：

1. 制冷系统：冷冻式干燥机通过制冷系统产生低温环境。制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等组成。其中，压缩机负责将低温低压的制冷剂进行加压，使其变为高温高压气体。然后，这些高温高压气体通过冷凝器散热，使其冷却并变为高温高压液体。接下来，液体制冷剂通过节流装置，压力迅速下降，并变为低温低压液体。最后，这些低温低压液体进入蒸发器，吸收空气传热的热量，从而使其再次变为低温低压蒸汽。

2. 冷冻过程：湿润的物质通过干燥室中的各种传热方式，如传导、对流和辐射等，将其中的水分传递给制冷系统中的蒸发器。在低温低压的条件下，蒸发器中的制冷剂通过吸热蒸发的过程，将湿气冷凝成水，并排出设备外部。

3. 除霜过程：随着时间的推移，蒸发器表面上会逐渐形成一层冰。这将阻碍湿气向蒸发器表面的扩散，从而影响干燥效果。为解决这个问题，冷冻式干燥机会周期性地进行除霜处理。具体来说，当蒸发器上的冰层达到一定厚度时，制冷系统会暂停制冷，使蒸发器温度升高，从而使冰层融化为水。融化的水将通过排水管道从设备中排出，然后制冷系统继续工作。

通过以上的工作原理，冷冻式干燥机能够将湿润物质中的水分

冷凝并去除，使得物质得以干燥。这种设备广泛应用于化工、食品、药品等行业中，确保产品质量和提高生产效率。

冷冻干燥的原理及特点

冷冻干燥是一种将物质从液态直接转化为气态，并在保持物质原

有性质的同时将其固定在干燥剂中的技术。它被广泛应用于生物技术、食品工业、药品工业和材料科学等领域。以下是冷冻干燥的原理及特

点的详细介绍。

1. 原理

冷冻干燥的原理是将液态物质在低温情况下进行冷冻，然后通过

减压使水分转移到气态，达到干燥的目的。在干燥过程中，物质的温

度和压力均控制在特定的范围内，以避免物质的化学和物理变化，同

时也能保持原有的物理和化学性质。最终生产出来的干燥物质是一种

非常稳定的产品，其质量和保质期可大大提高。

2. 特点

（1）保持物质的原有性质

由于冷冻干燥的干燥过程是在低温下进行的，而且在干燥的过程

中尽可能地采用了低压减少蒸发，这样就保证了物质的原有性质不会

发生改变，包括物质的颜色、形状、味道和化学性质等。

（2）长期保存

冷冻干燥制成的产品寿命很长，通常可以保存3-5年，这是由于

干燥处理过程中将水份蒸发掉，完全除去了霉菌和细菌，使制品的耐

储性大大提高了。

（3）不影响营养

相比其他干燥方法，冷冻干燥过程虽然更加复杂，但干燥后的产

品却能够保留更多的营养成分。这是因为在低温冷冻的过程中，物质

的营养成分不会随水一并挥发。所以冷冻干燥特别适用于干燥奶制品、水果、蔬菜等食品。

（4）压力低

冷冻干燥的过程和产品特点决定了其干燥时间长、所需压力小，

因此干燥质量更容易控制，同时也降低了成本。

总之，冷冻干燥对不同领域的材料和产品的干燥都非常适用。它保留了物质原有的性质，在干燥的同时不会影响其营养，并且干燥制成的产品具有极长的保质期。因此，冷冻干燥成为现代科研、工农业等领域中不可替代的重要技术。

冷冻干燥的原理

冷冻干燥，又称冷冻干燥法，是一种将易腐败的生物制品在低温下冻结，然后

通过升华的方式将其中的水分去除的干燥方法。这种方法可以保持物质的原有形态和活性，是一种常用的生物制品保存和加工方法。那么，冷冻干燥的原理是什么呢？

首先，冷冻干燥的过程分为三个阶段，冷冻阶段、升华阶段和干燥阶段。在冷

冻阶段，生物制品被放置在低温环境中，使得其中的水分迅速冻结成冰。这一步的目的是为了在后续的升华阶段能够更容易地去除水分。在升华阶段，通过提高环境的温度和降低压力，使得冰直接从固态升华为气态，绕过液态的过程，这就是升华的原理。最后，在干燥阶段，通过提高温度，将冷冻的生物制品中的水分逐渐蒸发掉，从而完成整个冷冻干燥的过程。

冷冻干燥的原理主要是利用了物质的三态变化特性。首先是冷冻阶段利用了水

的冰冻特性，使得水分迅速凝固成固态，这样在后续的升华阶段可以更容易地去除水分。其次是升华阶段利用了物质的升华特性，使得冰直接从固态升华为气态，绕过了液态的过程，从而避免了生物制品在干燥过程中受到热量的伤害。最后是干燥阶段，通过提高温度，将冷冻的生物制品中的水分逐渐蒸发掉，从而完成整个冷冻干燥的过程。

冷冻干燥的原理还涉及到了温度和压力的控制。在冷冻阶段，需要将生物制品

冷冻到足够低的温度，以确保水分能够迅速凝固成冰。在升华阶段，需要通过降低压力和提高温度，使得冰能够直接升华为气态。在干燥阶段，需要逐渐提高温度，将水分蒸发掉，但又不能提高得过快，以免对生物制品造成热损伤。

总的来说，冷冻干燥的原理是通过控制温度和压力，利用物质的三态变化特性，将生物制品中的水分去除，从而实现对生物制品的干燥和保存。这种方法可以保持物质的原有形态和活性，是一种非常有效的生物制品加工和保存方法。

冻干工艺原理

第一节冷冻干燥的原理

一、冻干的概念、目的及应用

冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体.然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态，且制品复水性极好.

利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化,从而确保了制品物性在保存时不易改变.实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。

真空冷冻干燥技术主要应用于：

(1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干;

(2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组

织的处理;

(3)以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、

果蔬的冻干;

(4)在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。以保持生鲜物质不变性的人参、

蜂皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工；

(5)超微细粉末功能材料如:光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速反

应工程的催化剂的处理等。

二、冷冻干燥的原理及优点

1、水的状态平衡图

物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图1—1示出水（H2O）的状态平衡图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,分别称为固相区、液相区和气相区.箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程.曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时,无论怎样加大压力,水蒸汽也不能变成水.三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点,其温度为0.01℃，压力为610Pa.在三相点以下，不存在液相。

冷冻干燥机的工作原理

冷冻干燥机是一种常用的干燥设备，其工作原理可以简单描述为以下几个步骤：

1. 制冷：冷冻干燥机借助制冷系统将工作室内的温度降至低于冰点的温度。通常使用的制冷剂有氨、氟利昂等。

2. 冷凝：湿润的物质（例如液体或气体）通过冷凝器的冷却表面，使其温度下降，从而使水蒸气转化为液态水。

3. 蒸发：将冷凝的物质（液态水）转化为气态水蒸气。此过程中，冷冻干燥机会提供适当的环境和条件，使水分以气态形式释放出来。

4. 吸附：将产生的水蒸气从工作室内吸附到吸附剂上。吸附剂通常是一种具有高吸湿性的材料，例如硅胶。

5. 脱附：当吸附剂吸收到饱和水分后，需进行脱附，即将吸附剂置于恒温恒湿的条件下，通过加热使水分脱离吸附剂。

6. 排水：干燥后的物质脱水排出，获得干燥的产品。

通过上述步骤的循环运行，冷冻干燥机可以将含有水分的物质进行干燥处理，将水分从物质中去除，得到保持原始形状的干燥产品。这种干燥方法适用于许多领域，包括食品、药品、化工等。

冷冻干燥法的原理及应用

1. 冷冻干燥法的原理

冷冻干燥法，又称为冻干法或真空冷冻干燥法，是一种通过冷冻和蒸发将物质

从液态直接转变为固态的干燥方法。其主要原理如下：

•冷冻阶段：将液态物质制成均匀的冰晶，通过低温冷冻将物质冷冻固化，使其内部形成网状空隙结构。

•虹吸阶段：在真空环境下，物质内的水分由冰晶直接转变为水蒸气，即“虹吸效应”。虹吸效应一方面通过降低压力抑制水的汽化，另一方面具有热交换的功能，将吸收热量通过水分的汽化带走。

•干燥阶段：通过升高温度，使冻干物质中的水蒸气从冻干物质内部逸出，实现物质的除湿干燥。

冷冻干燥法的主要优点在于可以在低温下进行干燥，减少热敏性物质的热分解

和化学变性，同时保持物质的颜色、味道和营养成分。它还可以有效去除物质中的水分，延长其保存时间，提高稳定性。

2. 冷冻干燥法的应用

冷冻干燥法在许多领域中得到了广泛应用，以下是一些典型的应用领域：

2.1 制药工业

•生物药品：冷冻干燥法是制备生物药品的常用方法之一。通过冷冻干燥，可以保持生物药品的活性和稳定性，延长其保存期限。常见的使用冷冻干燥法的生物药品包括疫苗、免疫球蛋白、酶、抗生素等。

•中药制剂：许多中药制剂含有挥发性成分和易氧化的化学成分。冷冻干燥法可以有效地保留中药制剂的活性成分，并延长其稳定性和保存期限。

2.2 食品工业

•冷冻食品：冷冻干燥法可用于制造各种冷冻食品，如冷冻蔬菜、水果、肉类和海鲜。冷冻干燥保留了食品的口感、颜色和营养成分，同时可以延长食品的保存期限。

•饮料粉末：冷冻干燥法可以将液态饮料转变为粉末状，以提高其储存和运输的方便性。通过冷冻干燥，饮料中的水分可以完全去除，只留下固态的饮料粉末。

冷冻式干燥机工作原理

冷冻式干燥机是一种常用的工业干燥设备，其工作原理是利用压缩机将湿气含量高的空气通过冷凝器冷却凝结并排除，从而达到干燥的目的。

具体工作原理如下：

1. 压缩机：冷冻式干燥机中的压缩机将空气压缩，并将温度和压力都提高。由于压缩过程会增加空气的温度，空气在进入冷凝器之前，需要通过一个后冷器降低温度。

2. 冷凝器：在冷凝器中，高温高压的压缩空气通过冷却管道，与外部的冷媒接触，导致冷媒温度升高，压缩空气被冷凝器冷却后，水分凝结成液体水，从系统中排除。

3. 膨胀阀：冷凝后的压缩空气进入膨胀阀，通过膨胀阀的作用，使热量抽取，降低温度，形成较低温的干燥空气，继续进入干燥器。

4. 干燥器：在干燥器中，干燥空气与潮湿物质进行接触传热，吸收水分，使干燥空气的相对湿度降低，进一步达到干燥的效果。

5. 装料仓：在干燥器中，潮湿物质会沉积在干燥器的下部，形成蓄热媒介。这个蓄热媒介在保持一定的温度下，帮助减少了再次进行冷凝器的工作负荷，提高了热效率。

6. 排水阀：通过排水阀，将积聚在干燥器底部的液态水排出。

通过以上工作原理，冷冻式干燥机可以将湿气含量高的空气进行干燥处理，并达到设定的干燥效果。

冷冻干燥的原理

冷冻干燥是一种通过低温下的冷冻和减压下的升华过程将水分从材料中去除的方法。其主要原理如下：

1. 冷冻：将待处理的物质置于低温环境中，通常在-40°C以下，使其迅速冷却。冷冻过程中，物质中的水分会凝固成冰晶。

2. 干燥：在低温下，将冷冻的物质放置于真空环境下。在减压下，水分从固态直接转变为气态，即升华。此过程绕过了常规的液态，水分直接从固态转为气态，防止了水分的液态存在。

3. 脱湿：在物质表面设置冷凝器，冷凝器上维持较低的温度。在减压下，水分升华变成气态，经过冷凝器表面时会再次变为液态。这样，冷凝器可以将水分收集起来，从而达到脱湿的目的。

通过冷冻干燥，材料中的水分可以彻底被去除，同时保持了原有物质的形状和结构特性。这种方法广泛应用于食品、药品、生物制品等领域，能够延长物质的保质期并保持其活性和稳定性。

冻干工艺原理

第一节冷冻干燥的原理

一、冻干的概念、目的及应用

冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。

利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比防止了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下到达的。

真空冷冻干燥技术主要应用于：

(1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干；

(2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组

织的处理；

(3)以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、

果蔬的冻干；

(4)在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。以保持生鲜物质不变性的人参、

蜂皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工；

(5)超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速

反应工程的催化剂的处理等。

二、冷冻干燥的原理及优点

1、水的状态平衡图

物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图1-1示出水〔H2O〕的状态平衡图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。假设水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。在三相点以下，不存在液相。

冷冻干燥的原理药剂学

冷冻干燥（冻干）是一种常用的药物制剂工艺，通过冷凝和去除水分，将药物从液态转化为固态，以延长其稳定性和保持活性。以下是冷冻干燥的原理在药剂学中的描述：

1. 冻结：药物溶液首先被冷冻，通常通过快速冷却来避免大冰晶的形成。冷冻过程中，溶剂中的水分会结晶形成冰，并被锁定在晶体网络中。

2. 脱水：在冻结状态下，冻结的溶液经过较低的温度和较低的压力条件下进行脱水。这个过程被称为次冷冻脱水，其中水分子由固态冰直接转变为蒸发，无需经过液态阶段。

3. 升温：在脱水过程中，通过逐步升温，将冻结的药物溶液加热到足够高的温度，使水分子从固态直接蒸发出来。此过程称为升温脱水或次冻结脱水。

4. 干燥：一旦水分子蒸发掉，药物溶液中只剩下固态药物和残余的溶质。残余的溶剂被称为残留溶剂。在冷凝器的低温下，通过将冷冻

干燥装置中的压力降低，使残留溶剂以气体的形式从冻干物中蒸发出来。

通过这一过程，药物溶液转变为干燥的冻干物，具有较低的水分含量和更长的稳定性。冷冻干燥保留了药物的原有结构和活性，有助于延长药物的保存时间，并提高了药物的稳定性与溶解性能。这使得冷冻干燥成为许多药品制剂和生物制品的常用工艺。

冻干机原理

冷冻干燥机的工作原理

冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干（lyophilization）。

物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。

冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份（冰）直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。物料经前处理后，被送入速冻仓冻结，再送入干燥仓升华脱水，之后在后处理车间包装。真空系统为升华干燥仓建立低气压条件，加热系统向物料提供升华潜热，制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。本设备采用高效辐射加热，物料受热均匀；采用高效捕水冷阱，并可实现快速化霜；采用高效真空机组，并可实现油水分离；采用并联集中制冷系统，多路按需供冷，工况稳定，有利节能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。

对冻干制品的质量要求是：生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快，残余水分低。要获得高质量的制品，对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。冻干工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。