冷冻干燥技术培训课件
冻干知识培训
冻干知识培训真空冷冻干燥的原理第一节冷冻干燥的原理干燥是保持物质不致***变质的方法之一。
干燥的方法许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。
但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。
干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。
微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。
因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。
而冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。
冷冻干燥就是把含有大量水分物质，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升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。
引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。
整个干燥是在较低的温度下进行的。
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。
因此在医药上得到广泛地应用。
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，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，氧气极少，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。
因此，冷冻干燥目前在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。
冻干培训资料
扩散的通道被封闭，此临界温度称为冻干物料的塌陷温度。
冻干流程
冻干溶液
预冻
一次干燥
解析干燥
干燥品
预冻 通过降温，将溶液完全冻结成固态。 一次干燥 真空状态下，给物料加热，冰晶直接升华为水蒸气逸出，从而使物 料脱水干燥。此次干燥主要是除去物料中的自由水。 解析干燥（二次干燥） 真空状态下，采用更高温度给物料加热，使冰晶升华为水蒸气逸出， 从而使物料脱水干燥。主要除去物料中的结合水（吸附水）。
来源：药智论坛
冻干曲线的制定
预冻阶段 1、预冻速率 预冻速率的快慢对产品冻结中晶粒的大小、升华的速 率有直接影响。慢冻晶粒大，产品外观粗糙，但是升 华速率快；快冻则反之。 2、预冻温度 一般低于共晶温度5-10℃。 3、预冻时间 达到预冻温度后，一般在此温度下保持1-2小时。
冻干机的操作
冻干机基本构造
①配电柜 ②循环泵 ③ 后箱（冷阱） ④前箱 ⑤加热器
冻干机基本构造
⑥真空泵 ⑦压缩机 ⑧前箱视镜 ⑨后箱视镜
冻干机基本构造
冻干机操作流程
1 通知生产保障开通水电气
冻干：循环水、压缩空气 清洗：循环水、压缩空气 注射用水 消毒：循环水、压缩空气 纯蒸汽 化霜：循环水、压缩空气 纯蒸汽
3 联机操作
冻干界面
冻干界面
来源：药智论坛
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3 联机操作
历史曲线
消毒控制界面
化霜控制界面
清洗控制界面
注意事项
注意事项
化霜和消毒时，必须关闭阀门1和阀门4 用夹套降温时，关闭阀门1与阀门4，开启阀 门2 停机或者冻干时，应开启阀门1与阀门4 使用水环泵时，须开启阀门3
解析干燥
第5章食品真空冷冻干燥技术ppt课件
冷藏与制冷技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
n5.1.1真空冷冻干燥基本原理
n水的平衡相图
n 生产中采用真空冷冻技术对固体湿物料的干燥， 通常是除去物料中的水分。因此，要了解真空冷 冻原理，首先须了解水的有关物性。
冰(s)
熔化
气化
水(l)
水蒸气(g)
凝固 升华 液化
凝华
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
冷阱的低温使其内的水蒸气压低于干燥箱中的水 蒸气压，形成水蒸气传递的推动力。
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
冷藏与制冷技术
3、升华干燥过程（一次干燥）
（1）物料冻结和干燥过程中的含水量变化
冷藏与制冷技术
5.1.2真空冷冻干燥基本过程
1.物料的预处理
在对食品冷冻干燥之前，必须对其进行一些必 要的物理、化学处理，包括清洗、分级、切片、 烫漂、杀菌、浓缩等。
对于不同的食品，预处理内容也有所不同，食 品冷冻干燥时，一般不加添加剂，在对药品和 细胞冷冻干燥之前，必须加一些添加剂，以保 证冻干产品效果良好，保持药品的活性和保持 细胞的存活。
冷藏与制冷技术
3、升华干燥过程（一次干燥）
一般冷冻干燥采取的绝对压力为0.2kPa左右。 升华时所需的热量由加热设备提供，热量从下 搁板通过物料底部传到物料的升华前沿，也从 上搁板以辐射形式传到物料上部表面，再以热 传导，经已干层传到升华前沿。
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
冷冻干燥技术讲义
第一章前言3第一节冷冻干燥的原理8第二节冷冻干燥的一般过程10第四节冻干过程中主要参数的控制16第四章冻干工艺的一般原则和标准操作规程18第一节冻干工艺的一般原则18第二节真空冷冻干燥的标准操作规程22第五章冷冻干燥设备的安装与调试24第一节冻干机的安装要求24第二节冻干机的运行调试25第三节系统常见故障分析及日常维护26第六章制药冻干机设备的GMP验证28第一节GMP验证的基本概念28第二节验证的类型28第五节冻干机验证的一般步骤及主要内容31第七章药品冷冻干燥的GMP工艺验证35第八章药品冷冻干燥工艺的放大46第一节中间试验放大的问题点47第二节瓶药传热及升华速度的理论解析47第三节将试验机的冻干结果往生产装置上放大工艺49附录一专业术语52附录二系统的常见故障分析53附录三常用单位换算57附录四水的饱和蒸汽压力（-99℃～-1℃）58附录五真空冷冻干燥系统验证方案59第一章前言一、国内、外真空冷冻干燥技术的发展1、国外真空冷冻干燥技术的发展历程及现状冷冻干燥技术是指将水溶液在低温下冻结，而后在真空状态下将其中的水分不经过液体状态而直接升华，这样干燥后的物质，其物理、化学和形状基本不变，有效成分损失小，复水性好，密封保存周期长。
冷冻干燥能很好的保存食物早就为人们所知，古代北欧的海盗利用干寒空气的自然条件来干燥和保存食物，就是其中一例。
但是，将冷冻干燥作为科学技术，还是近百年来的事。
1890年阿特曼（Altmann）改变过去制作标本的方法，采用冷冻干燥的方法成功冻干保存了各种器官和组织，他的工作确立了生物标本系统的冻干程序，这是冻干在制作生物标本中的最早应用。
1909年谢盖尔（Shackell）将冻干引入细菌学和血清学领域。
他采用盐冰预冻，在真空状态下，用硫酸作吸水剂，对补体、抗毒素、狂犬病毒等进行冻干，其设备虽十分简陋，但却是后世先进冻干机的雏形。
1912年卡瑞尔（Carrel）首先提出用冻干技术为外科移植保存组织。
冻干工艺培训教材(东富龙)-第二章、真空冷冻干燥原理
浒干工艺培训教材（东富龙）一，二章、真空冷冻干燥原理第二章冷冻干燥基础理论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。
图示出水（乩0）的状态平衡图。
图中OA、OB、0C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、u、in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0B的顶端有一点K,其温度为374-C,称为临界点。
若水蒸汽的温度高于其临界温度374c时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。
冻干机生产使用培训课件
冻干理论知识
冻干曲线的测定
过低的压力不仅不能加快升华，相反还会向产品的供热性能差，降低升华速 率。 e、升华速率和干燥时间 升华速率主要由搁板的供热能力和冷凝器的捕水能力而定。只要干燥箱内的压
力维持在允许的最高压力下，升温速率就可提高。 一次干燥时，可粗略的以每小时干燥制品厚度1mm计。可以根据下列现象来判
水的三相点的温度是0.01℃， 压强是546.84Pa
冻干理论知识
溶液的冷冻干燥过程
• 冻干溶液一般都是配置成含固体物质4%-15%的稀溶液。 • 溶液里水的组成：
1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。 2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一 些极性基团上的结合水。
3、固定于生物体和细胞中的水，大部分也是可以冻结和升华的 自由水。也含有一些不能冻结、很难去除的结合水。
对于合成药物，快冻和慢冻的要求不是严格的，此两种方法均可。
冻结升华的几种方法
一次升华法：一般适用制品的共溶点要在-10至-20℃左右，以及结构单一，粘度、浓 度均不高，装置在10mm厚度或15mm厚度，只要将制品的温度降低到其共溶点以下10至-21℃即可加热升华，在加热升华过程中需控制好升温的速度，可保证制品干燥 成功。
• 干燥后体积、形状基本不变，复水性好。 • 因一般系真空下干燥，氧气极少，使易氧化的物质得
冷冻干燥PPT演示课件
旋冻机
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在一次干燥过程中，绝大部分水分随着冰晶体的升华逐步 排除。为了达到良好干燥状态，应进行解吸干燥，即第二 干燥阶段——除去结晶水以及固体吸附的水。
二次干燥所需的时间由制品中水分的残留量决定。在制品 共熔点/崩解温度一下，应尽量提高产品的温度以克服水的 吸附力。降低干燥体的压力以提供较大的压力梯度，从而 缩短二次干燥的时间。
且两者间压力差维持不变。
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搁板温度与制品温度控制变化过程曲线——冻干曲线
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冻干过程是主要受温度和压力的影响，它可以通过控制单位 时间内的热交换量和抽气量来调控，因此，冻干过程还取决 于冻干设备。
通常采用的制冷技术装备有电压缩制冷系统和液氮气化制冷 系统，电压缩制冷系统提供的制冷能力可以使冻干机的搁板 工作温度达－55℃，冷凝器盘管的温度达－75℃；而液氮气 化制冷方式，可以使冻干机的搁板工作温度达－90℃，冷凝 器盘管的温度达－120℃，甚至更低。
一般，冻干过程中每小时降温速度应控制在５～６℃。预 冻不实，预冻温度不够低或保持时间不够长，药液未完全冻结， 真空升华干燥时，液体沸腾，造成喷瓶。
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二、干燥阶段
干燥分为第一阶段干燥和第二阶段干燥。 第一阶段，即升华干燥过程。 （1）热量从搁板通过玻璃瓶或托盘传送到冻结冰晶体内，并
传导至制品的表面； （2）冰晶体升华过程产生的水蒸气通过制品枝状孔隙 (干燥通
⑥红外线加热 在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持 费用相当高，故很少应用于冷冻干燥食品方面。
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综上所述，各种加热方法各有其特点。人们在不 断认识冻干过程本质的基础上，探索出了多种加热、 辐射的组合，如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、 辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品 质量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。
冻干技术培训
可以通过以下现象判断第一阶段干燥结束： • a.干燥层和冻结层的交界面到达瓶底并消失。 b.产品温度上升到接近产品共溶点的温度。 c.冻干箱的压力和冷凝器的压力接近，且两者间 压力差维持不变 d.当关闭干燥室与冷凝器之间的阀门时，压强上 升速率与渗漏相压器近（需预先检查渗漏的速率）。 e.当在多歧管上干燥时，容器表面上的冰或水珠 消失，其温度达到环境温度。 • 通常在此基础上还要延长30分钟到1小时的时间再 转到第二步干燥，以保证没有残留的冰。
• 2、 预冻的过程： 水溶液温度降到一定时，根据溶液共晶浓度，浓度淡 溶液里开始结冰，这个温度就叫结冰点。一般来说结冰 点受浓度的支配与浓度一起下降。溶液温度低于结冰点 时，溶液中的一部分会结晶析出，剩下的溶液浓度将会 上升，就这样结冰点下降，接着继续冷却，冰结晶随着 冷却而增加，剩下的溶液浓度随之而增大。可是温度降 到某一点时剩下的溶液就全部冻结，这时的冻结物里混 杂着冰晶体，这时的温度就是共晶点。 溶液需过冷到冰点以后，其内产生晶核以后，自由水 才会开始以冰的形式结晶，同时放出结晶热使其温度上 升到冰点，随着晶体的生长，溶液浓度的增加，当浓度 达到共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就会全 部冻结。
• 二、冷冻干燥技术与其它干燥技术的优点： • （1）它是在低温下干燥，不使蛋白质、微生物之类产生 变性或失去生物活力。这对于那些热敏性物质，如疫苗、 菌类、毒种、血液制品等的干燥保存特别适用。 • （2）由于是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变 性的营养成分损失很小，是化学制品、药品和食品的优质 干燥方法。 • （3）在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎 无法进行，能最好地保持物质原来的性状。 • （4）干燥后体积、形状基本不变，物质呈海棉状，无干 缩；复水时，与水的接触面大，能迅速还原成原来的性状。 • （5）因系真空下干燥，氧气极少，使易氧化的物质得到 了保护。 • （6）能除去物质中95～99%的水分，制品的保存期长。 • 总之，冷冻干燥是一种优质的干燥方法。但是它需要比较 昂贵的专用设备，干燥过程中的耗能较大，因此加工成本 高，
冷冻干燥技术设备培训讲座冻干机维护保养培训教材(PPT课堂)
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冷冻干燥技术-冻干过程的技术指标
2 升华干燥的干燥特性及干燥结束的判断方式
ห้องสมุดไป่ตู้
2.1 升华干燥的干燥特性升华从物料表面开始到物料内部，水蒸气必经过已干物料 表层，所以干燥过程的快慢不仅依赖于冰物料所必需的升华热，而且依赖于整个 冻干系统水蒸气的传递和排出速率。干燥过程中升华所需的热量以对流、传导及 辐射的方式提供，干燥箱内的压力随着温度变化而变化。在升华进行一段时间后， 物料表面不再需要升华热，需要热量的是物料的冰核心层。冰核心随着升华的进 行而缩小，最后缩小至物料中心。由于干层的导热能力差，可能使干燥过程局部 热传递不畅，导致物料干层温度升高，所以必须使提供给冰核心表层的热量与其 升华所需的热量保持平衡，避免因升华面的任何过热使物料损坏。
冷冻干燥技术
设备培训教材
秦刚
2012.09.17
冷冻干燥PPT演示课件
一、预冻
在常压下使制品冻结，使之适于升华干燥的 状态。在此过程中，药液成为冰晶和分散的 溶质。 为了提高干燥效率，应尽可能增大制品升华的表 面积。
预冻时，冷却速度、制品的成分、含水量、液 体粘度和不可结晶成分的存在等是影响晶体大小、 形状和对升华阶段的主要因素。
预冻温度应低于产品共熔点10～20℃。在此温 度下保持2～3ｈ，以保证冷冻完全。如果预冻温 度不在低共熔点以下，抽真空时，则有少量液体 “沸腾”而使制品表面凹凸不平。
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共溶温度 : 固态混合溶液在升温融化过程 中，当达到某一温度时，固体中开始出现液态此 温度称为溶液的共溶点，或称开始溶化温度。 它是产品升温过程中从固态开始出现液态的 最低温度。在一次干燥中物料冻结层温度一定要 低于共溶点。
同一物料的共熔点比共晶点稍高（2℃以上）。 共晶点与共熔点与物料种类、组织结构、含水 率与密度等有关，而与物料温度、升/降温速度等无 关。
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塌陷温度：冻干时，干燥层温度上升到一定数 值时，物料中的冰晶消失，原先为冰晶所占据的 空间成为空穴，因此冻干层呈多孔蜂窝状海绵体 结构。 此结构与温度有关。当蜂窝状结构体的固体 基质温度较高时，其刚性降低。当温度达到某一 临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结 构，空穴的固形物基质壁将发生塌陷，原先蒸汽 扩散的通道被封闭，此临界温度称为冻干物料的 崩溃温度或塌陷温度。
应用泛围：常用来干燥对热不稳定、易氧化、 易变质的热敏性物料、以及在水溶液中不稳定和需 要保持生物活性的物质。
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优点： 避免药品因高温分解变质； 产品质地疏松，加水后迅速溶解，恢复药液原有特性； 含水量低，一般在1%～3% 左右； 干燥在真空中进行, 不易氧化，有利于产品长期贮存； 临床应用效果好，过敏现象，副作用少； 产品剂量准确，外观优良。
第10章 冷冻干燥技术
②预冻最优速率 在溶液预冻过程中，预冻速率的快慢往往会影响着生物活性以及形成晶体的大小，
进而影响后续升华干燥速率及干燥产品的性状。 因此，进行真空冷冻干燥操作前，须根据具体的干燥产品测定出预冻的最优速率，
控制预冻操作。
例如：对细胞悬浮液进行冷冻。 若预冻时间缓慢，悬浮液大量的冰生成，会使细胞挤在冰空隙中；空隙中，因 冰的形成使溶液浓缩，迫使细胞内水渗透出，造成细胞内细胞质的浓缩，不易结冰。 同时，冰的形成还将迫使细胞变小、变形。 若进行快速预冻，则可形成胞内冰。一般来说，冷冻速度越快，温度越低， 胞内冰的形成越多。
常用的冻干保护剂有：
• 糖类与多醇类：蔗糖、葡萄糖、甘露醇等； • 聚合物：PVP、PEG等； • 无水溶剂：甘油、DMSO等； • 表面活性剂：吐温80等；
紫杉醇纳米制剂冻融前后粒子大小和分散系数变化
a, before frozen; b, after freeze-thaw; ***, redisperison can not be possible.
D
O
A
气相区
T
水的平衡相图(p－T图)
当水的气－液平衡曲线(OC线)达到临界点(C点)后，平衡体系的性质变得均一，
气－液相界面消失，体系不在分为气体和液体。
2.真空冷冻干燥原理
真空冷冻干燥就是先将固体湿料冷冻到
p B
“三相点”以下，使湿料中的水分变成固态 （冰）；然后在真空环境下加热，使冰直接升
固相区 液相区 C
冻干胡萝卜块
②物料装填厚度 物料的装填厚度直接影响着升华干燥速率，物料装填越厚，所需的升华干燥时
间越长；反之，物料装填越薄，所需的升华干燥时间越短。
•
③崩解温度(collapse temperature) ——产品发生塌陷的的临界温度，即冻干制品所能承受的最高温度。 冻干产品在升华干燥阶段，已干层产品结构应该是疏松多孔的，以
冷冻浓缩与冷冻干燥ppt课件
最优冰晶尺寸
结晶形式 结晶条件 分离器形式 浓缩液价值
最主要因素
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
在冰晶晶核形成的情况下，也不是所有冷点所发 生的晶核都能保存下来。
在一定浓度的溶液中，与晶体成平衡的温度（称 为平衡温度）与晶体的大小有关，只有当晶体直径 相当大时，才等于溶液的冰点。
一、冷冻干燥的原理
冷冻干燥：使含水物质温度降至冰点以下，再使由水凝 固的冰在较高真空度下直接升华而除去的干燥方法。 冷冻干燥具有如下特点： （1）冷冻干燥在低压低温下进行，可以保留新鲜食品的 色、香、味及维生素C等营养物质，特别适用于热敏性食 品以及易氧化食品的干燥； （2）由于物料中水分存在的空间在水分升华以后基本维 持不变，故干燥后制品不失原有的固体框架结构，保持 原有的形状；
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（二）冷冻干燥装置的型式 1．间歇式冷冻干燥装置
1—干燥箱 2—冷阱 3—真空泵 4—制冷压缩机 5—冷凝器 6—热交换器 7—冷阱进口阀 8—膨胀阀
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
▪供热过多：升华界面容 易融化，此外，升华干 燥层可能出现塌陷。
接触加热法
辐射加热法
微波加热法
接触、辐射混合加热 法
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
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二.冷冻干燥在中药领域中的应用 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
我国中药品种数量丰富,对其进行深加工,可以增加附加值,或者对不易 保存的中药进行干燥贮藏,利用冷冻干燥技术能够确保药效及活性成分 完整保留。
如:人参、蜂王浆、芦荟等。
三.冷冻干燥在生物制药方面的应用
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冷冻干燥技术的应用
1.冷冻干燥在药学上的应用 2.冷冻干燥在中药领域中的应用 3.冷冻干燥在生物制药方面的应用 4.冷冻干燥的其他应用
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冷冻干燥技术的发展历史
英国科学家华莱首斯次顿实首现次血发清明的冷用冻于干为燥军队保其存他青产霉业素相及继血应浆用冷冻干燥技术
1909年
1935年
1950年
1813年
1933年
1940年
1980年
沙克尔首次对生物制品引进起行各冻国干学者的重各视种与形研式究的冷冻干燥设备相继出现
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一.冷冻干燥在药学上的应用
1.用于不稳定药物的干燥 主要适用于受热不稳定、易氧化、贮存过程易水解的药物。 例如青霉 素、链霉素、苯巴比妥纳、激素类及药用酶等制剂。 2.在药物剂型方面的应用 主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的 油滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。 3.可使固体药物粒度减小 可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏 水性药物的溶解性能,增加它们的溶解度
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目
录
Contents
1 发展历史 2 特点及应用
3 基本原理 4 基本过程
5 冻干机简介
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发展历史
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什么是冷冻干燥技术？
冷冻干燥技术是把含有水分的物料预先进行降温，冻 结成冰点以下的固体，在真空条件下使冰直接升华， 以水蒸气形式除去，从而得到干燥产品的一种技术。
因为是利用升华达到除水分的目的，所以也可称作升 华干燥。
冻干技术的特点 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
缺点：
设备结构复杂、一次性投资大； 干燥过程中制冷、加热系统能耗占总能耗的 80％ 以上，生产成本高，效率低； 干燥产品呈多孔疏松状结构，暴露于空气中容易 吸湿和氧化，对包装和贮藏条件有特殊的要求。
四.其他应用
空气干燥 ：主要是对空压机高品质高要求压缩空气的冷冻干燥,可得到 无油的干燥压缩空气。
食品行业的应用：几乎所有的农副产品 ， 如肉 、禽 、蛋 、水产品、 蔬菜、瓜果等都可以制成冻干食品 。
在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于 材料制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物 等精细陶瓷粉末。
冷冻干燥由于在低温及真空状态下完成对制品的脱水干燥,使孢子处于 休眠状态,且保存其原有活性。对于生物组织和细胞体损伤较少,能减少 活菌体及病毒的死亡。并且便于运输,延长保存期限,而成为医学生物制 品中首选的干燥保存方法
如各种抗菌素、疫苗、酶制剂、血浆等。
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物化结合水：包括吸附、渗透在物料的细胞或纤维皮壁及生物胶体纤 维毛细管中的结合水。它们与物料的结合强度较大，一般蒸发可除掉 一部分，但升华则较难达到干燥要求。
·d
本的原理。
气相区
C
升华
0.01℃
纯水的相平衡图
温度/T
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物料中的水分
按物料中水的结合方式分类
机械结合水：包括表面湿润水分、孔隙中的水分和毛细管中水分等。
这类水分与物料的组织结合强度较弱，完全满足纯水升华的条件。
13
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压力/PΒιβλιοθήκη A冻结B固相区 液相区
·b ·a
从理论上讲，OC先可以延伸到 绝对零度，升高温度或者是降低 压力均可以打破气、固两相平衡，
610 Pa
·c
使整个系统朝冰转化为气的方向
O
进行，这即是真空冷冻干燥最基
生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥 保存。
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基本原理
纯水的三相图 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 冻干通常以水为溶剂，其所处状态与温度和压力有关。 降低压力，冰点变化不大，可沸点却会大大降低。 当压力降到某一值时，沸点即与冰点重合，固态冰就可以 不经液态而直接转化为气态。这时的压力称为三相点压力， 相应的温度为三相点温度。
特点及应用
冻干技术的特点 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
优点：
药物是在低温真空条件下进行干燥的，所以分解率很低，纯度高； 冻干制品基本保持原溶液冻结时的体积，疏松多孔、外形美观、色 泽均一； 冻干制品遇水极易溶解，立即恢复原有的药物性质； 污染机会少，异物少，能够改善药物的溶解性能,提高制剂的澄明度。 冻干制品含水量为0.5%，较轻，可长期保存，便于运输。 装量准确，因为药物是以溶液形式填装进入安瓿，可以精确到μg， 其它的干燥方法是以粉末填装，远远达不到这样的要求