冻干工艺培训教材(东富龙)-第三章、冻干机的结构和配置
冻干讲义东富龙
冻干讲义(东富龙)．————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ——上海东富龙有限公司第一章前言ﻩ错误!未定义书签。
第一节冷冻干燥的原理 _________________________________ 错误!未定义书签。
第二节冷冻干燥的一般过程 ____________________________ 错误!未定义书签。
第四节冻干过程中主要参数的控制 ________________________ 错误!未定义书签。
第二章冻干工艺的一般原则和标准操作规程ﻩ错误!未定义书签。
第一节冻干工艺的一般原则ﻩ错误!未定义书签。
第二节真空冷冻干燥的标准操作规程ﻩ错误!未定义书签。
第三章冷冻干燥设备的安装与调试_____________________________ 错误!未定义书签。
第一节冻干机的安装要求ﻩ错误!未定义书签。
第二节冻干机的运行调试___________________________________ 错误!未定义书签。
第三节系统常见故障分析及日常维护_______________________ 错误!未定义书签。
第四章制药冻干机设备的GMＰ验证30ﻩ第一节GMP验证的基本概念ﻩ错误!未定义书签。
第二节验证的类型ﻩ错误!未定义书签。
第五节冻干机验证的一般步骤及主要内容ﻩ错误!未定义书签。
第五章药品冷冻干燥的GＭＰ工艺验证 _________________________ 错误!未定义书签。
第六章药品冷冻干燥工艺的放大ﻩ错误!未定义书签。
第一节中间试验放大的问题点______________________________ 错误!未定义书签。
第二节瓶药传热及升华速度的理论解析ﻩ错误!未定义书签。
第三节将试验机的冻干结果往生产装置上放大工艺_____________ 错误!未定义书签。
附录一专业术语_____________________________________________ 错误!未定义书签。
冻干机的结构与配置
冻干机的结构与配置冻干机（Freeze Dryer）是一种将物质冷冻并进行真空干燥的设备。
它主要用于食品、药品、生物制品等行业中的物质保存、提取和加工等过程。
冻干机的结构与配置是决定其工作性能和效果的关键因素。
下面将详细介绍冻干机的结构与配置。
一、冻干机的结构1.真空系统：真空系统是冻干机的关键组成部分，主要由真空泵、截流阀、泵罩、真空表和其他真空连接管道等组成。
它的主要作用是排除冷冻室内的水分和其他杂质，创造一个低压环境，加速冷冻物质的蒸发。
2.冷冻系统：冷冻系统主要由冷冻机组、冷凝器、换热器、蒸发器和电子控制器等组成。
冷冻系统的主要作用是将冷冻室温度降低到冷冻点以下，使物质冷冻成固态。
3.控制系统：控制系统是冻干机的智能化核心部分，主要由电脑控制器、触摸屏、传感器、执行器和相关的电气设备等组成。
控制系统能够对冻干机进行监测和控制，并根据用户设定的参数自动调整冻干机的工作状态。
4.供热系统：供热系统主要由电热丝、加热块、热传导板和温度传感器等组成。
供热系统的作用是在冷冻干燥过程中，通过升高冷冻室的温度，将冻结的物质从固态向气态转变，并蒸发掉其中的水分。
5.冷冻室：冷冻室是冻干机的主要工作区域，也是冻干机结构的核心部分。
冷冻室通常是由两部分组成：上冻冷板和下冻冷板。
上冻冷板用于将物质快速冷冻到较低温度，下冻冷板用于将冷冻的物质快速干燥，以达到加工、保存或提取的目的。
二、冻干机的配置1.冷冻机组：冷冻机组是冻干机最重要的配置之一，主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和电气控制系统等组成。
冷冻机组能够提供冷却介质并控制温度，使冷冻室温度降低到冷冻点以下。
2.真空泵：真空泵是冻干机真空系统的核心部分，它能够抽取冷冻室内的空气和水分，营造一个真空环境。
常见的真空泵包括罗茨泵、旋片泵、吸气泵等。
3.控制器：冻干机的控制系统通常配有先进的电脑控制器和触摸屏，用户可以通过触摸屏操作界面设定冻干机的工作参数，监测工作状态，并实时调整各个组件的运行情况。
东富龙冻干机结构原理
东富龙冻干机结构原理东富龙冻干机，这玩意儿真的是个奇妙的家伙，咱们可以说它是一位“食物魔术师”。
你知道吗？它能把新鲜的水果、蔬菜甚至是汤，通通变成轻盈的干货。
想象一下，你在阳光明媚的日子里，买了一大堆草莓，想着晚上要做个草莓奶昔。
可是，没过多久，草莓就开始发霉了，真让人心痛。
可要是有了冻干机，这个烦恼就不见了。
它能把草莓快速冻住，再把水分抽走，最后留下的就是香甜的干草莓，随时随地想吃就吃，简直太方便了。
这个冻干机到底是怎么运作的呢？食材会被放进一个特制的罐子里，然后机器会把温度降到零下，仿佛把食物放到了北极，冻得冰冰凉。
机器会启动一个抽真空的过程，仿佛在为食物进行一次深度清洁，把里面的水分给“打包”走。
这时候，食物的细胞结构不会被破坏，味道、营养都能被保留下来，真的是“好处多多”。
这样，咱们在享受美味的时候，也能感受到一种“时光倒流”的神奇。
你知道吗？冻干的食物保质期可长得吓人，基本上能放几年都没问题！这就意味着，冬天的那一盒干蘑菇，夏天依旧能用，简直就是应急神器。
你说，这样的技术是不是很厉害？这玩意儿也不是一成不变的，它在不断进化中，越来越智能。
现代的冻干机还有很多先进的功能，比如温控、时间设定，甚至手机APP也能远程操控，真是科技带来的美好生活。
说到这里，可能有人会问，冻干的食物口感会不会有变化呢？别担心，吃过冻干水果的人都知道，那种口感仿佛让人回到了小时候，咬一口香甜的苹果，瞬间就有了“果汁四溅”的感觉。
最重要的是，营养一点都没少，真的是“吃得放心”。
你还可以用这些干果做各种美食，像是果仁巧克力、酸奶点心，甚至撒在沙拉上，瞬间提升了档次。
要说这冻干机可真是个“多面手”。
使用冻干机其实也不复杂，跟做饭一样，先准备好食材，清洗干净切好，然后放进机器里。
选择适合的模式，按下开始，剩下的就交给它。
机器在工作的时候，你可以去喝杯咖啡，放松放松，等着美味的食物“大变身”。
对于那些忙碌的上班族或者爱吃但又懒得做的人来说，这可真是个完美的选择。
第三章__冻干机的结构与配置
第三章__冻干机的结构与配置冻干机是一种重要的设备，主要用于将液态物质冷冻干燥成固态物质。
它的结构和配置对于冻干过程的效率和质量有着至关重要的影响。
下面将介绍冻干机的主要结构和配置。
首先，冻干机的主要结构包括：冷冻系统、真空系统、加热系统、控制系统和聚合系统。
冷冻系统是冻干机的核心组成部分，通过降低工作室内的温度来使液态物质迅速冷冻。
冷冻系统一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等组成。
压缩机是冷冻系统的功率源，它能够将低压低温蒸汽气体压缩成高温高压蒸汽气体。
冷凝器将高温高压蒸汽气体冷凝成高压液体。
蒸发器是冷冻系统中的热交换器，通过吸收工作室内的热量来使高压液体再次蒸发成低压低温蒸汽气体。
膨胀阀用来控制蒸发器中的压力和温度，从而使液体能够迅速蒸发。
真空系统主要用于降低工作室内的气压，以实现冷冻过程中的蒸发。
真空系统由真空泵、进气阀、排气阀等组成。
真空泵能够将工作室内的气体抽出，从而降低气压。
进气阀和排气阀则用于控制真空度和排出工作室内的气体。
加热系统用于在冷冻过程结束后，将冻干的物质加热，使其恢复到液态。
加热系统一般由加热板、加热管、温度传感器等组成。
加热板能够提供均匀的加热温度，使冻干的物质均匀恢复。
加热管则能够提供更高的加热温度，以加速冻干物质的恢复速度。
控制系统主要用于对整个冻干过程进行控制和监测。
控制系统一般由温度控制器、压力控制器、流量控制器等组成。
温度控制器能够根据设定值和实际温度进行比较和控制。
压力控制器能够监测真空度和冷冻系统的压力变化，并进行相应的调整。
流量控制器用于调节冷冻系统中的流动速率，以控制冷却速度。
聚合系统主要用于收集并处理冷冻过程中产生的蒸汽气体。
聚合系统一般由冷凝器、冷凝器排水管、冷凝器冷却水系统等组成。
冷凝器能够将冷冻过程中产生的蒸汽气体冷凝成液体，并通过排水管排出。
冷凝器冷却水系统则用于保持冷凝器的正常工作温度。
此外，冻干机还可能配置疏水器、温度控制器、过滤器、触摸屏等设备。
冻干机生产使用培训3-1
制冷系统的组成-油分离器 制冷系统的组成 油分离器
制冷系统的组成-油分离器 制冷系统的组成 油分离器
• 氟利昂经过压缩机压缩后变成高温高压的气体 进入油水分离器中，压缩机内的冷冻机油也会 随高温高压的气体进入油分离器。压缩机内冷 冻油会越来越少。 • 目的：使冷冻机油不断回到压缩机的曲轴箱内 保证润滑效果。 • 关键：油分离器内的。
制冷系统的组成-水冷凝器 制冷系统的组成 水冷凝器
制冷系统的组成-水冷凝器 制冷系统的组成 水冷凝器
• 在制冷系统中，水冷凝器作用是将高温 高压的从压缩机经过油水分离器后的气 态氟利昂变成液体。 • 按介质分为：水冷式，蒸发式，空气冷 却式。 • 按结构分为：壳管，套管，盘管等 • 现在多用壳管式。 • 还可以做为制冷剂的储液罐。
冻干工艺培训教材(东富龙)
附录一专业术语真空冷冻干燥也称升华干燥。
其原理是将材料冷冻，使其含有的水份变成冰块，然后在真空下使冰升华而达到干燥目的真空度处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。
真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。
压力或压强气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“P”表示。
极限真空真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。
通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，最后一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。
抽气速率在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率，简称抽速。
即S p＝Q/（P－P0）。
升华表面处于固体聚合态中自由湿气发生升华的表面。
它既是冰核的表面，在先进的干燥工艺中又是冰核和干燥物料外壳间的界面。
冷冻速率(rate of freezing) 在给定时间间隔内，已冷冻的物料的厚度变化除以该时间间隔。
自由水指以游离的形式存在于溶液中，可以自由流动的水。
结合水以分子形式吸附在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水升华某些固体不经过液态而直接变成气态的汽化现象。
过冷液体材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。
过冷度液体材料的理论结晶温度（Tm）与其实际结晶温度之差冰点当溶液冷却时开始析出晶体的温度共晶点几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时某些组分结晶析出，使剩下的溶液浓度发生变化。
当达到某一温度或温度区域时，其液态和所形成的固态中的组分完全相同，这时的溶液称为共晶溶液，这时的温度或温度区域称为该溶液的共晶点或共晶区。
也称为完全固化温度。
共溶点固态混合溶液在升温熔化过程中，当达到某一温度T时，固本中开始出现液态，此温度称为溶液的共溶点，或称为开始溶化温度。
冻干曲线在冻干过程中，把产品和板层的温度，冷凝器的温度和真空度对应冷冻干燥技术时间制成的。
崩解在升华过程中，某些已干燥的产品，当温度达到某一数值时，会失去刚性，变得有粘性，发生类似塌方的现象称为崩解。
冻干机设备组成及工艺流程
冻干机设备组成及工艺流程
《冻干机设备组成及工艺流程》
冻干机是一种用于冷冻干燥物质的设备，广泛应用于食品、医药、生物制药、化工等领域。
它通过控制物质在低温下的冷冻和真空下的干燥过程，将液态物质直接转化为气态，从而保持物质的原有形态和活性。
冻干机的设备组成通常包括冷冻系统、真空系统、加热系统和控制系统。
冷冻系统通过循环工作的制冷剂，将物质冷冻到所需的温度；真空系统则通过泵体将物质在低压环境下进行蒸发，加速干燥过程；加热系统则用于控制干燥室内的温度，助力物质的蒸发。
控制系统则用于监控和调节整个工艺过程，确保产品的质量和生产的稳定性。
冻干机的工艺流程一般包括预处理、冷冻、干燥和包装。
首先是预处理阶段，对待处理的物料进行清洁、筛选、切割等处理，以便于后续的冷冻和干燥。
接下来是冷冻阶段，将物料置于冷冻室中，在低温下进行冷冻处理，将物料冷冻成固态。
然后是干燥阶段，将冷冻的物料转移到干燥室中，在真空环境下进行干燥，使物料从固态转化为气态，去除其中的水分和其他溶剂。
最后是包装阶段，将干燥后的物料进行包装，以确保产品的质量和保存期。
通过以上工艺流程，冻干机可以将物料在保持原有形态和活性的情况下进行冷冻干燥，实现了高效、稳定的生产过程，适用于各种领域的应用。
冻干机设备组成及工艺流程
冻干机设备组成及工艺流程冻干机是一种常用的工业设备，可用于将生物制品（如食品、药品和化妆品等）进行冻干处理，以延长其保存期和改善质量。
下面将介绍冻干机的设备组成及工艺流程。
冻干机主要由以下几个主要组成部分构成：冷冻系统、真空系统、控制系统和冷藏系统。
冷冻系统是冻干机的核心部分，用于将待处理物品迅速冷冻至低温状态。
常见的冷冻系统采用液氮或制冷剂循环制冷的方式，通过冷却板或冷冻槽来散发制冷剂的冷量，从而快速降低压力和温度。
冷冻系统的稳定性和效果对于冻干品质量的保障至关重要。
真空系统用于将冻结的物品在低温状态下进行干燥。
通过将真空系统连通冷冻室，将冷冻的物品表面上的冰晶融化后蒸发。
真空系统通常由真空泵和真空容器组成，真空泵用于抽出容器中的空气，并维持在较低的压力下，提高干燥效果。
真空系统的稳定性和抽气速度对于冻干过程至关重要。
控制系统是冻干机的智能化核心，用于自动控制和监控整个冻干过程。
控制系统通常包括温度控制、压力控制、时间控制和报警功能等。
通过精确的控制和监测，可以实现冻干过程的自动化和高效化。
冷藏系统用于将冻干的物品储存和保鲜。
冷藏系统通常由冷藏室和制冷机组成，冷藏室用于存放冻干品，制冷机用于维持冻干品的低温状态。
冷藏系统的稳定性和温度控制对于冻干品的保存至关重要。
冻干机的工艺流程主要包括冷冻、真空和冷藏三个步骤。
首先，待处理物品被放置在冷冻室中，通过冷却系统进行迅速冷冻，使物品表面上的水分结冰。
接下来，冷冻室与真空室通过真空系统连接，真空室的排出风口被打开，真空泵开始工作，将真空室内的空气抽出，快速蒸发冻结的水分。
最后，干燥后的物品被转移到冷藏室中进行储存和保鲜。
综上所述，冻干机设备的组成主要包括冷冻系统、真空系统、控制系统和冷藏系统，其工艺流程主要包括冷冻、真空和冷藏三个步骤。
通过这些设备和工艺流程的组合使用，可以实现对生物制品的冻干处理，延长其保存期和改善质量。
冻干机的组成精编版
活塞式(比泽尔)
S66J-32.2(24KW) R22 50HZ
CT +40℃
ET
SH22F
S66J-32.2
-30℃ 35,800(21.3)
29,290(22.1)
-40
24,400(19.2)
-50
15,800(17.5)
-60
11,500(16.0)
17,990(17.7) 9,400(12.2) - (-)
3、运行性能好。由于螺杆式制冷压缩机的结构简单，零件数仅 为活塞式的1/10，压缩机运行可靠、安全、振幅小、适应性 强，在高、低浊制冷范围内的应用中均有良好性能。
Tofflon
Tofflon
螺杆机的主（阳）、辅（阴）螺 杆
Tofflon 制冷系统的组成—压缩机
螺杆式制冷机制冷量与活塞式比较
螺杆式(神户制钢) SH22F(20KW) R22 50HZ
Tofflon 制冷系统的组成—压缩机
压缩机是制冷系统的核心，压缩机主要是对气态氟里昂进 行压缩，从吸气口吸入低温低压的气态氟里昂，经过活塞或螺 杆压缩后，变成高温高压的气态氟里昂，通过排气管排出去。
压缩机按照压缩的形式，可以分为活塞式压缩机和螺杆式压 缩机。
活塞式压缩机又可以分为开启式、半封闭式、全封闭式三种 形式。
Tofflon
真空系统的组成
制品中的水分只有在一定的真空状态下才能进行升华，达到干 燥的目的。
系统采用真空泵组，组成强大的抽吸能力，在干燥腔室和冷凝 器形成真空，一方面促使干燥腔室内的水份在真空状态下蒸发 （升华），另一方面该真空系统在冷凝器和干燥腔室之间形成 一个真空度梯度（压力差）。使前箱水分升华后被冷凝器捕获。
冻干机生产使用培训课件
度以下，但这里玻璃化转变温度不是指完全的玻璃化，因为完全的玻璃化是指整
个样品都形成了玻璃态，实现完全玻璃化要求极高的地降温速率，几乎是不可能
的。冻干过程呢个的玻璃化温度指最大冻结浓缩液的玻璃化转变温度。因为在冻
结过程中随着冰晶的析出，剩余溶液的浓度逐渐增加，当达到一定浓度时，剩余
的水分不再结晶，此时的溶液达到最大冻结浓缩状态，对应得温度称为最大冻结
反复预冻升华法：某些共溶点较低的制品，即便很低的温度下也不能达到完全冻结。 外观看好象已经冻结完全，但在升华过程中，往往冻快软化，产生气泡，并在制品表 面形成粘稠状网状结构，影响升华干燥的进行，如蜂蜜、王浆等其物质结构比较复杂 又粘稠的制品往往不易冻结，在升华中出现上述情况。可采用反复预冻方法来解决。 应用此种方法，可提高冻干效率，也改善了制品的质量，缩短冻干周期。
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。
和通常的干燥方法如晒干、烘干、煮干、喷雾干燥相比， 有以下优点：
• 它是在低温下干燥，不使蛋白质产生变性，使微生物 之类失去生物活力。
• 由于是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变性 的营养成分和芳香成分损失很小。
• 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，能最好的保持物，溶 质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态桥”，两颗粒间的相对 位置已经被固定下来，并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张 力，随着溶剂的不断升华，“固桥”不断减少，但两颗粒之间的 相对位置已不再发生变化，直至“固态桥”完全消失。
冻干机的组成ppt
选用的水冷凝器，还可以当作制冷剂的储液罐， 收液时就是将氟里昂收到水冷凝器里，然后将水冷凝 器进出液阀关住。
Tofflon
水冷凝器
Tofflon 制冷系统的组成—中间冷却器
在双级压缩制冷系统中，中间冷却器用来 冷却低压级排气，避免因高压级吸气温度过高而使排 气温度超过允许值，同时提高制冷效率。
Tofflon 制冷系统的组成—压缩机
压缩机是制冷系统的核心，压缩机主要是对气态氟 里昂进行压缩，从吸气口吸入低温低压的气态氟里昂，经过活 塞或螺杆压缩后，变成高温高压的气态氟里昂，通过排气管排 出去。
压缩机按照压缩的形式，可以分为活塞式压缩机和螺杆式 压缩机。
活塞式压缩机又可以分为开启式、半封闭式、全封闭式三 种形式。
发温度为-50℃，最高蒸发温度为-20℃。
6、混合制冷剂，共沸混合制冷剂R502。非共沸混合制冷剂R404A、R507最
低蒸发温度为-70℃，最高蒸发温度为-30℃。
Tofflon 制冷系统的组成—油分离器
氟里昂经过压缩机压缩后变成高温高压的 气体，进入到 油分离器中。冷冻机油也会随高温高 压的气体进入到油分离器，油分离器的 目的就是使 冷冻机油能不断的回到压缩机曲轴箱，以确保压缩机 油箱里有足够的冷冻油，保证润滑效果。
冻干机的组成-PPT文档资料
螺杆式(神户制钢) SH22F(20KW) R22 50HZ 活塞式(比泽尔) S66J-32.2(24KW) R22 50HZ CT +40℃ ET SH22F S66J-32.2 -30℃ 35,800(21.3) 29,290(22.1) -40 24,400(19.2) 17,990(17.7) -50 15,800(17.5) 9,400(12.2) -60 11,500(16.0) - (-) -70 - (-) - (-) 注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
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制冷系统的组成—水冷凝器
在制冷系统中，水冷凝器的作用是将“高温高压” 的气态制冷剂的热量传给环境介质（冷却水或空气） 并使之冷凝成液体。按冷却方式可分为：水冷式、蒸 发式、空气冷却式（风冷式）；按结构型式可分为壳 管式、套管式、盘管式。 现在选用较多的是壳管水冷式冷凝器。如果冷凝器 的冷却效果不好，压缩机的高压较高，影响制冷效果。 选用的水冷凝器，还可以当作制冷剂的储液罐，收 液时就是将氟里昂收到水冷凝器里，然后将水冷凝器 进出液阀关住。
5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
发温度为-50℃，最高蒸发温度为-20℃。
6、混合制冷剂，共沸混合制冷剂R502。非共沸混合制冷剂R404A、 R507最低蒸发温度为-70℃，最高蒸发温度为-30℃。
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制冷系统的组成—油分离器
氟里昂经过压缩机压缩后变成高温高压的气体， 进入到 油分离器中。冷冻机油也会随高温高压的气 体进入到油分离器，油分离器的 目的就是使冷冻机油 能不断的回到压缩机曲轴箱，以确保压缩机油箱里有 足够的冷冻油，保证润滑效果。 冷冻机油在油分离器里的油面达到一定位置时，依 靠浮力的作用，浮球将回油阀顶开，由于油分离器里 的压力比压缩机曲轴箱的压力大得多，油就通过回油 管回到压缩机曲轴箱内。当油位下降后，浮球不足于 将回油阀顶开，不回油。因此回油是间隙式的。通过 这种方式，达到油和氟里昂分离的效果，确保压缩机 里有足够的冷冻机油进行润滑。
东富龙冻干机说明书
东富龙冻干机说明书产品型号：LY08搁板有效总面积：7点78平方米最大捕水量：150千克总功率：47千瓦外形尺寸：4915乘2500乘2960毫米总重量：5200千克冻干原理：真空冷冻干燥就是把含有大量水份物质，预先进行降冻结成固体，然后在一定真空条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，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、疏松多孔冰在升华时要吸收热量，引起产品本身温度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。
整个干燥过程是在较低温度下进行的。
冷冻干燥有下列优点：1、制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附水份和全压塞等操作.2、适于液体加工，操作简便，作业过程容易简化，无菌环境便于控制。
3、能除去物质中百分之九十五到九十九的水份，稳定性好，易于长期保存药物的有效成份。
4、许多生物制品、药品、食品在水和热的作用下很容易产生变性或分解，为了长期保存，最适宜的方法是生低温下冻结干燥。
5、制品中水份的去除，无热处理过程。
6、制品冻干后的体积、形状基本不变，物质呈干粉状态，无干缩。
7、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状。
真空冷冻干燥系统操作规程：一、确认冻干箱内测温探头已安放准确确认冷凝器内化霜水已排放干净.二、确认冷凝器内化霜水已排放干净。
三、确认冷却水、压缩空气、总电源稳供应冷冻干燥手动操作：1、旋开控制柜钥匙开关，进入冷冻干燥操作界面，点击“手动”，进入手动操作系统。
2、开循环泵或循环泵，确认泵的出口压力左右。
3、开压缩机、板冷阀、压缩机、板冷阀，对制品进行预冻。
4、当制品温度达到工艺所要求的温度后，恒温一段时间.5、恒温结束后，对冷凝器进行制冷，即关板冷阀、板冷阀、开冷凝器阀、冷凝器阀。
6、当冷凝器温度低于零下四十五度后，开启真空泵组，两秒钟后开小蝶阀，两分钟后开大蝶阀，开始抽真空。
7、当冻干箱的真空度达到10帕以上，设定“手动参数”中的“导热油”温度，开启电加热处理，开始一次升华。
冻干工艺培训教材东富龙第三章冻干机的结构和配置样本
第三章冻干机的结构与配置第一节冻干机在冻干药品生产过程中的关系 冻干机在冻干药品生产过程中的关系如下:前处理过程 _k 主要灭菌。
在无菌环境中把半上胶塞的药液或»幵□托盘（冻干原粉）移至冻干机的干燥箱内搁板上，有的工艺的这 —步也可能采用号一腔室先进行预药液配置 药液过滤药液灌装将药品主药和辅料溶解在适当的溶•剂中（注射用水）O＞用不同孔径的滤器对药液分级过滤,最后用0.22 “ m 的过滤器除菌过滤。
»将己除去的药液灌注到容器中，并在容器端□半上胶塞。
资料内容仅供您学习参考，如有不'气之处.请联系改正或者删除。
冻结。
经过冻干机的运行，对搁板冻结、抽真空和对搁板加热供能，使药品在固态下，经过升华除去大部分的水分。
然后加热蒸发解吸附去除残余水分。
•经过安装在干燥腔室内的液压或螺杆式升降装置全压塞（小瓶冻干）。
4对托盘中块状粉进行粉碎、过筛.装桶、加内塞（托盘冻干）。
由此可见，冻干机是冻干生产过程中的主要工艺装备，制品中的水分由它来去除。
制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附除去水分和全压塞等操作。
第二节冻干设备的系统组成产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机，简称冻干机。
冻干机主要由制冷系统.真空系统、循环系统、液压系统、控制系统、CIP/SIP系统及箱体等组成。
后处理被称为”冻干机的心脏”。
制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀所构成，主要是为干燥箱内制品前期预冻供给冷量；以及为后期冷阱盘管捕集升华水汽供给冷量。
冷冻干燥过程中常常要求温度达到-50°C以下，因此在中、大型冷冻干燥机中常采用两级压缩进行制冷。
主机选用活塞式单机双级图3-1制冷系统压缩机，每套压缩机都有独立的制冷循环系统，经过板式交换器或冷凝盘管，分别服务于板层和冷凝器。
根据控制系统的运行逻辑，压缩机能够独立制冷板层或制冷冷凝器。
制冷机组应有足够大的制冷量储备，能应付绝大多数制冷异常的情况，即使满负荷工作时，也不至于达到系统极限。
冻干工艺培训教材(东富龙)-第三章、冻干机的结构和配置
第三章 冻干机的结构与配置第一节 冻干机在冻干药品生产过程中的关系冻干机在冻干药品生产过程中的关系如下：主要灭菌。
将药品主药和辅料溶解在适当的溶剂中（注射用水）。
用不同孔径的滤器对药液分级过滤，最后用0.22μm 的过滤器除菌过滤。
将已除去的药液灌注到容器中，并在容器端口半上胶塞。
在无菌环境中把半上胶塞的药液或开口托盘（冻干原粉）移至冻干机的干燥箱内搁板上，有的工艺的这一步也可能采用另一腔室先进行预冻结。
通过冻干机的运行，对搁板冻结、抽真空和对搁板加热供能，使药品在固态下，通过升华除去大部分的水分。
然后加热蒸发解吸附去除残余水分。
通过安装在干燥腔室内的液压或螺杆式升降装置全压塞（小瓶冻干）。
对托盘中块状粉进行粉碎、过筛、装桶、加内塞（托盘冻干）。
由此可见，冻干机是冻干生产过程中的主要工艺装备，制品中的水分由它来去除。
制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附除去水分和全压塞等操作。
后 处 理药液配置第二节冻干设备的系统组成产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机，简称冻干机。
冻干机主要由制冷系统、真空系统、循环系统、液压系统、控制系统、CIP/SIP 系统及箱体等组成。
一、制冷系统制冷系统在冻干设备中最为重要，被称为“冻干机的心脏”。
制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀所构成，主要是为干燥箱内制品前期预冻供给冷量；以及为后期冷阱盘管捕集升华水汽供给冷量。
冷冻干燥过程中常常要求温度达到-50℃以下，因此在中、大型冷冻干燥机中常采用两级压缩进行制冷。
主机选用活塞式单机双级图3-1制冷系统压缩机，每套压缩机都有独立的制冷循环系统，通过板式交换器或冷凝盘管，分别服务于板层和冷凝器。
根据控制系统的运行逻辑，压缩机可以独立制冷板层或制冷冷凝器。
制冷机组应有足够大的制冷量储备，能应付绝大多数制冷异常的情况，即使满负荷工作时，也不至于达到系统极限。
在制冷系统中，除装有显示的高、中、低压、油压力表外，还装有各种压力控制器。
冻干讲义(东富龙)
——上海东富龙有限公司第一章前言_______________________________________________________________ 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第二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第三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第四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第五章药品冷冻干燥的GMP工艺验证_________________________________________ 35第六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附录五东富龙公司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。
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第三章 冻干机的结构与配置第一节 冻干机在冻干药品生产过程中的关系冻干机在冻干药品生产过程中的关系如下：主要灭菌。
将药品主药和辅料溶解在适当的溶剂中（注射用水）。
用不同孔径的滤器对药液分级过滤，最后用0.22μm 的过滤器除菌过滤。
将已除去的药液灌注到容器中，并在容器端口半上胶塞。
在无菌环境中把半上胶塞的药液或开口托盘（冻干原粉）移至冻干机的干燥箱内搁板上，有的工艺的这一步也可能采用另一腔室先进行预冻结。
通过冻干机的运行，对搁板冻结、抽真空和对搁板加热供能，使药品在固态下，通过升华除去大部分的水分。
然后加热蒸发解吸附去除残余水分。
通过安装在干燥腔室内的液压或螺杆式升降装置全压塞（小瓶冻干）。
对托盘中块状粉进行粉碎、过筛、装桶、加内塞（托盘冻干）。
由此可见，冻干机是冻干生产过程中的主要工艺装备，制品中的水分由它来去除。
制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附除去水分和全压塞等操作。
后 处 理药液配置第二节冻干设备的系统组成产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机，简称冻干机。
冻干机主要由制冷系统、真空系统、循环系统、液压系统、控制系统、CIP/SIP 系统及箱体等组成。
一、制冷系统制冷系统在冻干设备中最为重要，被称为“冻干机的心脏”。
制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀所构成，主要是为干燥箱内制品前期预冻供给冷量；以及为后期冷阱盘管捕集升华水汽供给冷量。
冷冻干燥过程中常常要求温度达到-50℃以下，因此在中、大型冷冻干燥机中常采用两级压缩进行制冷。
主机选用活塞式单机双级图3-1制冷系统压缩机，每套压缩机都有独立的制冷循环系统，通过板式交换器或冷凝盘管，分别服务于板层和冷凝器。
根据控制系统的运行逻辑，压缩机可以独立制冷板层或制冷冷凝器。
制冷机组应有足够大的制冷量储备，能应付绝大多数制冷异常的情况，即使满负荷工作时，也不至于达到系统极限。
在制冷系统中，除装有显示的高、中、低压、油压力表外，还装有各种压力控制器。
当压力出现时，相应压力继电器及时动作，保护压缩机；当控制电源接通后，低压压力超过低压压力控制器的设定值时，压缩机自动收液。
电磁阀是用作在压缩机停车时切断高压液体之用，以免压缩机停车后大量液体进入蒸发器，当压缩机再次启动时避免液击，起到压缩机的保护作用。
冷凝器冷却靠制冷剂直接膨胀获得，每组冷凝器盘管配备一台独立的压缩机制冷系统，一个测温探头分别对一组盘管进行测试。
图3-2 制冷系统原理图1、制冷剂、载冷剂制冷系统中的工作介质称为制冷剂，它是一种特殊液体，其沸点低，在低温下极易蒸发，当它在蒸发时吸收了周围的热量，使周围物体的温度降低；然后这种液体的蒸汽经压缩成为高温、高压汽体，在冷凝器中冷却变成液体，再将该液体降压节流到蒸发器中吸热，如此循环不断，便能使蒸发部位的温度不断降低，这样制冷剂就把热量从一个物体移到另一个物体上，实现了制冷的过程。
制冷剂的性质直接关系到制冷装置的制冷效果、经济性、安全性及运行管理，因而对制冷剂性质要求的了解是不容忽视的。
为了制冷系统的正常运行和提高效率，对制冷剂有如下的要求：（1）有高的临界温度和低的冷凝压力；（2）液体的汽化潜热和导热系数要大，蒸汽的比容要小（3）沸点和凝固点要低（4）密度和粘度、绝热指数要小。
（5）化学稳定性强，不与润滑剂起化学反应，对机械无腐蚀作用。
（6）对人体无害，不易燃易爆（7）价格便宜通常用的制冷剂有：氨（R717）、氟利昂12（R12）、氟利昂13（R13）、氟利昂22（R22）、共沸混合制冷剂R500、共沸制冷剂R502、共沸制冷剂R503等。
载冷剂在冻干机中是一种中间介质，亦称第二制冷剂，主要用于箱体内搁板的冷却和加热，它将所吸收的热量传给制冷剂或吸收加热热源的热量传给搁板，提供产品冻结时所需的冷量及产品干燥的升华热。
使用载冷剂的目的是使搁板温度均匀。
对载冷剂有如下要求：1.在要求的工作温度范围内应是液态，凝固点要低，而沸点又要高；2.比热要大，导热系数要高，使在一定制冷量时流量少，功率消耗低；3.粘度小，密度小，可以减少在管道中的流动阻力和泵功率的消耗；4.化学稳定性好，在所要求的工作范围内不分解，不氧化；5.不腐蚀管道与设备；6.载冷剂应不燃烧，不爆炸，对人体无害；7.价格低廉，便于获得。
常用的载冷剂有：低粘度硅油、三氯乙烯、三元混合溶液（4.2.4）、8号仪表油、丁基二乙二醇等。
2、制冷系统的保护制冷系统在真空冷冻干燥中是必不可少的组成部件，冻干设备要求制冷系统长期稳定地工作。
但是冻干机的制冷系统的运行条件却十分恶劣。
它既要在“满负荷”下运行，又要在几乎没有负荷（解析干燥期）的“零负荷”下运行，且需要十几个小时以上连续运行。
“零负荷”下运行时，制冷剂蒸发量小，压缩机吸气压力低，比容大，加之压比大，输气系数小，使制冷剂循环量很小。
给系统运行带来诸多不利。
因此，冻干机的制冷系统应有“零负荷”运行的保护。
目前，国内、外厂商解决这一问题的办法有如下几种：1）将压缩机的高温排气旁通一部份到水汽凝结器凝结盘管的进口，以增加蒸发器的热负荷和循环量；2）将压缩机的高温排气旁通一部份到凝结盘管的出口，以增加流过压缩机的流量；3）共和真空采用“三重热交换器”作凝结盘管。
在“零负荷”运行期，自动将加热搁板的载冷剂旁通一部份到“三重热交换器”的载冷剂中，以增加其热负荷。
这种方式运行最平稳。
二、箱体1、干燥箱干燥箱是冻干机中的重要部件之一，它的性能好坏直接影响到整个冻干机的性能。
冻干箱是一个矩形或圆桶型的，既能够制冷到-40℃左右，又可以加热到+50℃左右的真空密闭的高、低温箱箱体。
冻干箱用不锈钢制成，箱内表面粗糙度Ra≤0.6µm,箱体内角均为满足GMP条件的大圆角（R≥50mm）。
箱体底面略向后方倾斜，排水口设计在最低点，以利于排水。
制品的冷冻干燥是在干燥箱中进行，在其内部主要有搁置制品的搁板。
搁板采用不锈钢制成，内有媒体导管分布其中，可对制品进行冷却或加热。
板层组件通过支架安装在冻干箱内，由液压活塞杆带动可上下运动，便于进出料和清洗。
最上层的一块板层为温度补偿加强板，它保证箱内所有制品的热环境相同。
图3-3：箱体内部结构图图3-4：箱体外貌全图冻干箱可与无菌室的墙壁安装，箱门口使用特殊形状硅橡胶条密封，箱门口与冻干箱内部有同样的光洁度。
箱门的材料同样采用优质不锈钢制成，与冻干箱内部具有同样的光洁、平整度，能与密封条紧密贴合，确保了在真空下的密封。
冻干箱的箱门的开启角度>110度，门中央装有观察窗，便于在无菌室观察制品状态。
箱门中部设有观察窗，罩有硅硼玻璃。
箱门的平整性高，配有硅质单密封条的门封，箱门开启方向为顺时针右开门（面对箱门铰链在门右侧）。
冻干箱顶装有液压缸，一个箱内测试真空探头，多支测试产品温度用铂电阻，一个箱内测量压力的压力传感器，一个放气阀，一个安全阀，CIP和SIP用进水、进汽阀等。
2、对箱体与搁板的要求（1）箱体1．箱体要有足够的强度，防止抽真空时变形；2．箱体的泄漏应满足真空密封的要求；3．箱体壁面内部直角处应有一定的圆弧半径，底面应有一定的坡度，坡向清洗液排出口，以利于清洗液的排出。
箱内应避免死角，以防清洗和消毒不净而发生污染；4．若用液压装置内实现自动加塞时，搁板应能上下移动，移动时不得倾斜以致卡死；5．箱内零部件布置应尽量减少升华水汽流向水汽凝结器的流动阻力。
（2）搁板1、要有一定的冷却和加热速度，冷却速率一般要求为0.1～1.5℃/min,加热速率为0.1～1.2℃/min;2、要求平整、光滑、传热性能好，以减少传热热阻和传热温差；3、搁板各部位的温度应均匀一致，这样才可能使制品在冻结和升华时的温度均匀一致；4、搁板要有一定的强度，以便承受加塞力而不致于产生搁板弯曲。
（3）冷阱冷阱是一个真空密闭容器。
在它内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到-70℃以下，并且能恒定地维持这个低温。
在制冷系统中，冷阱的作用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸汽冻结吸附在其金属表面上。
从制品中升华出来的水蒸气能充分地凝结在与冷盘管相接触的不锈钢柱面的内表面上，从而保证冻干过程的顺利进行。
通常在捕水器捕水之前应先降温，抽真空，当冷管表面温度降至-30℃以下，真空度高于100Pa时，再打开冷阱与干燥箱连接口阀门，冷阱结霜会比较均匀。
作为冷阱的换热器结构，主要特点为：一是要捕水，管子外表面要结上一定厚度的霜，因此，其管间距要大于普通换热器；二是结霜之后，不可凝性气体还要通过捕水器被真空泵抽走，实际上是个变流导能力的计算问题。
冷阱的安装位置可分为内置式和外置式两大类，内置式的冷阱安装在冻干箱内，外置式冷阱安装在冻干箱外，两种安装各有利弊，内置式结构紧凑，占地面积小，对水蒸气流动阻力小，有利于捕水。
但它的热损失比较大，冷凝器冷表面与搁板热表面之间温差较大，距离较近，热屏蔽难保证，如果布置得不合理，还会出现热桥，使搁板表面温度不均匀，影响冻干产品的质量。
同时，若采用周期式捕水，还会因化霜时间而影响生产周期，使设备利用率降低，整个生产效率下降。
外置式的缺点与内置式刚好相反，且因外置式需单独制造外壳而使设备制造费用增加。
目前这两种安装方式在国内、外都在采用。
图3-5冷凝器图3-6三重热交换冷凝器冷阱供冷的特点是：冷负荷变化大，其最小负荷只有最大负荷的几分之一甚至十分之一，也即在解吸干燥后期，制冷机几乎处于“零负荷”下工作；所有冷凝盘管在冻干周期中不能停止供冷，否则会出现被凝结冰的迁移；工作温度低，时间长；每一冻干周期均需由常温降至工作温度。
对冷阱的要求：1、筒体要有足够的强度2、筒体的泄漏应满足真空密封的要求；3、筒体内应有足够的捕水面积4、便于水蒸汽的流动，但又不能产生短路；5、冷凝器的传热表面温度应与凝华压力相适应。
三、循环系统冷冻干燥本质上是依靠温差引起物质传递的一种工艺技术。
物品首先在板层上冻结，升华过程开始时，水蒸汽从冻结状态的制品中升华出来，到冷阱捕捉面上重新凝结为冰。
为获得稳定的升华和凝结，需要通过板层向制品提供热量，并从冷凝器的捕捉表面去除。
搁板的制冷和加热都是通过导热油的传热来进行，为了使导热油不断地在整个系统中循环，在管路中要增加一个屏蔽式双体泵，使得导热流体强制循环。
循环泵一般为一个泵体两个电机，平时工作时，只有一台电机运转，假使有一台电机工作不正常时，另外一台会及时切换上去。
这样系统就有良好的备份功能，适用性宽。
在泵的出口处，一般要安装一个反映出口压力的压力表和一只压力继电器，同时在电加热管上面加配一只超温报警继电器。
图3-7循环泵循环泵压力继电器的作用当泵起动时，PLC自动采集泵出口压力，若没有压力，则说明此电机或者继电器有问题，此时程序中自动打开另外一只备用电机，确保系统的正常运行。