冷冻干燥机的起源

冷冻干燥机是由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成的机器。冷冻干燥机主要件分为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。

起源

冻干机起源于19纪20年代的真空冷冻干燥经历了几十年的起伏和徘徊后，在zui后的20年中取得了长足展。入21纪，真空冻干凭借其它干燥方法*的优点，越来越受到人们的青睐，除了在药、生物制品、食品、血液制品、活性物质域得到广泛应用外，其应用规模和域还在不断扩大中。为此，真空冷冻干燥将成为21纪的重要应用。

优势

干燥的方法多种多样，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更的温度下行。干燥所得的产品般都存在体积缩小、质地变硬的问题，易挥发的成分大分会损失掉，些热敏性的物质发生变性、失活，有些物质甚至发生了氧化。因此，干燥后的产品与干燥前相比，在性状上有很大的差别。 冻干法则基本上在0℃以下行，即在产品冻结的状态下行，只在后期降低产品的残余水份含量时，才让产品升至0℃以上的温度，但般不过40℃。在真空条件下，当水蒸汽直接升华出来后，药物剩留在冻结时的冰架中，形成类似海绵状疏松多孔架构，因此它干燥后体积大小几乎不变。再次使用前，只要加入注射用水，又会立即溶解。冻干机相对常规方法，冻干法具有如下优点:

* 许多热敏性的物质不会发生变性或失活。

* 在低温下干燥时，物质中的些挥发性成分损失很小。

* 在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法行，因此能保持原来的性状。

* 由于在冻结的状态下行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

* 由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就析出，避免了般干燥方法中因物料内水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而成表面硬化的现象。

* 干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而，几乎立即恢复原来的性状。

* 由于干燥在真空下行，氧气少，因此些易氧化的物质得到了保护。

* 干燥能排除95%~99%以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

* 因物料处于冻结状态，温度很低，所以供热的热源温度要求不，采用常温或温度不的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时，干燥室不需热，不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。

正所谓没有的，真空冷冻干燥的主要缺点是成本。由于它需要真空和低温条件，所以真空冷冻干燥机要配置套真空系统和低温系统，因而投资费用和运转费用都。

应用

真空冷冻干燥在生物程、药业、食品业、材料和农副产品深等域有着广泛的应用。

药品冷冻干燥包括西药和中药两分。西药冷冻干燥在内已经得到了定的发展，很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面，冷冻干燥采用的多，提了药量和贮存期限，给患双方都带来了利益。冻干药品的品种不多，产品价格，干燥不。在中药方面，局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干，大量的中成药还没有采用冻干，与外差距较大。日本几年前就开展了"汉药西制"，改变了中药的熬制方法，解决了中药不能制成针剂或片剂的传统，也解决了中药不治急病的难题，因此我中药冻干及产品的研究很有潜力可挖。

在生物产品域，冻干主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的;生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品;血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。

设备的现状与发展

冻干的应用和设备是分不开的，到目前为止，冻干设备的形式主要分为间歇式和连续式两大类，设备的规模从不到平方米到几十平方米都有。

间歇式冻干设备

间歇式冻干设备适合多品种小批量，别是在食品域适用于季节性强的食品。采用单机操作，如果台设备发生故障，不会影响其它设备的正常运行。间歇式冻干设备便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。设备的制和维修保养易于行。但由于装料、卸料、起动等操作占用时间较多，因此设备利用率低，效率也不。

连续式冻干设备

内外开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。连续式设备的点是适于品种单而产量庞大、原料充足的产品，别适合浆状和颗粒状制品的。连续式设备容易实现自动化控制，简化了人操作和管理，其主要缺点是成本。

随着GMP认证的结束，产的药用冻干设备面入了现代化阶段，能齐、作可靠、性能稳定，可实现在线清洗(CIP)或蒸汽消毒灭菌(SIP)，各项标都能满足生物制品和药品冻干的需要。相比之下，外冻干设备的品种规格比内多，配套设备齐，节能型结构致，连续式冻干设备量大。为保证冻干产品的质量和节能，常采用冻干设备与其它干燥设备组合在起的组合冻干设备，例如喷雾冻干设备。

在未来，如何在保证产量的前提下，提冷冻干燥效率，缩短干燥时间，节约能源将是广大冻干行业作者的目标。

冻干对于某些生物制品、药品的制起到关键性作用。如麻疹疫苗和卡介苗冻干前在保冷情况下的有效期只有3个月，而卡介苗的安试验就需耗时2个月才能成。冻干使卡介苗的活菌数经 4~5 年存放后仍保持在合格水平。冻干生物制药中主要应用于生物、生化制品、中药注射剂制品和热不稳定的抗生素类制品的。