冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化 医学教 育网收集整理 。水有固态、液态和气态,三种相态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。冻干制品成海绵状、无干缩、复水性较好、含水分较少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。 由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
近些年来,冻干粉针技术凭借水针剂无法比拟的优势成为市场的宠儿。冻干粉针特别适用于附加值高的生物药品,和普通水针剂相比,冻干粉针的主要优点如下:
* 精确的灌装体积;
* 产品稳定性好;
* 冻干产品溶解速度快;
真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。
药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展,很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面,冷冻干燥工艺采用的比较多,提高了药品质量和储存期限,给医患双方都带来了利益。但目前冻干药品的品种不多,产品价格高,干燥工艺不先进。在中药方面,目前还只局限在人参、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工艺,与国外差距较大。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,因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。
在生物技术产品领域,冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产;生物化学的检查药品、*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。
冻干原理
一、汽化与升华
物质从液相变为气相的过程叫做汽化。对于水来说,如环境温度大于0℃、水汽分压小于水的饱和蒸汽压,则汽化能顺利进行。目前大多数干燥方法都是照此原理进行工作。
物质从固相变为气相的过程叫做升华。如果环境温度小于0℃,水以固态冰的形式存在,环境中水汽分压小于冰表面的水饱和蒸汽压,则升华能顺利进行。如此时环境中水汽分压大于冰表面的水饱和蒸汽压,则水汽凝结成冰或霜,我们称此为凝华,它是升华的相反过程。
二、冻干现象
人们普遍的概念,清洗衣料后,衣料干燥应在较高的温度、通风干燥的环境下进行,环境温度越高、空气干燥度越高,则衣料干得越快。可在严寒地区,人们发现洗过的衣料,凉在始终冰雪不化的背阳处,冻成硬梆梆的衣料也会干燥。另外人们也发现放在冷库、冰箱冷冻室中未包装的食品,虽然冻得很硬,但表面已经干燥,这些就是冻干现象。
三、冻干原理及定义
我们知道,当温度为0℃时,水刚好处于冰点,此时水处于液、气、固三态并存,我们把此点叫做水的三相点。温度向上,水以汽、液二相出现;温度向下、水以汽、固二相形态出现。
当水冻结成冰后,从前面的学习中我们知道,只要环境中的水汽分压小于对应温度冰的饱和蒸汽压,则冰直接从固态变为汽态而进行干燥过程,我们把这一过程叫做升华干燥,冰直接从固态变为汽态的现象叫升华。我们把物料在冻结的情况下进行干燥,在干燥过程中冰不溶化,冰从固态直接汽化而干燥的过程叫冷冻干燥(简称冻干)。
四、恒迈冻干机
利用真空冷冻干燥原理制造,结构合理,维护方便、费用低廉,全自动控制、操作方便;具有冻干曲线自整定、显示记录各参数功能,工作状态一目了然,不必为冻干曲线的设定而烦恼;操作人员仅需按钮开机,根据指示灯出料即可;功能周全,速冻、冻干一次完成,*配套设施(如蒸汽锅炉、空压泵等等),通上电源便可工作;**强的环境适应能力,在40℃的高温下能照常运行;设计*特,运行周期短,能耗较低,使低价格物料的冻干有利可图。
恒迈冻干机与其他冻干机相比,同样处理能力的设备,其功率配备仅为二分之一或更低。干燥时间短,一般为8—16小时(视物料的性质而定)。相比之下节能效果明显、实在。