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冻干机有哪几种速冻工艺?
浸泡法：将物料浸泡于液氮、液态氟里昂、低温盐水等介质中进行快速冻结。此法冻结速度快。
风冷法：对物料吹低温冷风，使物料在规定的时间内冻结到一定的温度。
直冷法：将制冷剂或冷媒置于蒸发排管中，吸收物料的热量达到制冷目的。
真空制冷法：利用抽真空使物料中水份蒸发带走热量，冷却物料达到制冷目的。
不管采取何种方式，都应该保证物料在基本不变形的前提下在规定时间内冻结到一定的温度。
为保证物料中的冰不溶化而直接汽化(升华)，并不断移走汽体，保证升华正常进行，必须使箱内真空度低于某一温度下冰的饱和蒸汽压(610pa以下)。
采用冷阱是为了捕捉水汽，降低真空泵的负荷，设计合理的冷阱基本不会导致真空泵失效，能耗也低，不过对制冷系统、冷阱的设计要求较严。
随着冰不断升华汽体的移走，也带走物料的热量，使物料温度(冰温)持续走低，从而引汽冰的饱和蒸汽压降低，升华速度放慢。为保持一定的升华速率，就必须不断给物料补充热量。热量补充太少会降低升华速率，热量补充太快会引起冰的溶化，导致物料塌陷冻干失败。
由于冻干机冻干过程较复杂，且工作状态范围较窄，稍有不慎便会造成冻干品质量下降，因此要求采用自控系统。冻干机自控系统设计要求操作简便，从物料放入按钮开机，速冻真空升华干燥一气呵成，提示冻干完成后关机出料。有关的温度、压力控制点要精心选择、合理控制，速冻、真空保持、加热的关联应控制恰当，针对不同的物料设置工艺曲线。

冻干机设备的冻干技术要点:
1、物料系统的配方
在药品和细胞冷冻干燥之前，必须加入一些保护剂和添加剂，以保证其冻干效果、保持药品的活性和细胞的存活。物料和保护剂、添加剂一起，组成了多组分的系统，我们称之为“物料系统"。保护剂和添加剂与物料之间是有相互作用的，因此对于不同的物料，应当采用不同种类和不同浓度的保护剂和添加剂。近年来在生物药品方面取得的每一重要进展，几乎都是和采用新的“鸡尾酒"式的物料系统的配方有关的。保护剂和添加剂的问题值得讨论。
2、物料系统的物性的研究
物料系统的物性，如凝固温度、相变热、玻璃化转变温度、玻璃化转变前后的热容量等，都会对冻结和干燥过程产生很大的影响。在干燥过程中，希望物料的升华速率高，就要求物料的空隙多、而又不致塌陷。这些也都是和物料系统的物性有关的。近年来又发现当物料系统经历过不同的“温度历史" （热历史），如在不同温度下“退火"（annealing）不同时间，会给物性带来明显的变化。
对于物料系统物性的测量，差示扫描量热技术（Differential Scanning Calorimetry,DSC）是一种、被广泛认可的技术。
3、冷却固化过程的选择及实现的技术
对于物料系统的冷却固化过程，要解决两个问题，一个是冷却终温度的确定；另一个是选择合适的降温程序。冷却固化过程的终温度应当是固化温度，它应低于物料系统的共晶点温度，或玻璃化转化温度。冷却固化后的物料系统，实际上是既具有晶态，又具有玻璃态的的混合系统。为确定降温的终温度，就要先测量物料系统的共晶点温度和玻璃化转化温度。
对于合适降温程序的选择，就是希望活性药物、或细胞在冷却固化过程中不受损伤或少受损伤，这是细胞低温保存的基本问题。分析物料系统的冻结过程诸多现象、对细胞损伤及防治办法；讨论程序降温的理论和实施技术。
4、升华干燥参数的确定
升华干燥是在低温下对物料系统进行加热，使物料中被冻结成冰的“自由水"直接升华成水蒸气。在升华干燥过程中，可以控制的参数有：物料的温度、干燥室的真空度、升华干燥的持续时间等。
关于物料的温度，一般认为必须低于物料系统的玻璃化转变温度，或共晶温度。升华干燥的温度的确定是十分重要的。如温度过高，会出现软化、塌陷等现象，造成冻干的失败；如温度过低，不仅给制冷系统提出了过高的要求，而且大为降低了升华过程的速率，费时又耗能。
目前大多数的操作，都是在整个升华干燥过程中保持加热温度不变的。关于是否应当这样，有两种不同的观点。一种观点认为，在升华干燥阶段，随着水分的升华，物料系统的浓度会提高，物料系统的玻璃化转变温度也会提高，这意味着升华干燥阶段的加热过程的温度应当逐渐提高，而不要恒定在一个温度上。另一种观点认为，在升华干燥阶段，升华的只是“游离"在网状结构空隙中的自由水，不会对物料实体的玻璃化转变温度产生影响，因此升华干燥过程中加热温度仍应保持不变。实际上这两种情况都可能出现，是和冷却固化的情况有关的。
一般说来，在升华干燥过程中真空度是维持不变的。但也可以采用循环压力法，即控制真空系统的压力在一定范围内上下波动，以期提高传热传质的效果，来加速干燥的过程。

冷冻干燥机分类
a.实验系列的冻干机用于研发之用，冷阱的结冰量每批次一般都是低于6公斤，干燥室的板层面积小于0.2平方米。
b.中试及小规模生产系列用于中试模拟冻干工艺及小批量生产之用，冷阱的结冰量每批次一般都在6~25公斤之间，干燥室的板层面积在 0.2~2.0 平方米之间。
c.工业生产系列的冻干机用于工厂大规模生产之用，冷阱的结冰量每批次在40公斤以上，甚至有些达到1000公斤以上，而干燥室的板层面积在2平米以上，甚至有些达到100平方米左右。

哪些因素会影响冷冻干燥机的质量？
一、冻干面积
冻干机型号中的数字代表该型号冻干机的冻干面积，例如，FD-1A-50型冻干机的冻干面积为0.12㎡。用户应根据自己的需要，通过计算来确定需用多大冻干面积的冻干机。例如每批需冻干1.2公斤（升）液体量的产品,用物料盘装载物料，每盘装载10㎜厚，则可计算得冻干板层的负荷面积：A（面积，㎡）=V（体积，m3）/H（高度，m）=0.0012m3/0.01m=0.12㎡。即需选用板层负荷面积为0.12㎡的冻干机。
二、冷阱温度
冷阱是冷冻干燥过程捕获水分的装置，理论上讲，冷阱温度越低，冷阱的捕水能力越强，但冷阱温度低，对制冷要求高，机器成本及运转费用高。实验系列冷冻干燥机的冷阱温度主要有-50℃左右、-80℃左右等几个档次。冷阱温度为-50℃的冻干适用于一些容易冻干的产品，冷阱温度为-80℃的冻干适用于一些特殊产品的冻干。冷阱温度对捕水能力的影响实验表明冷阱温度从-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明显，冷阱温度低于-55℃，冷阱的捕水能力提升不明显。因此，在没有特殊需求的情况下，选用冷阱温度-50℃左右是理想的选择。
三、降温速率
降温速率体现制冷系统的制冷能力，在空载情况下,冷阱温度应在1小时内达到指标规定的温度。例如，冷阱温度≤-50℃的冻干机，机器从打开制冷开始计时，冷阱温度达到-50℃的时间应不大于1小时。
四、极限真空度
极限真空度体现冻干机的泄漏情况及真空泵的抽气效率。冻干箱的真空度，过去的观点认为真空度是越高越好，现在的观点认为真空度应在一个合理的范围之内。真空度太高了，不利于传热，干燥速度反而下降，但无论如何冻干箱的空载极限真空度应达到15Pa以上。
五、抽真空时间
冻干箱空载的抽空速度，应在半小时之内从大气压抽到15Pa。
六、板层温度均匀性及平整度
板层温度的均匀性和平整度,对产品质量的均一性有很大的影响,温度均匀性和平整度越好，则冻干产品质量的均一性也越好。冻干机搁板温度控制有加热器型和中间流体型，采用中间流体控制板层的冻干机搁板温度均匀性和平整度好，这种冻干机板层为空心夹层结构，板层的制冷和加热均通过中间流体在板层内部的流体通道循环来实现，因此板层温度均匀一致。四环冻干机中LGJ-50C型冷冻干燥机就采用搁板中间流体的技术。钟罩型冻干机的搁板温度控制基本上都是采用加热器，板层温度一致性稍差。但总体而言，用冻干机板层温差应控制在±1.5℃，板内温差为±1℃，食品冻干机可适当放宽。
七、控制系统
冻干机的控制系统类型及功能各异，对于实验系列的冻干机，主要应用于物料的冻干工艺摸索和少量试生产。因此，控制系统应可实时显示冻干过程参数并自动记录；设定、修改及有效地执行冻干工艺程序；具备通讯接口，便于数据采集、保存。