真空凍干機(jī)的干燥過(guò)程
真空凍干機(jī)是從冷凍材料產(chǎn)品中去除水分的過(guò)程。冷凍干燥可分為兩種類(lèi)型：真空冷凍干燥和常壓冷凍干燥。由于一些限制，目前使用真空冷凍干燥。冷凍干燥的目的是保存產(chǎn)品的完整生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)及活性。像許多其他技術(shù)步驟一樣，一種稱(chēng)為升華的冷凍干燥是自然發(fā)生的。升華是指溶劑（如水）直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程，類(lèi)似于干冰。傳統(tǒng)的干燥會(huì)導(dǎo)致材料收縮并損壞細(xì)胞。這種情況在冷凍干燥中不會(huì)發(fā)生，因?yàn)楣腆w組合物在其位置由固體冰支撐。當(dāng)冰升華時(shí)，它會(huì)在剩余的干燥物質(zhì)中留下孔隙。
真空凍干機(jī)冷凍干燥過(guò)程分為三個(gè)階段：冷凍、升華和分析干燥。每個(gè)階段都有相應(yīng)的要求，不同的材料有不同的要求。各階段工藝設(shè)計(jì)和控制方法的差異直接影響凍干產(chǎn)品的質(zhì)量和凍干設(shè)備的性能。
在冷凍干燥的冷凍階段，須先對(duì)原料進(jìn)行冷凍，將原料中的水變成冰，為下一階段的升華做準(zhǔn)備。冷凍溫度水平和冷凍速度是控制的關(guān)鍵。溫度應(yīng)達(dá)到材料的冰點(diǎn)以下，不同材料的冰點(diǎn)不同。凍結(jié)的速度與材料中冰晶顆粒的大小直接相關(guān)，冰晶顆粒的尺寸與固體材料的結(jié)構(gòu)和升華速率直接相關(guān)。一般情況下，需要1-3個(gè)小時(shí)才能完成材料的冷凍并進(jìn)入升華階段。
真空凍干機(jī)的基本原理是基于水的三種狀態(tài)變化。水可以是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，這三種狀態(tài)既可以轉(zhuǎn)化也可以共存。當(dāng)水處于三相點(diǎn)（溫度0.01℃，蒸汽壓力610.5Pa）時(shí)，水、冰和蒸汽可以共存并相互平衡。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，在不融化冰的情況下，將預(yù)凍材料中的水直接升華為水蒸氣，從而達(dá)到冷凍干燥的目的。凍干產(chǎn)品呈海綿狀，不干燥收縮，具有良好的再水合作用，水分含量低。包裝后，它們可以在室溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)存和運(yùn)輸。由于真空冷凍干燥與其他干燥方法相比具有優(yōu)勢(shì)，這項(xiàng)技術(shù)自誕生以來(lái)就越來(lái)越受到人們的青睞，在醫(yī)學(xué)、生物制品和食品中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。血清、菌種、中西醫(yī)等生物制品大多是生物活性物質(zhì)，真空冷凍干燥技術(shù)也為保存生物活性提供了很好的解決方案。
