冷凍干燥是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質在低溫下快速凍結,然后在適當的真空環(huán)境下,使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干（lyophilization）。物質在干燥前始終處于低溫(凍結狀態(tài)),同時冰晶均勻分布于物質中,升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現象,避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。盡可能上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。
冷凍干燥機（即凍干機）的組成：
冷凍干燥機是由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成的機器。冷凍干燥機主要部件分為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
冷凍干燥機的分類：
冷凍干燥機是一種常用的干燥設備，采用排濕系統組合一體的新型結構，較大的利用箱體內存放物料空間進行干燥。冷凍干燥機應該如何分類呢?
冷凍干燥機從結構上分為：
鐘罩型凍干機：
凍干腔和冷阱為分立的上下結構，凍干腔沒有預凍功能。該類型的凍干機在物料預凍結束后轉入干燥過程時需要人工操作。大部分實驗型凍干機都為鐘罩型，其結構簡單、造價低。凍干腔多數使用透明有機玻璃罩，便于觀察物料的凍干情況。
原位型凍干機：
凍干腔和冷阱為兩個獨立的腔體，凍干腔中的擱板帶制冷功能，物料置入凍干腔后，物料的預凍、干燥過程無需人工操作。該類型凍干機的制作工藝復雜，制造成本高，但原位型凍干機是凍干機發(fā)展方向，是進行凍干工藝摸索的理想選擇，特別適用于醫(yī)藥、生物制品及其他特殊產品的凍干。
冷凍干燥機從功能上分為：
普通擱板型：
物料散裝于物料盤中，適用于食品、中草藥、粉末材料的凍干。
帶壓蓋裝置型：
適合西林瓶裝物料的干燥，凍干準備時，按需要將物料分裝在西林瓶中，浮蓋好瓶蓋后進行冷凍干燥，干燥結束后操作壓蓋機構壓緊瓶蓋，可避免二次污染、重新吸附水分，易于長期保存。
多歧管型：
在干燥室外部接裝燒瓶，對旋凍在瓶內壁的物料進行干燥，這時燒瓶作為容器接在干燥箱外的歧管上，燒瓶中的物料靠室溫加熱，通過多歧管開關裝置，可按需要隨時取下或裝上燒瓶，不需要停機。
帶預凍功能型：
物料預凍過程，冷阱作為預凍腔預凍物料，在干燥過程，冷阱為捕水器，捕獲物料溢出的水分。帶預凍功能的凍干機，冷凍干燥過程物料的預凍、干燥等均在凍干機上完成，凍干機使用效率高，節(jié)省了低溫冰箱的費用。
冷凍干燥機的主要特點：
1、液晶顯示、中文界面，帶樣品干燥曲線；
2、進口壓縮機，另設有換熱器后，增大了制冷量，提高了捕水能力；
3、冷阱開口大，無內盤管，帶樣品預凍功能；
4、預冷架，可作導流桶，加快干燥速度；
5、冷阱和操作面為全不銹鋼，耐腐蝕易光潔，透明鐘罩；
6、透明鐘罩式干燥室，安全直觀；
7、 不銹鋼樣品架，普通型樣品盤間距可調；
8、設計新穎，體積小操作方便，減少實驗室臺面占用；
9、可選加有氮氣充氣閥。
冷凍干燥機的優(yōu)點：
1.許多熱敏性的物質不會發(fā)生變性或失活。
2.在低溫下干燥時，物質中的一些揮發(fā)性成分損失很小。
3.在凍干過程中，微生物的生長和酶的作用無法進行，因此能保持原來的性狀。
4.由于在凍結的狀態(tài)下進行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來的結構，不會發(fā)生濃縮現象。
5.由于物料中水分在預凍以后以冰晶的形態(tài)存在，原來溶于水中的無機鹽類溶解物質被均勻地分配在物料之中。升華時，溶于水中的溶解物質就析出，避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面遷移所攜帶的無機鹽在表面析出而造成表面硬化的現象。
6.干燥后的物質疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而*，幾乎立即恢復原來的性狀。
7.由于干燥在真空下進行，氧氣極少，因此一些易氧化的物質得到了保護。
8.干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產品能長期保存而不致變質。
9.因物料處于凍結狀態(tài)，溫度很低，所以供熱的熱源溫度要求不高，采用常溫或溫度不高 的加熱器即可滿足要求。如果冷凍室和干燥室分開時，干燥室不需絕熱，不會有很多的熱損失，故熱能的利用很經濟。
冷凍干燥機的缺點：
正所謂沒有完美的技術，冷凍干燥機的主要缺點是成本高。由于它需要真空和低溫條件，所以冷凍干燥機要配置一套真空系統和低溫系統，因而投資費用和運轉費用都比較高。
冷凍干燥機的應用：
冷凍干燥機在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學和農副產品深加工等領域有著廣泛的應用。藥品冷凍干燥包括西藥和中藥兩部分。
西藥冷凍干燥在國內已經得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設備。在針劑方面，冷凍干燥工藝采用的比較多，提高了藥品質量和貯存期限，給醫(yī)患雙方都帶來了利益。凍干藥品的品種不多，產品價格高，干燥工藝不先進。
在中藥方面，局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒有采用凍干工藝，與國外差距較大。日本幾年前就開展了“漢藥西制”，改變了中藥的熬制方法，解決了中藥不能制成針劑或片劑的傳統，也解決了中藥不治急病的難題，因此我國中藥凍干工藝及產品的研究很有潛力可挖。
在生物技術產品領域，冷凍干燥機主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產；生物化學的檢查藥品、免疫學及細菌學的檢查藥品；血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經組織及各種器官長期保存等。
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