冷凍(dong)干燥機(ji)是由(you)制冷系(xi)統(tong)、真空(kong)系(xi)統(tong)、加(jia)熱系(xi)統(tong)、電器儀表(biao)控制系(xi)統(tong)所組成(cheng)的(de)機(ji)器。冷凍(dong)干燥機(ji)主要(yao)部件分為(wei)干燥箱、凝(ning)結器、冷凍(dong)機(ji)組、真空(kong)泵、加(jia)熱/冷卻裝置(zhi)等。
干(gan)(gan)(gan)燥的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)多種(zhong)多樣，如曬干(gan)(gan)(gan)、煮干(gan)(gan)(gan)、烘(hong)干(gan)(gan)(gan)、噴霧干(gan)(gan)(gan)燥和真(zhen)空干(gan)(gan)(gan)燥等,但普通干(gan)(gan)(gan)燥方法(fa)(fa)通常都在(zai)(zai)0℃以(yi)上或更(geng)高的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)(xia)進行。干(gan)(gan)(gan)燥所(suo)得的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)一(yi)(yi)般(ban)都存在(zai)(zai)體積(ji)(ji)縮(suo)小、質地(di)變硬的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，易揮發(fa)的(de)(de)(de)成分(fen)大部分(fen)會(hui)損失(shi)掉，一(yi)(yi)些熱敏性的(de)(de)(de)物質發(fa)生(sheng)變性、失(shi)活(huo)，有(you)(you)些物質甚至發(fa)生(sheng)了氧化。因(yin)此，干(gan)(gan)(gan)燥后的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)與干(gan)(gan)(gan)燥前相(xiang)比，在(zai)(zai)性狀(zhuang)上有(you)(you)很大的(de)(de)(de)差別。 凍干(gan)(gan)(gan)法(fa)(fa)則(ze)基本(ben)上在(zai)(zai)0℃以(yi)下(xia)(xia)(xia)進行，即在(zai)(zai)產(chan)品(pin)凍結(jie)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態下(xia)(xia)(xia)進行，只(zhi)在(zai)(zai)后期降低產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)殘余水(shui)份含量時，才(cai)讓產(chan)品(pin)升(sheng)至0℃以(yi)上的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，但一(yi)(yi)般(ban)不(bu)超過40℃。在(zai)(zai)真(zhen)空條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)，當(dang)水(shui)蒸汽直接升(sheng)華出來后，藥物剩留(liu)在(zai)(zai)凍結(jie)時的(de)(de)(de)冰架中(zhong)，形成類似海綿狀(zhuang)疏(shu)松多孔架構，因(yin)此它(ta)干(gan)(gan)(gan)燥后體積(ji)(ji)大小幾乎不(bu)變。再次使用(yong)前，只(zhi)要加入(ru)注射用(yong)水(shui)，又(you)會(hui)立即溶解。凍干(gan)(gan)(gan)機相(xiang)對(dui)常規方法(fa)(fa)，凍干(gan)(gan)(gan)法(fa)(fa)具有(you)(you)如下(xia)(xia)(xia)優(you)點：
* 許多熱敏性(xing)的物(wu)質不(bu)會發生變性(xing)或失活。
* 在(zai)低溫下干燥時，物質中(zhong)的一些揮發性成分損(sun)失很(hen)小。
* 在凍干過程中，微生(sheng)(sheng)物的生(sheng)(sheng)長和酶的作用無法進行，因此能(neng)保持原來的性(xing)狀。
* 由于在凍結的狀態下進行干燥(zao)，因此體(ti)積幾乎不變，保持了原來的結構(gou)，不會發生濃縮現象。
* 由于物(wu)料中(zhong)水(shui)(shui)分(fen)在預凍以后以冰晶的形態(tai)存在，原(yuan)來(lai)溶于水(shui)(shui)中(zhong)的無機(ji)鹽(yan)類溶解物(wu)質(zhi)被均勻地分(fen)配在物(wu)料之中(zhong)。升華時，溶于水(shui)(shui)中(zhong)的溶解物(wu)質(zhi)就析(xi)出(chu)，避免了一般干燥方法中(zhong)因(yin)物(wu)料內部水(shui)(shui)分(fen)向表(biao)面(mian)(mian)遷移所(suo)攜帶的無機(ji)鹽(yan)在表(biao)面(mian)(mian)析(xi)出(chu)而造(zao)成表(biao)面(mian)(mian)硬化的現(xian)象。
* 干燥后(hou)的物質疏松多孔，呈海綿狀，加水后(hou)溶解迅速而(er)完全(quan)，幾乎立即恢復原來的性(xing)狀。
* 由于干燥在真(zhen)空下進行(xing)，氧氣J少，因此一些易氧化的物(wu)質得到(dao)了保護。
* 干燥能排除95%～99%以上(shang)的水分，使干燥后產品能長(chang)期保存而不致(zhi)變質。
* 因物料處(chu)于凍結狀態，溫度很低，所以供熱(re)的熱(re)源(yuan)溫度要求(qiu)不(bu)高，采(cai)用常溫或溫度不(bu)高的加熱(re)器即可滿(man)足要求(qiu)。如果冷凍室和干燥室分開(kai)時，干燥室不(bu)需絕熱(re)，不(bu)會有(you)很多的熱(re)損失，故熱(re)能的利(li)用很經(jing)濟(ji)。
正所(suo)謂(wei)沒有完美的技術(shu)，真(zhen)空(kong)冷凍干燥(zao)技術(shu)的主(zhu)要缺點是(shi)成(cheng)本高(gao)。由于它需要真(zhen)空(kong)和低溫條(tiao)件，所(suo)以真(zhen)空(kong)冷凍干燥(zao)機要配置一(yi)套真(zhen)空(kong)系(xi)統(tong)和低溫系(xi)統(tong)，因而投資費用和運轉費用都(dou)比(bi)較高(gao)。
應用：
真空冷凍干燥技術在生物工(gong)程、醫藥(yao)工(gong)業(ye)、食(shi)品(pin)工(gong)業(ye)、材料(liao)科學和農副產品(pin)深加(jia)工(gong)等領域有著廣泛的應(ying)用。
藥(yao)(yao)品(pin)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥包括西藥(yao)(yao)和(he)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)兩部分。西藥(yao)(yao)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥在G內(nei)已經得到了(le)(le)(le)(le)一定(ding)的(de)發展，很多較大型的(de)制(zhi)藥(yao)(yao)廠都(dou)有(you)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥設備。在針劑方(fang)(fang)面(mian)，冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥工藝(yi)采用(yong)的(de)比較多，提高了(le)(le)(le)(le)藥(yao)(yao)品(pin)質量和(he)貯存期限，給醫患雙方(fang)(fang)都(dou)帶來了(le)(le)(le)(le)利(li)益。凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)藥(yao)(yao)品(pin)的(de)品(pin)種不(bu)多，產品(pin)價格高，干(gan)(gan)(gan)燥工藝(yi)不(bu)先進。在中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)方(fang)(fang)面(mian)，局限在人參、鹿茸、山藥(yao)(yao)、冬蟲夏(xia)草等少量中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)材的(de)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)，大量的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)成藥(yao)(yao)還沒(mei)有(you)采用(yong)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)工藝(yi)，與G外差距較大。日(ri)本幾年前就開展了(le)(le)(le)(le)“漢(han)藥(yao)(yao)西制(zhi)”，改變了(le)(le)(le)(le)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)的(de)熬制(zhi)方(fang)(fang)法，解(jie)(jie)決(jue)了(le)(le)(le)(le)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)不(bu)能制(zhi)成針劑或片劑的(de)傳統(tong)，也解(jie)(jie)決(jue)了(le)(le)(le)(le)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)不(bu)治急病(bing)的(de)難(nan)題，因此我G中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)藥(yao)(yao)凍(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)工藝(yi)及(ji)產品(pin)的(de)研(yan)究(jiu)很有(you)潛力可(ke)挖。
在生(sheng)物技術(shu)產品(pin)領域，凍干技術(shu)主要(yao)用于(yu)血(xue)清、血(xue)漿、疫(yi)苗、酶、抗(kang)生(sheng)素(su)、激素(su)等(deng)藥品(pin)的(de)生(sheng)產；生(sheng)物化學(xue)(xue)的(de)檢(jian)查(cha)藥品(pin)、免(mian)疫(yi)學(xue)(xue)及細(xi)菌學(xue)(xue)的(de)檢(jian)查(cha)藥品(pin)；血(xue)液、細(xi)菌、動脈、骨(gu)骼、皮(pi)膚、角(jiao)膜(mo)、神(shen)經(jing)組織及各種器官(guan)長期保(bao)存(cun)等(deng)。
設備的現狀與發展
凍干技(ji)術(shu)的(de)(de)應用和設(she)備(bei)是分(fen)不(bu)開的(de)(de)，到目前為止，凍干設(she)備(bei)的(de)(de)形式(shi)(shi)主要(yao)分(fen)為間歇式(shi)(shi)和連續(xu)式(shi)(shi)兩大類(lei)，設(she)備(bei)的(de)(de)規模從不(bu)到一平(ping)方(fang)米(mi)到幾十(shi)平(ping)方(fang)米(mi)都有(you)。
間歇式凍干設備
間(jian)歇(xie)式(shi)凍(dong)干設備適合(he)多品種小批量(liang)生產，特別(bie)是在食品領域適用于季節(jie)性強(qiang)的食品生產。采用單機操作，如果一臺設備發生故障，不會影響其(qi)它設備的正常運行。間(jian)歇(xie)式(shi)凍(dong)干設備便于控制(zhi)(zhi)物料(liao)干燥時不同階段的加(jia)熱溫度(du)和真空度(du)的要求。設備的加(jia)工(gong)制(zhi)(zhi)造和維修保養(yang)易于進行。但由于裝料(liao)、卸料(liao)、起動(dong)等(deng)操作占用時間(jian)較多，因此設備利用率低，生產效(xiao)率也不高。
連續式凍干設備
G內外開始探索和(he)使用(yong)連續式(shi)真空冷凍干燥設(she)備(bei)(bei)。連續式(shi)設(she)備(bei)(bei)的(de)特點(dian)是適于品種單(dan)一(yi)而產量龐大、原(yuan)料(liao)充足的(de)產品生(sheng)產，特別適合漿狀(zhuang)(zhuang)和(he)顆粒狀(zhuang)(zhuang)制品的(de)生(sheng)產。連續式(shi)設(she)備(bei)(bei)容易實現自動(dong)化控制，簡化了人(ren)工操作(zuo)和(he)管(guan)理(li)，其主要缺點(dian)是成(cheng)本高。
隨著GMP認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)結(jie)束，G產(chan)(chan)的(de)(de)(de)優秀醫藥(yao)用(yong)凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)全(quan)面(mian)進入(ru)了(le)現(xian)(xian)代化階(jie)段，功(gong)能(neng)(neng)(neng)齊全(quan)、工(gong)作可靠、性(xing)能(neng)(neng)(neng)穩定，可實現(xian)(xian)在線清(qing)洗（CIP）或蒸汽(qi)消毒滅菌（SIP），各(ge)項技術(shu)指標都能(neng)(neng)(neng)滿(man)足(zu)生物制品和藥(yao)品凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)需要。相(xiang)比之下，G外(wai)凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)品種規格(ge)比G內多(duo)，配套設(she)備(bei)(bei)齊全(quan)，節(jie)能(neng)(neng)(neng)型結(jie)構(gou)比較精(jing)致，連續式(shi)凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)生產(chan)(chan)量大。為保證(zheng)凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)質量和節(jie)能(neng)(neng)(neng)，常采用(yong)凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)與(yu)其它干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)設(she)備(bei)(bei)組合在一(yi)起的(de)(de)(de)組合凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)，例如(ru)噴霧凍(dong)干(gan)(gan)(gan)(gan)設(she)備(bei)(bei)。
在(zai)未來(lai)，如何在(zai)保證產品質量(liang)的前提下，提高冷凍干燥效率，縮(suo)短干燥時間，節約(yue)能源(yuan)將是廣大(da)凍干行業工作(zuo)者的目標。
