冻干的原理与优点

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北京五洲东方科技发展有限公司更新于：2007-01-08

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**节冷冻干燥的原理一冻干的概念目的及应用冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态与其他干燥方式相比避免了化学物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的真空冷冻干燥技术主要应用于： (1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干； (2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层骨骼角膜心瓣膜等生物组织的处理； (3)以保持食物色香味和营养成分以及能迅速复水的咖啡调料肉类海产品果蔬的冻干； (4)在微胶囊制备药品控释材料等方面的应用以保持生鲜物质不变性的人参蜂皇浆龟鳖等保健品及中草药制剂的加工； (5)超微细粉末功能材料如：光导纤维超导材料微波介质材料磁粉以及能加速反应工程的催化剂的处理等二冷冻干燥的原理及优点 1 水的状态平衡图物质有固液汽三态，物质的状态与其温度和压力有关图1-1示出水（H2O）的状态平衡图图中OAOBOC三条曲线分别表示冰和水水和水蒸汽冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系分别称为溶化线沸腾线和升华线此三条曲线将图面分为三个区域，分别称为固相区液相区和气相区箭头123分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程曲线OB的顶端有一点K，其温度为374，称为临界点若水蒸汽的温度高于其临界温度374时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水三曲线的交点O，为固液汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01，压力为610Pa在三相点以下，不存在液相若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会不经液相直接变成汽相，这一过程称为升华真空冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术干燥过程是水的物态变化和移动的过程这种变化和移动发生在低温低压下因此，真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理 2 冷冻干燥的优点冷冻干燥与常规的晒干烘干煮干喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：（1）冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用如蛋白质微生物之类，不会发生变性或失去生物活力（2）在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行因此能保持原来的性状（3）在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品药品和食品的干燥（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状（5）在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护（6）干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不变质德国Christ Epsilon 1/2-4 中试冻干机德国christ实验室高级型冻干机德国Christ 实验室常规型冷冻干燥机Alpha 1-2冻干机

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