冷凍干燥機(jī)起源于19世紀(jì)20年代的真空冷凍干燥技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的起伏和徘徊后，在Z后的20年中取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。進(jìn)入21世紀(jì)，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的青睞，除了在醫(yī)藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。

冷凍干燥機(jī)的組成：

冷凍干燥機(jī)是由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成的機(jī)器。冷凍干燥機(jī)主要部件分為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。

冷凍干燥機(jī)的分類

冷凍干燥機(jī)是一種常用的干燥設(shè)備，采用排濕系統(tǒng)組合一體的新型結(jié)構(gòu)，較大的利用箱體內(nèi)存放物料空間進(jìn)行干燥。冷凍干燥機(jī)應(yīng)該如何分類呢?

冷凍干燥機(jī)從結(jié)構(gòu)上分為：

鐘罩型凍干機(jī)：

凍干腔和冷阱為分立的上下結(jié)構(gòu)，凍干腔沒有預(yù)凍功能。該類型的凍干機(jī)在物料預(yù)凍結(jié)束后轉(zhuǎn)入干燥過(guò)程時(shí)需要人工操作。大部分實(shí)驗(yàn)型凍干機(jī)都為鐘罩型，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低。凍干腔多數(shù)使用透明有機(jī)玻璃罩，便于觀察物料的凍干情況。

原位型凍干機(jī)：

凍干腔和冷阱為兩個(gè)獨(dú)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(yù)凍、干燥過(guò)程無(wú)需人工操作。該類型凍干機(jī)的制作工藝復(fù)雜，制造成本高，但原位型凍干機(jī)是凍干機(jī)發(fā)展方向，是進(jìn)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(chǎn)品的凍干。

冷凍干燥機(jī)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(zhǔn)備時(shí)，按需要將物料分裝在西林瓶中，浮蓋好瓶蓋后進(jìn)行冷凍干燥，干燥結(jié)束后操作壓蓋機(jī)構(gòu)壓緊瓶蓋，可避免二次污染、重新吸附水分，易于長(zhǎng)期保存。

多歧管型：

在干燥室外部接裝燒瓶，對(duì)旋凍在瓶?jī)?nèi)壁的物料進(jìn)行干燥，這時(shí)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(guò)多歧管開關(guān)裝置，可按需要隨時(shí)取下或裝上燒瓶，不需要停機(jī)。

帶預(yù)凍功能型：

物料預(yù)凍過(guò)程，冷阱作為預(yù)凍腔預(yù)凍物料，在干燥過(guò)程，冷阱為捕水器，捕獲物料溢出的水分。帶預(yù)凍功能的凍干機(jī)，冷凍干燥過(guò)程物料的預(yù)凍、干燥等均在凍干機(jī)上完成，凍干機(jī)使用效率高，節(jié)省了低溫冰箱的費(fèi)用。

冷凍干燥機(jī)的主要特點(diǎn)

1、液晶顯示、中文界面，帶樣品干燥曲線；

2、進(jìn)口壓縮機(jī)，另設(shè)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(wú)內(nèi)盤管，帶樣品預(yù)凍功能；

4、預(yù)冷架，可作導(dǎo)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(diào)；

8、設(shè)計(jì)新穎，體積小操作方便，減少實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面占用；

9、可選加有氮?dú)獬錃忾y。

冷凍干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

1.許多熱敏性的物質(zhì)不會(huì)發(fā)生變性或失活。

2.在低溫下干燥時(shí)，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小。

3.在凍干過(guò)程中，微生物的生長(zhǎng)和酶的作用無(wú)法進(jìn)行，因此能保持原來(lái)的性狀。

4.由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來(lái)的結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生濃縮現(xiàn)象。

5.由于物料中水分在預(yù)凍以后以冰晶的形態(tài)存在，原來(lái)溶于水中的無(wú)機(jī)鹽類溶解物質(zhì)被均勻地分配在物料之中。升華時(shí)，溶于水中的溶解物質(zhì)就析出，避免了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移所攜帶的無(wú)機(jī)鹽在表面析出而造成表面硬化的現(xiàn)象。

6.干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而完全，幾乎立即恢復(fù)原來(lái)的性狀。

7.由于干燥在真空下進(jìn)行，氧氣極少，因此一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù)。

8.干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能長(zhǎng)期保存而不致變質(zhì)。

9.因物料處于凍結(jié)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(shí)，干燥室不需絕熱，不會(huì)有很多的熱損失，故熱能的利用很經(jīng)濟(jì)。

冷凍干燥機(jī)的缺點(diǎn)

正所謂沒有wan美的技術(shù)，冷凍干燥機(jī)的主要缺點(diǎn)是成本高。由于它需要真空和低溫條件，所以冷凍干燥機(jī)要配置一套真空系統(tǒng)和低溫系統(tǒng)，因而投資費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用都比較高。

冷凍干燥機(jī)的應(yīng)用

冷凍干燥機(jī)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學(xué)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(guó)內(nèi)已經(jīng)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(shè)備。在針劑方面，冷凍干燥工藝采用的比較多，提高了藥品質(zhì)量和貯存期限，給醫(yī)患雙方都帶來(lái)了利益。凍干藥品的品種不多，產(chǎn)品價(jià)格高，干燥工藝不先進(jìn)。

在中YF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(guó)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(tǒng)，也解決了中藥不治急病的難題，因此我國(guó)中藥凍干工藝及產(chǎn)品的研究很有潛力可挖。

在生物技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域，冷凍干燥機(jī)主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產(chǎn)；生物化學(xué)的檢查藥品、免疫學(xué)及細(xì)菌學(xué)的檢查藥品；血液、細(xì)菌、動(dòng)脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長(zhǎng)期保存等。