温度离结晶真空冷冻干燥机分享

工作原理

• 预冻阶段：将含水物料快速冷冻至其共晶点温度以下，一般达到 - 30℃至 - 50℃左右，使物料中的水分形成固态冰晶。在这个过程中，物料中的溶质均匀分布在冰晶之间。

• 升华干燥阶段：在真空环境下（通常压力≤10Pa），通过加热使冰晶直接升华为水蒸气。由于冰的升华需要吸收热量，因此需要对物料提供适当的热量，以维持升华过程的进行。升华出来的水蒸气被冷凝器捕获，在冷凝器表面凝结成冰，从而实现物料的脱水。

• 解析干燥阶段：进一步升高物料的温度，一般约为 30℃，使物料中残留的结合水得以去除，确保最终产品的含水率≤5%。

结构组成

• 制冷系统：通常采用全封闭压缩机制冷，能将冷阱温度降低至 - 80℃左右，具备较强的捕水能力，如一些型号的设备捕水能力可达 3kg/24h。其作用是为预冻和冷阱提供所需的低温环境。

• 真空系统：由真空泵等组成，用于抽取干燥 chamber 内的气体，形成高真空环境，以满足冰晶升华的条件。

• 加热系统：用于在升华干燥和解析干燥阶段向物料提供热量，使冰晶能够升华，结合水能够解析出来。

• 控制系统：实现对冷冻、真空、加热等各个过程的精确控制和监测，确保干燥过程按照设定的工艺参数进行。例如，可实时显示冷阱温度、真空度、样品温度、运行时间等参数，并且具备数据查看、导出、删除功能，冻干数据自动保存，还能设置误操作权限管理。

• 冷阱：是一个低温表面，用于捕获升华出来的水蒸气，使其在冷阱表面凝结成冰，防止水蒸气进入真空泵，同时也有利于提高干燥效率。部分设备的冷阱具有前期样品独立预冻功能和一键化霜功能。

应用领域

• 生物制药领域：常用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产，以及生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品的制备。例如，卡介苗、流脑菌苗、麻疹疫苗、流感疫苗等多种疫苗的生产都离不开真空冷冻干燥技术，它能够有效保持生物制品的活性。

• 食品领域：可用于咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等的干燥。经过冷冻干燥后的食品能够保留其原有的营养成分、色泽、风味和形状，且复水性好，便于长期保存和运输。

• 材料科学领域：在制备一些特殊材料时具有重要应用，如粒径为 1nm - 1000nm 粉剂的制造及其制品。通过将合适组分的溶液进行喷雾，随后将产生的雾滴进行真空冷冻干燥，可制得非常纯净的各种微粉，这些微粉经锻烧、调稀、压缩、再烧结，可制得成型的过滤器和传感器等。

优点

• 能保持物料的原有特性：由于物料是在低温和高真空环境下进行干燥，物质在干燥前始终处于低温冻结状态，冰晶均匀分布于物质中，升华过程不会因脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用，地防止了干燥物质的理化和生物学方面的变性。干燥后的产品呈海绵状、无干缩，复水性。

• 干燥：能够排除 95% - 99% 以上的水分，使干燥后的产品可以在常温下长时间保存而不致变质。

• 避免氧化：干燥过程在真空下进行，氧气极少，一些易氧化的物质得到了保护。

• 热能利用经济：因物料处于冻结状态，温度很低，供热的热源温度要求不高，采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开，干燥室不需绝热，不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。

缺点

长期供应二手旋转闪蒸干燥机