要20小时左右）； （3）生产成本高，能耗大 ； （4）工艺控制要求高，溶剂不能随意选择，
只限于水或冰点较高的有机溶剂。
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冷冻干燥机主要由干燥箱、冷凝器（捕水器）、加 热系统、真空系统、制冷系统和电气控制系统六大 部件组成。
加热系统
控
捕
真
制
干燥箱
水
空
系
器
系
统
统
制冷系统
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干燥箱是一种能抽真空和加热的密闭器，物 料的升华干燥过程是在干燥室内完成的，物 料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的， 按每平方托盘面积8～12公斤的比例装料， 每一层搁板上都有一个可供测量物料温度的 探头，用以监测整个冻干过程中的物料温度， 门采用橡胶密封条，门要求制作的十分严密 可靠，否者不能达到预期的真空度。
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效率低，一般在 30%左右 真空度低，极限 压强2000~4000Pa
10℃时饱和蒸 气压为1227Pa
20℃时饱和蒸 气压为2337Pa
30℃时饱和蒸 气压为4241Pa
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（3）冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精 度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微 粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性 能好,重复再溶解迅速完全,便于临床使用;
（4）冻结物干燥前后形状及体积不变化;干燥后真空密 封或充氮密封,消除了氧化组分的氧化作用。
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（1）设备造价高； （2）工艺时间长（典型的干燥过程周期需
真空冷冻干燥工艺原理
p
真空冷冻干燥就是先将固体湿料冷冻
BLeabharlann 到“三相点”以下，使湿料中的水分变成
固相区 液相区 C
固态（冰）；然后在真空环境下加热，使
冰直接升华为水蒸气逸出；并通过不断移
D A
O 气相区
走水蒸气，使物料脱水而干燥。即：
水分
Tf
T
水的平衡相图(p－T图)
湿物料
预冻
(物料冻结)
升华干燥
(除非结晶水)
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冷凝器是凝结物料中升华出来的水蒸气可凝结 吸附升华水汽的密闭装置，内部有一个较大面 积的金属吸附面，从干燥箱在其金属表面上， 吸附面的工作温度可达—45℃～—55℃，冷凝 器外形是不锈钢或铁制成的圆筒，内部盘有冷 凝管，分别与制冷机组相连，组成制冷循环系 统，冷凝器与干燥箱连接采用真空蝶阀；采用 不锈钢管与真空泵连接组成真空系统，筒内冷 凝管上部装有化霜喷水管，它通过真空隔膜阀 与水管连接，这是为了保证化霜水等不进入干 燥箱和真空管道。
冻干机制冷系统由制冷压缩机组(包括：水 冷冷凝器，油分离器、高压管路、干燥过滤
器、膨胀阀、蒸发器、低压管路组成)，采 用氟利昂机组和R22制冷剂或氟制冷机组， 制冷机组组成使冻干品速冻用的制冷系统和 捕水器制冷系统。当系统工作时，接触加热
方式中搁板温度可降至一35℃。当制冷系统 工作时，冷凝盘管的表面温度可达一35℃一 55℃，根据客户需要采用单级或双级制冷压 缩机组，制冷效果好。
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物料中所有的冰晶升华干燥后,物料内留下许多空穴, 但物料的基质内还留有残余的未冻结水分质量分数 在10%左右,解析干燥就是要把残余的未冻结水分降 低,使其质量分数达到2%左右,最终得到干燥物料。 该阶段的最高温度视产品性质及成品要求的含水量 而定。为使含水量符合要求,可适当提高温度(但以不 破坏产品的生物活性为宜),一般控制为25~30℃。再 干燥阶段的压强需适当调高,这样利于制品传热,加快 升温速度。当制品温度完全达到导热媒设定的温度 时再恢复高真空,此时压力控制的关键是恢复高真空 的时间,这样可加快升华速度,缩短干燥时间。
解析干燥
(除残余水分)
真空冷冻干燥流程框图
冻干产品
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（1）冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固 体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔 隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化 学结构及其活性的完整性;
（2）蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生 物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的, 工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐 热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合;
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预冻
预冻是为了固定产品,以便产品在高真空条 件下干燥,并使成品具有与干燥前相同的形 状。预冻至关重要,众多产品的成型问题、 质量问题都是预冻条件控制不当造成的。预 冻与温度、时间、真空度(实际操作中,一般 预冻时不考虑真空度)都有密不可分的关系。
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升华干燥是冷冻干燥的主要过程,其目的是 将物料中的冰通过升华而逸出。升华有2个 基本条件:一是保证冰不溶化;二是冰周围的 水蒸汽必须低于物料冻结点的饱和蒸汽压。 因此要求在升华干燥时一方面要将形成的水 蒸气抽走,使干燥箱内压力低于要求的饱和 蒸汽压,另一方面要连续不断地提供维持升 华所需的热量,加快干燥速度。这便需要对 压力和隔板温度进行优化控制,以保证升华 干燥能快速、低耗的完成。影响此过程的因 素主要为温度和压强。
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冷冻干燥机加热系统的作用是对干燥箱内物料进行加热， 以便使物料不断的得到升华热，使物品达到规定的含水 率要求，冻干机加热系统有不同的加热方法，在接触式 加热中，采用的是循环介质加热法。循环加热系统由管 道泵、循环介质箱、加热器、进出管路、液温控制器等 组成循环液可由水4份、乙醇2份，乙二醇4份配置成循 环不冻液，其凝固点为-120℃，在使用时液温最高不超 过60℃，现大部分冻干设备已经采用硅油作为循环液。 当加热系统工作时，先对循环液进行加热，液温通过液 箱控制调节仪选定的温度自动控制加热，管道泵开启后， 可将循环液送人干燥箱内搁板中，对搁板加热，然后返 回液箱进行加热循环。而在辐射或加热中我们采用蒸汽 加热最高温度为120℃，由蒸汽电磁阀自动控制温度。
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冷冻干燥机的电气控制系统由电脑显示记录仪、控 制台、控制仪表、调节仪表等自动装置和电路组成。 它的功能是对冷冻干燥机进行手动或自动控制，控 制设备正常运转。控制台是温度、真空度巡检仪的 记录控制仪表及各机组开关的集中集团，控制台的 仪表板装有温度，真空度巡检仪，干燥箱和真空泵 的真空计，温度指示调节仪，液温控制调节仪，计 时钟等。按钮板上装有各机组的开关等。冻干机还 设有连锁保护装置，如①静箱制冷时加热管不能工 作。②真空表不到设定值，罗茨泵不能启动。③冷 却水未提供，制冷机组不启动。④真空泵、电磁阀 带放气截止阀与真空泵电源表连在一起，同时工作。 ⑤搁板加热恒温，由温度指示调节仪控制。
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冷冻干燥是保存生物特性敏感组织的最佳方法。冷冻干燥机适 用于细菌、病毒、血浆、血清、抗体、疫苗以及药品、微生物、 酵母、生物研究用植物提取物等的干燥。通过冷冻干燥, 组织、 组织提取物、细菌、疫苗及血浆之类的材料, 成为干燥状态, 从 而不会发生酶的、细菌的及化学的改变。中国是原料药生产大 国，因此该技术应用前景十分广阔。但是，应当引起注意的是， 近年来真空冷冻干燥技术在我国推广得非常迅速，相比之下， 其基础理论研究相对滞后、薄弱，专业技术人员也不多。并且， 与气流干燥、喷雾干燥等其他干燥技术相比，真空冷冻干燥设 备投资大，能源消耗及药品生产成本较高，从而限制了该技术 的进一步发展。因此，切实加强基础理论研究，在确保药品质 量的同时，实现节能降耗、降低生产成本，已经成为真空冷冻 干燥技术领域当前面临的最主要的问题。
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真空系统有旋片真空泵或水环泵和罗茨真空泵组成， 罗茨泵为增压泵不能单独使用，必须首先启动旋片 泵或水环泵，使其工作一段时闻，当系统中的真空 度达到1Kpa以下时，再自动启动罗茨泵。该真空系 统的真空表可使用电接点真空表，可根据预先选定 的真空度值。自动控制罗茨泵的启动。干燥箱与冷 凝器之间真空管道中，装有真空蝶阀，可根据使用 要求随时开、关。真空泵管路上，装有电磁放气截 止阔，当真空泵停止工作时可自动关闭真空管路， 同时将空气放人泵内，避免真空泵油因负压作用回 放至真空管路中。真空泵的连接管路之间装有波纹 软管，防止运转时的振动。 返回