凍乾機(lyophilizer或freeze dryer)起源於19世紀20年代的真空冷凍乾燥技術經歷瞭幾十年的起伏和徘徊後,在最後的20年中取得瞭長足進展。進入21世紀,真空凍乾技術憑借其它乾燥方法無法比擬的優點,越來越受到人們的青睞,除瞭在醫藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質領域得到廣泛應用外,其應用規模和領域還在不斷擴大中。為此,真空冷凍乾燥必將成為21世紀的重要應用技術。
冷凍乾燥是利用升華的原理進行乾燥的一種技術,是將被乾燥的物質在低溫下快速凍結,然後在適當的真空環境下,使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍乾燥得到的產物稱作凍乾物(lyophilizer),該過程稱作凍乾(lyophilization)。 物質在乾燥前始終處於低溫(凍結狀態),同時冰晶均勻分佈於物質中,升華過程不會因脫水而發生濃縮現象,避免瞭由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。乾燥物質呈乾海綿多孔狀,體積基本不變,極易溶於水而恢復原狀。在最大程度上防止乾燥物質的理化和生物學方麵的變性。 冷凍乾燥機系由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器機表控制系統所組成。主要部件為乾燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。它的工作原理是將被乾燥的物品先凍結到三相點溫度以下,然後在真空條件下使物品中的固態水份(冰)直接升華成水蒸氣,從物品中排除,使物品乾燥。物料經前處理後,被送入速凍倉凍結,再送入乾燥倉升華脫水,之後在後處理車間包裝。真空系統為升華乾燥倉建立低氣壓條件,加熱系統向物料提供升華潛熱,制冷系統向冷阱和乾燥室提供所需的冷量。 本設備采用高效輻射加熱,物料受熱均勻;采用高效捕水冷阱,並可實現快速化霜;采用高效真空機組,並可實現油水分離;采用並聯集中制冷系統,多路按需供冷,工況穩定,有利節能;采用人工智能控制,控制精度高,操作方便。對凍乾制品的質量要求是:生物活性不變、外觀色澤均勻、形態飽滿、結構牢固、溶解速度快,殘餘水分低。要獲得高質量的制品,對凍乾的理論和工藝應有一個比較全麵的瞭解。凍乾工藝包括預凍、升華和再凍乾三個分階段。合理而有效地縮短凍乾的周期在工業生產上具有明顯的經濟價值。
乾燥的方法多種多樣,如曬乾、煮乾、烘乾、噴霧乾燥和真空乾燥等,但普通乾燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進行。乾燥所得的產品一般都存在體積縮小、質地變硬的問題,易揮發的成分大部分會損失掉,一些熱敏性的物質發生變性、失活,有些物質甚至發生瞭氧化。因此,乾燥後的產品與乾燥前相比,在性狀上有很大的差別。 凍乾法則基本上在0℃以下進行,即在產品凍結的狀態下進行,隻在後期降低產品的殘餘水份含量時,才讓產品升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。在真空條件下,當水蒸汽直接升華出來後,藥物剩留在凍結時的冰架中,形成類似海綿狀疏松多孔架構,因此它乾燥後體積大小幾乎不變。再次使用前,隻要加入註射用水,又會立即溶解。
凍乾機相對常規方法,凍乾法具有如下優點:
* 許多熱敏性的物質不會發生變性或失活。
* 在低溫下乾燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小。
* 在凍乾過程中,微生物的生長和酶的作用無法進行,因此能保持原來的性狀。
* 由於在凍結的狀態下進行乾燥,因此體積幾乎不變,保持瞭原來的結構,不會發生濃縮現象。
* 由於物料中水分在預凍以後以冰晶的形態存在,原來溶於水中的無機鹽類溶解物質被均勻地分配在物料之中。升華時,溶於水中的溶解物質就析出,避免瞭一般乾燥方法中因物料內部水分向表麵遷移所攜帶的無機鹽在表麵析出而造成表麵硬化的現象。
* 乾燥後的物質疏松多孔,呈海綿狀,加水後溶解迅速而完全,幾乎立即恢復原來的性狀。
* 由於乾燥在真空下進行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質得到瞭保護。
* 乾燥能排除95%~99%以上的水分,使乾燥後產品能長期保存而不致變質。
* 因物料處於凍結狀態,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。如果冷凍室和乾燥室分開時,乾燥室不需絕熱,不會有很多的熱損失,故熱能的利用很經濟。
凍乾機應用
真空冷凍乾燥技術在生物工程、醫藥工業、食品工業、材料科學和農副產品深加工等領域有著廣泛的應用。 藥品冷凍乾燥包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍乾燥在國內已經得到瞭一定的發展,很多較大型的制藥廠都有冷凍乾燥設備。在針劑方麵,冷凍乾燥工藝采用的比較多,提高瞭藥品質量和貯存期限,給醫患雙方都帶來瞭利益。但目前凍乾藥品的品種不多,產品價格高,乾燥工藝不先進。在中藥方麵,目前還隻局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍乾,大量的中成藥還沒有采用凍乾工藝,與國外差距較大。日本幾年前就開展瞭“漢藥西制”,改變瞭中藥的熬制方法,解決瞭中藥不能制成針劑或片劑的傳統,也解決瞭中藥不治急病的難題,因此我國中藥凍乾工藝及產品的研究很有潛力可挖。 在生物技術產品領域,凍乾技術主要用於血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產;生物化學的檢查藥品、免疫學及細菌學的檢查藥品;血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經組織及各種器官長期保存等。
新手教學
批發市場僅提供代購諮詢服務,商品內容為廠商自行維護,若有發現不實、不合適或不正確內容,再請告知我們,查實即會請廠商修改或立即下架,謝謝。