1、2014.12,冻干知识培训,转化中心原料部,讲解纲要,1.冻干简述 2.冻干机的操作 3.冻干曲线的制定,冻干简述,定义：将湿物料或溶液在较低温度下冻结成固态，然后在较高真空下将冰直接升华变为水蒸气从而脱水的干燥方法。,冻干原理,水的三相平衡相图,三条曲线将图面分为固、液、汽三个区域， OA称为升华线、OB称作熔化线、OC称为沸腾线。三曲线的交点O，为固、液、汽三相共存的状态，称为三相点，其温度为0.01，压力为610Pa。 若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会升华变为水蒸气。冻干机工作压力一般为1030Pa。,冷冻干燥的优点,1、特别适用于热敏性的物质，不会发生变性或失活。
2、 2、能较好地保持物料原来的结构形状。 3、物料处于高度缺氧状态，易氧化物料得到良好保护。 4、干燥彻底，能排除95-99%以上的水份。,关键概念,自由水：以水分子的形式存在于溶液中的水。（占总水分的90%以上）结合水：吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基团 上的水。共晶温度：在冻结过程中，当达到某一温度或温度区域时，其液态和所形成的固态中的组分完全相同，这时的溶液称为共晶溶液，这时的温度或温度区间称为该溶液的共晶点或共晶区，也称为完全固化温度，它是产品在冷却过程中从液态结束转向固态的最高温度。可以使用电阻法测量共晶温度。,关键概念,共熔温度：固态混合溶液在升温熔化过程中，当达
3、到某一温度时，固 体中开始出现液态此温度称为溶液的共溶点，或称为开始熔化温度，它是产品升温过程中从固态开始出现液态的最低温度。塌陷温度：冻干时物料中的冰晶消失，原先为冰晶所占据的空间成为空穴，因此冻干层呈多孔蜂窝状结构，当蜂窝状结构体的固体基质温度较高时，其刚性降低，当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结构，空穴的固形物基质壁将发生塌陷，原先蒸汽扩散的通道被封闭，此临界温度称为冻干物料的塌陷温度。,冻干流程,预冻,一次干燥,冻干溶液,解析干燥,干燥品,预冻通过降温，将溶液完全冻结成固态。 一次干燥真空状态下，给物料加热，冰晶直接升华为水蒸气逸出，从而使物料脱水干燥。此次干燥主
4、要是除去物料中的自由水。 解析干燥（二次干燥）真空状态下，采用更高温度给物料加热，使冰晶升华为水蒸气逸出，从而使物料脱水干燥。主要除去物料中的结合水（吸附水）。,冻干机的操作 冻干机基本构造,配电柜 循环泵 后箱（冷阱） 前箱 加热器,冻干机基本构造,真空泵 压缩机 前箱视镜 后箱视镜,冻干机基本构造,冻干机操作流程,1 通知生产保障开通水电气冻干：循环水、压缩空气 清洗：循环水、压缩空气注射用水 消毒：循环水、压缩空气纯蒸汽 化霜：循环水、压缩空气纯蒸汽,2 开机,总开关,控制器电源,开机时，先开总开关，再开 控制器电源开关关机时，先关控制器电源开关，再关总电源,工作电脑,3 进料,进料注意
5、事项,1、装料厚度应为6-12mm 2、料液浓度为10%-30%，溶解完全，保证均一性 3、冻干盘底部应平整，保证受热均匀 4、温度与电阻探针的放置,3 联机操作,3 联机操作,冻干界面,来源：药智论坛http:/,冻干界面,来源：药智论坛http:/,3 联机操作,历史曲线,消毒控制界面,化霜控制界面,清洗控制界面,注意事项,来源：药智论坛http:/,化霜和消毒时，必须关闭阀门1和阀门4用夹套降温时，关闭阀门1与阀门4，开启阀门2停机或者冻干时，应开启阀门1与阀门4使用水环泵时，须开启阀门3,注意事项,冻干曲线的制定,预冻阶段 1、预冻速率预冻速率的快慢对产品冻结中晶粒的大小、升华的速率有
6、直接影响。慢冻晶粒大，产品外观粗糙，但是升华速率快；快冻则反之。 2、预冻温度一般低于共晶温度5-10。 3、预冻时间达到预冻温度后，一般在此温度下保持1-2小时。,一次干燥 1、加热温度加热温度的设定，应保证产品在干燥过程中低于共熔点温度，并且低于其崩解温度。一般高于共晶温度20-30 。 2、真空度前箱真空度通常控制在略低于产品升华温度所对应饱和蒸汽压的一半。比如产品升华温度-35 ，对应饱和蒸汽压为22.4Pa，前箱压力应略低于11.2Pa。,冻干曲线的制定,干燥时间干燥时间与物料形状、厚度、加热温度等多种因素有关，可根据以下两点因素判断干燥是否结束。a、产品温度上升到接近板层温度；b、关闭干燥箱与冷阱之间的中隔阀，一分钟之内，干燥箱压力上升值在0.2mbar之内（压力升测试）。上述现象发生后，再延长0.5-1小时后，一次干燥即可结束。,解析干燥 1、加热温度加热温度不高于产品最高许可温度，否则产品将熔化。 2、真空度真空度稍高于一次干燥的真空度。 3、干燥时间判断方法是压力升测试，即关闭干燥箱与冷阱之间的中隔阀，两分钟之内，干燥箱压力变化在0.1mbar之内。,欢迎各位提出宝贵意见,
