真空冷凍干燥技術(shù)起源于19世紀20年代，如今廣泛應(yīng)用于食品、血液制品、生物制品、醫(yī)藥和活性物質(zhì)領(lǐng)域。尤其在制藥行業(yè)，真空冷凍干燥機(簡稱凍干機)應(yīng)用廣泛，它具備廣泛的優(yōu)點。正是由于產(chǎn)品對真空冷凍干燥的需要，使凍干機迅速在各種生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛使用。現(xiàn)將一般應(yīng)用中的真空冷凍干燥機在使用中需要注意的情況及故障原因、排除方法介紹如下：

一、真空冷凍干燥原理

　　我們可以從理論上分析：圖1為水的相圖，曲線OA、OB、OC分別為液-固平衡線、氣-液平衡線及氣-固平衡線，其交匯于3相點O。當溫度低于3相點O時，如果系統(tǒng)壓力降至0.6106kPa以下，固態(tài)冰可不經(jīng)過熔化而直接氣化，這就是升華過程。

圖1 水的相圖

　　直觀的說冷凍干燥就是把含有大量水分的物質(zhì)，預(yù)先進行降溫凍結(jié)成固體。然后在真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來，而物質(zhì)本身留在凍結(jié)時的冰架子中。因此它干燥后體積不變、疏松多孔。整個干燥是在較低的溫度下進行的。

二、凍干技術(shù)的應(yīng)用

　　1.中藥材的加工與保鮮。凍干技術(shù)可用于中藥材的新型加工及活性保鮮。

　　2.現(xiàn)代中藥制劑。①中藥脂質(zhì)體及納米粒。液態(tài)脂質(zhì)體是一種混懸乳劑，性質(zhì)不穩(wěn)定，易發(fā)生凝聚、融合，并導(dǎo)致其包封藥物泄漏。脂質(zhì)體在液體狀態(tài)下只能貯存幾周，使應(yīng)用受限。凍干技術(shù)使脂質(zhì)體等作為藥物載體的優(yōu)勢進一步擴大，既可單獨制備、儲存，可延長藥物作用時間，降低其毒副作用，提高生物利用度。②中藥凍干粉針。需要注射用的中藥復(fù)方或單方制成凍干粉針后成型性、水溶性均優(yōu)于傳統(tǒng)注射液，而且凍干粉針的穩(wěn)定性也大大提高。③中藥口服片劑。冷凍干燥還可用于中藥口服片劑的制備。

　　3.西藥制劑。①西藥脂質(zhì)體。西藥制劑的冷凍干燥技術(shù)較為成熟，目前國內(nèi)較大型的制藥廠都有冷凍干燥設(shè)備，很多劑型(針劑、口服制劑、滴眼劑等)都采用了冷凍干燥工藝，提高了藥品質(zhì)量和貯存期限。如克拉霉素、米非司酮、維甲酸等。②西藥凍干粉針。西藥制成凍干粉針，可藥品不變質(zhì)，適合長期存放;容易實現(xiàn)無菌化操作;定量準確;復(fù)水性能好，如棓丙脂、阿莫西林鈉等。③其他劑型。口腔速崩片具有使用方便、分劑量準確、崩解迅速、對消化道刺激作用小等優(yōu)點。凍干法制備的口崩片除具有上述優(yōu)點外，還可避免藥品因高溫而分解變質(zhì)，并且由于產(chǎn)品含水量低，微生物不易生長繁殖，易于保存。

　　4.生物藥品。針對大多數(shù)生物藥品的化學(xué)、物理性質(zhì)不穩(wěn)定，凍干已被真空技術(shù)網(wǎng)(shengya888.com)實踐證明為一種非常有效的手段。冷凍干燥在低溫下進行，且處于高真空狀態(tài)，因此對于許多熱敏性的物質(zhì)特別適用;干燥后的物質(zhì)疏松多孔，溶解迅速完全;凍干產(chǎn)品脫水徹底，可采取真空或充氮氣包裝和避光保存，保質(zhì)期長。

　　5.在食品工業(yè)中的應(yīng)用。最早的食品凍干技術(shù)與設(shè)備出現(xiàn)在1943年的丹麥。60年代德國、荷蘭等西歐國家首先應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，隨后在日、美等國開始迅速發(fā)展。我國于60年代后期開始在北京、上海等地建立凍干食品廠。

三、真空冷凍干燥機操作中的注意事項

　　1.在進行干燥前，首先將樣品物質(zhì)進行簡單處理，使樣品形狀大小一致，松散平鋪在金屬盤上，或放在玻璃器皿和其他容器里，使厚度一致，一般厚度不大于2cm。

　　2.樣品容器要放在金屬板上，不要使容器互相疊壓，容器與金屬板不要有間隔。

　　3.由于各種樣品物質(zhì)性質(zhì)不同，所需的最低溫度，保持的時間也不同，一般含水量高的，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，帶有特殊氣味的物體，都要求急速冷凍，以保持其營養(yǎng)成分不被破壞并可保持原有的氣味。

　　4.在對樣品物質(zhì)進行冷凍時，一般要求樣品冷凍到設(shè)定最低溫度之后并保持1～2h，方可開始抽真空進行干燥處理，如果沒有凍實，樣品就會在真空的作用下發(fā)生破裂，如果樣品是液體物質(zhì)就會噴發(fā)冒出來，導(dǎo)致冷凍干燥失敗。

　　5.進行凍干時，冷凝室溫度要保持在-40℃以下，真空泵要能保持住一定的真空度，一般壓強為0.1～0.3mbar之間。

　　6.樣品物質(zhì)冷凍干燥時，升華是關(guān)鍵階段，樣品室的層板不僅能產(chǎn)生冷而且還產(chǎn)生熱。層板溫度設(shè)定高，樣品獲得的熱量就多，升華干燥時間就短;板層溫度設(shè)定低，樣品獲得的熱量就少，升華時間就長;層板溫度過高，產(chǎn)品獲得過多的熱量使產(chǎn)品發(fā)生迅速解凍，導(dǎo)致凍干失敗;層板溫度過低，產(chǎn)品得不到足夠的熱量會延長升華干燥時間。因此，板層的溫度設(shè)定是關(guān)鍵。要隨時觀察樣品物質(zhì)顏色的變化，隨時調(diào)整樣品室設(shè)定溫度，樣品室溫度在升華階段一般應(yīng)保持20℃～-10℃，10～18h;最后為樣品完全干燥要將溫度升到0℃以上，并保持4～6h。

　　7.樣品物質(zhì)干燥完成時，樣品室溫度要升到(降到)室溫，首先關(guān)閉真空泵與樣品室，冷凝室之間的閥門，再關(guān)掉真空泵，慢慢地打開放氣閥，切不可一下全打開，以免干燥樣品被吹走。

　　8.每次開機前，要檢查制冷系統(tǒng)是否正常，真空泵油面是否在兩條紅線之間。

　　9.樣品物質(zhì)干燥完成后，請關(guān)掉總電源，完全打開放氣閥，同時放掉真空泵里的水，打開真空泵放油閥，首先放出的是真空泵里的水，直到放出油，然后從加油孔處補加真空泵油到兩個紅線之間的位置上。

四、系統(tǒng)常見故障、原因和排除方法

1、真空系統(tǒng)

　　①真空度不高。產(chǎn)生原因：泵溫太高，可能是泵的閥片或內(nèi)腔刮傷磨損，轉(zhuǎn)子軸心產(chǎn)生位移造成單面磨損。泵油有問題：油位過低，密封不嚴;油被污染呈黃色;油位正常，油路不通，泵腔內(nèi)沒有保持適當?shù)挠土俊１帽旧砺�氣：密封圈、氣針閥墊圈損壞或未壓緊，排氣閥片損壞，造成密封不好。進氣口過濾網(wǎng)被堵塞。排除方法：修復(fù)后重新裝配。加油;換油;檢查油路及油閥的進油量。針對具體情況更換密封圈或閥片。拆下清洗。