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單倉硅油原位凍干機(jī)的運(yùn)行原理

更新時(shí)間:2025-04-22      點(diǎn)擊次數(shù):388
單倉硅油原位凍干機(jī)(通常用于藥物、生物制品等的凍干處理)是一種通過低溫和真空條件下進(jìn)行凍干的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于藥品、疫苗、食品等的干燥處理。該設(shè)備采用硅油作為熱傳導(dǎo)介質(zhì),通過精確的溫度控制和真空環(huán)境,使物質(zhì)中的水分通過升華方式去除,保持物質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)和活性。  
單倉硅油原位凍干機(jī)的運(yùn)行原理:  
冷凍階段:  
冷凍處理:樣品在凍干機(jī)內(nèi)的冷凍倉中進(jìn)行快速冷凍。此時(shí),設(shè)備內(nèi)部的溫度降至低溫范圍,通常為-40°C至-80°C。樣品中的水分在低溫下凍結(jié)成冰。  
硅油作用:設(shè)備內(nèi)部的硅油充當(dāng)熱傳導(dǎo)介質(zhì),幫助樣品快速降溫,使水分均勻凍結(jié)。硅油的熱傳導(dǎo)性較好,可以在整個(gè)凍干過程中提供均勻的溫度控制。  
真空升華階段:  
建立真空環(huán)境:通過真空泵將凍干室內(nèi)部的氣壓降至極低的真空狀態(tài),通常為10-100Pa。此時(shí),水分從固態(tài)冰直接轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵?,跳過液態(tài)階段,這一過程被稱為升華。  
硅油加熱:為了確保水分升華的順利進(jìn)行,硅油在此階段通過加熱升溫,通常保持在-20°C到-10°C之間。硅油的溫度需要精確控制,以確保樣品溫度不超出其安全范圍。  
升華過程:在低溫和真空條件下,樣品中的水分逐步升華(從固體冰直接轉(zhuǎn)化為氣體),并被真空泵排出。這個(gè)過程可能持續(xù)數(shù)小時(shí)到數(shù)天,具體時(shí)間取決于樣品的性質(zhì)和水分含量。  
二次干燥階段:  
去除殘余水分:在升華階段后,樣品中仍可能殘留少量的水分。在此階段,通過繼續(xù)加熱硅油,樣品溫度升高至-10°C至20°C之間,進(jìn)一步去除水分,完成干燥過程。  
壓力控制:在此階段,真空度通常維持在較低水平,以便充分去除樣品中的水分,同時(shí)防止樣品受熱過度或變質(zhì)。  
冷凝和收集水分:  
冷凝器作用:在升華過程中,樣品中的水分氣體被真空泵抽出,并通過冷凝器冷卻成水滴,收集在設(shè)備的冷凝槽中。這樣可防止水蒸氣重新進(jìn)入凍干倉,確保干燥過程的順利進(jìn)行。  
干燥完成與取樣:  
在二次干燥階段完成后,樣品已達(dá)到所需的干燥程度。此時(shí),設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行,打開凍干室的門,取出已干燥的樣品。  
關(guān)鍵特點(diǎn):  
硅油熱傳導(dǎo):硅油作為熱傳導(dǎo)介質(zhì),確保熱量均勻傳遞至樣品,避免因不均勻加熱導(dǎo)致樣品破壞。  
真空技術(shù):通過精確控制真空度和溫度,確保水分的升華過程順利進(jìn)行,不影響樣品的結(jié)構(gòu)和活性。  
全程自動(dòng)化控制:現(xiàn)代單倉硅油原位凍干機(jī)通常配備自動(dòng)化控制系統(tǒng),能夠精確控制溫度、真空度、加熱時(shí)間等參數(shù),提高操作效率和樣品質(zhì)量。  
應(yīng)用領(lǐng)域:  
生物制品:如疫苗、抗體、酶、蛋白質(zhì)等生物藥物的凍干。  
藥品:特別是對(duì)熱敏感的藥物,如注射劑、激素類藥物等。  
食品:例如高端食品、即食食品的凍干處理,以保持營(yíng)養(yǎng)成分和口感。  
化學(xué)品:用于化學(xué)藥品或其他材料的干燥,以延長(zhǎng)其保質(zhì)期。  
總結(jié):  
單倉硅油原位凍干機(jī)通過將樣品在低溫和真空條件下冷凍、升華和二次干燥,最終使樣品保持干燥且不破壞其結(jié)構(gòu)與活性。硅油的應(yīng)用確保了整個(gè)過程中熱量的均勻傳導(dǎo),使凍干過程更為穩(wěn)定和高效。
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