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單倉硅油原位凍干機的運行原理

更新時間:2025-04-22      點擊次數:431
單倉硅油原位凍干機(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行凍干的設備,廣泛應用于藥品、疫苗、食品等的干燥處理。該設備采用硅油作為熱傳導介質,通過精確的溫度控制和真空環境,使物質中的水分通過升華方式去除,保持物質的原有結構和活性。  
單倉硅油原位凍干機的運行原理:  
冷凍階段:  
冷凍處理:樣品在凍干機內的冷凍倉中進行快速冷凍。此時,設備內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成冰。  
硅油作用:設備內部的硅油充當熱傳導介質,幫助樣品快速降溫,使水分均勻凍結。硅油的熱傳導性較好,可以在整個凍干過程中提供均勻的溫度控制。  
真空升華階段:  
建立真空環境:通過真空泵將凍干室內部的氣壓降至極低的真空狀態,通常為10-100Pa。此時,水分從固態冰直接轉變為蒸氣,跳過液態階段,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(從固體冰直接轉化為氣體),并被真空泵排出。這個過程可能持續數小時到數天,具體時間取決于樣品的性質和水分含量。  
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,通過繼續加熱硅油,樣品溫度升高至-10°C至20°C之間,進一步去除水分,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,同時防止樣品受熱過度或變質。  
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,收集在設備的冷凝槽中。這樣可防止水蒸氣重新進入凍干倉,確保干燥過程的順利進行。  
干燥完成與取樣:  
在二次干燥階段完成后,樣品已達到所需的干燥程度。此時,設備會自動停止運行,打開凍干室的門,取出已干燥的樣品。  
關鍵特點:  
硅油熱傳導:硅油作為熱傳導介質,確保熱量均勻傳遞至樣品,避免因不均勻加熱導致樣品破壞。  
真空技術:通過精確控制真空度和溫度,確保水分的升華過程順利進行,不影響樣品的結構和活性。  
全程自動化控制:現代單倉硅油原位凍干機通常配備自動化控制系統,能夠精確控制溫度、真空度、加熱時間等參數,提高操作效率和樣品質量。  
應用領域:  
生物制品:如疫苗、抗體、酶、蛋白質等生物藥物的凍干。  
藥品:特別是對熱敏感的藥物,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,以保持營養成分和口感。  
化學品:用于化學藥品或其他材料的干燥,以延長其保質期。  
總結:  
單倉硅油原位凍干機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構與活性。硅油的應用確保了整個過程中熱量的均勻傳導,使凍干過程更為穩定和高效。
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