摘要：阐述冻干技术原理、特点的基础上， 分析评价冻干各个阶段的影响因素，对在冻干操作过程中冻干设备及冻干产品出现常见问题分析，提出解决法。
关键词：冻干技术;冻干曲线;冻干系统构造;故障分析排除
Freeze-dryingtechnology applications andsolutionsFAQs
Zhong Yi-rong， Fan Qing-long， Zhang Wei
（Kanion Pharmaceutical Co.，Ltd， Lianyungang 222001， China）
Abstract：Freeze-dryingtechniquedescribedprinciples， characteristics， based on the analysis ofthe various stages ofevaluationfactorslyophilizationprocessoffreeze-dryingoperationin thefreeze-drying equipmentandfreeze-driedproducts appearanalyzeFAQs， propose solutions law.
Keywords：Freeze-drying technology， freeze-drying curve， freeze-drying system structure， fault analysis excluded
真空冷冻干燥（简称“冻干”）是指将含水物质预先冻结成固态，然后在真空状态下使其中的水从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。冻干后的固体物质呈多孔结构，保持冻结时的体积，加水极易溶解复原。冻干过程是在低温真空条件下进行，因此对于许多热敏性、易氧化的物质特别适用。冻干能除去95%～99%的水分，使干燥后的产品能长期保存而不变质[1]。目前， 冻干技术不仅用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品以及食品的生产， 而且在对性质不稳定的化学药品和中药新剂型的研发中的应用也越来越多。本文在阐述冻干技术原理、特点的基础上， 分析评价冻干各个阶段的影响因素，对在冻干操作过程中冻干设备及冻干产品出现常见问题分析，提出解决方法。
1.冻干技术的原理[2]
冷冻干燥的机理就是将需干燥的物料先行冻结至其共晶点以下， 使得物料中的水分变成固态的冰， 然后在适当的真空环境下， 通过加热使冰直接升华为水蒸气而除去， 从而获得干燥的制品。
冻干技术的原理可由水的三相平衡图（ 见图1 ）加以说明。图中温度为0.01℃ ， 压力613.3 Pa 时的O点为三相点， 此点表明水以液体存在时的最低大气压为613.3Pa。当压力低于613.3Pa 时， 水只能以冰或蒸汽存在。此时升温， 水只能从冰直接升华为水蒸汽。冷冻干燥就是在远低于该气压（高真空度）的环境里干燥水分的， 一般只有在66 -133Pa 真空度和-25℃ 的条件下， 才能保证冷冻干燥的顺利进行。
2.冻干技术的特点
冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：
A.冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类，不会发生变性或失去生物活力。
B.在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
C.在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。
D.由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。
E.在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。
F.干燥能排除95-99%以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不变质。
但是，冻干技术有其缺点，如：过程工序复杂、时间较长、设备造价高、成本大、耗能量大、工艺要求高等。但是总体来讲，还是带来的利益大于其比弊端。
3.冻干前处理工艺
对于不同的待冻干物料，前处理的方法是不同的。根据原料的特点采用相应的处理方法：如果蔬的挑选、清洗、去皮、切分、烫漂、冷却等处理[3];药物的培养、灭菌、分装、洗瓶、半加塞等;食品原料的挑选、清洗、切分、灭酶、分装等。生物制品是有生命或有生物活性的物质，在冻干前，常常需要添加保护剂，以减少材料的低温损伤和脱水损伤。通常使用的保护剂包括蔗糖、海藻糖、甘露醇、山梨醇、氨基酸、氯化钠、氢氧化钠、脱脂乳等。
为改善多孔层的稳定性，可在冻干前改善材料的热机械性质，如添加右旋糖酐、甘露醇等具有较高热稳定性的赋形剂[4]。
4.共晶点的测定
共晶点的测定有电阻测定法、热差分析测定法、冻干显微镜直接观察、数字公式计算测定[5]。标准的共晶点测量法是将一对白金电极浸入液体产品之中，并在产品中插一温度计，把它们冷却到-40℃以下的低温，然后将冻结产品慢慢升温。用惠斯顿电桥来测量其电阻，当发生电阻突然降低时，这时的温度即为产品的共晶点。电桥要用交流电供电，因为直流电会发生电解作用，整个过程由仪表记录。此外，还可以在预冻阶段通过视窗来观察制品性状的变化来获得共晶点。当制品开始结冰的时候，浸入制品中的电热偶所探测到的温度会突然回升，这是因为结冰过程的放热现象所造成的。这时候所记录的温度就大致接近于共晶点温度。在冷冻干燥的工艺中， 共晶点是获得冻干的临界温度， 冷冻干燥必须在大大低于共晶点的温度和压力下进行，为保证物料完全冻结，预冻温度要比物料共晶点低5-10℃。