冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干（lyophilization）。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。尽可能上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。

冷冻干燥机（即冻干机）的组成：

冷冻干燥机是由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成的机器。冷冻干燥机主要部件分为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。

冷冻干燥机的分类：

冷冻干燥机是一种常用的干燥设备，采用排湿系统组合一体的新型结构，较大的利用箱体内存放物料空间进行干燥。冷冻干燥机应该如何分类呢?

冷冻干燥机从结构上分为：

钟罩型冻干机：

冻干腔和冷阱为分立的上下结构，冻干腔没有预冻功能。该类型的冻干机在物料预冻结束后转入干燥过程时需要人工操作。大部分实验型冻干机都为钟罩型，其结构简单、造价低。冻干腔多数使用透明有机玻璃罩，便于观察物料的冻干情况。

原位型冻干机：

冻干腔和冷阱为两个独立的腔体，冻干腔中的搁板带制冷功能，物料置入冻干腔后，物料的预冻、干燥过程无需人工操作。该类型冻干机的制作工艺复杂，制造成本高，但原位型冻干机是冻干机发展方向，是进行冻干工艺摸索的理想选择，特别适用于医药、生物制品及其他特殊产品的冻干。

冷冻干燥机从功能上分为：

普通搁板型：

物料散装于物料盘中，适用于食品、中草药、粉末材料的冻干。

带压盖装置型：

适合西林瓶装物料的干燥，冻干准备时，按需要将物料分装在西林瓶中，浮盖好瓶盖后进行冷冻干燥，干燥结束后操作压盖机构压紧瓶盖，可避免二次污染、重新吸附水分，易于长期保存。

多歧管型：

在干燥室外部接装烧瓶，对旋冻在瓶内壁的物料进行干燥，这时烧瓶作为容器接在干燥箱外的歧管上，烧瓶中的物料靠室温加热，通过多歧管开关装置，可按需要随时取下或装上烧瓶，不需要停机。

带预冻功能型：

物料预冻过程，冷阱作为预冻腔预冻物料，在干燥过程，冷阱为捕水器，捕获物料溢出的水分。带预冻功能的冻干机，冷冻干燥过程物料的预冻、干燥等均在冻干机上完成，冻干机使用效率高，节省了低温冰箱的费用。

冷冻干燥机的主要特点：

1、液晶显示、中文界面，带样品干燥曲线；

2、进口压缩机，另设有换热器后，增大了制冷量，提高了捕水能力；

3、冷阱开口大，无内盘管，带样品预冻功能；

4、预冷架，可作导流桶，加快干燥速度；

5、冷阱和操作面为全不锈钢，耐腐蚀易光洁，透明钟罩；

6、透明钟罩式干燥室，安全直观；

7、 不锈钢样品架，普通型样品盘间距可调；

8、设计新颖，体积小操作方便，减少实验室台面占用；

9、可选加有氮气充气阀。

冷冻干燥机的优点：

1.许多热敏性的物质不会发生变性或失活。

2.在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小。

3.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。

4.由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

5.由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。

6.干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而*，几乎立即恢复原来的性状。

7.由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。

8.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致变质。

9.因物料处于冻结状态，温度很低，所以供热的热源温度要求不高，采用常温或温度不高 的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时，干燥室不需绝热，不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。

冷冻干燥机的缺点：

正所谓没有完美的技术，冷冻干燥机的主要缺点是成本高。由于它需要真空和低温条件，所以冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统，因而投资费用和运转费用都比较高。

冷冻干燥机的应用：

冷冻干燥机在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。

西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展，很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面，冷冻干燥工艺采用的比较多，提高了药品质量和贮存期限，给医患双方都带来了利益。冻干药品的品种不多，产品价格高，干燥工艺不先进。

在中药方面，局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干，大量的中成药还没有采用冻干工艺，与国外差距较大。日本几年前就开展了“汉药西制”，改变了中药的熬制方法，解决了中药不能制成针剂或片剂的传统，也解决了中药不治急病的难题，因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。

在生物技术产品领域，冷冻干燥机主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产；生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品；血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。

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