一般可以参考冻干机的板层面积即盘装法和瓶装法。盘装法充分利用了板层面积,而瓶装法由于瓶之间的间隙未充分利用,所需的板层面积较大。下面按盘装和瓶装两种工艺分别予以计算:
每盘的装载高度为10毫米(为保证冻干效果和速度,盘装液体建议高度不**过10),则10 公斤(升)的液体所需的板层面积为:
应用编辑
真空冷冻干燥技术在生物工程、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,提高了药品质量和储存期限,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。在中面,局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量材的冻干,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”,改变了的熬制方法,解决了不能制成针剂或片剂的传统,也解决了不治急病的难题,因此我国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,冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、等药品的生产;生物化学的检查药品、*学及学的检查药品;血液、、动脉、骨骼、皮肤、角膜、组织及各种长期保存等。
设备的现状与发展
冻干技术的应用和设备是分不开的,到目前为止,冻干设备的形式主要分为间歇式和连续式两大类,设备的规模从不到一平方米到几十平方米都有。
间歇式冻干设备
间歇式冻干设备适合多品种小批量生产,特别是在食品领域适用于季节性强的食品生产。采用单机操作,如果一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行。间歇式冻干设备便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。设备的加工制造和维修保养易于进行。但由于装料、卸料、起动等操作占用时间较多,因此设备利用率低,生产效率也不高。
连续式冻干设备
国内外开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。连续式设备的特点是适于品种单一而产量庞大、原料充足的产品生产,特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制,简化了人工操作和管理,其主要缺点是成本高。
随着GMP认证的结束,国产的用冻干设备全面进入了现代化阶段,功能齐全、工作可靠、性能稳定,可实现在线清洗(CIP)或蒸汽消毒灭菌(SIP),各项技术指标都能满足生物制品和药品冻干生产的需要。相比之下,国外冻干设备的品种规格比国内多,配套设备齐全,节能型结构比较精致,连续式冻干设备生产量大。为保证冻干产品的质量和节能,常采用冻干设备与其它干燥设备组合在一起的组合冻干设备,例如喷雾冻干设备。
在未来,如何在保证产品质量的前提下,提高冷冻干燥效率,缩短干燥时间,节约能源将是广大冻干行业工作者的目标。
加工工艺
冻干加工工艺对于某些生物制品、药品的制造起到关键性作用。如麻疹疫苗和卡介苗冻干前在保冷情况下的有效期只有3个月,而卡介苗的安全试验就需耗时2个月才能完成。冻干工艺使卡介苗的活菌数经 4~5 年存放后仍保持在合格水平。冻干工艺生物制药中主要应用于生物、生化制品、剂制品和热不稳定的抗生素类制品的生产。
工作原理
压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的:在保持压缩空气压力基本不变的情况下,降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量,而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。因此冷干机具有制冷系统。 **冷冻干燥机原理正视图
冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷,由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。它们之间用管道次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。
制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内,制冷剂蒸汽经过压缩,压力、温度同时升高;高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器,在冷凝器内,温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换,制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来,制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀,经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器;在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化(俗称“蒸发”),而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水;蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程,从而完成了一个循环。
在冷冻干燥机的制冷系统中,蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量,实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质(如水或空气)带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
制品的冻结
要技术优势:
● 隔板采用**技术制作,耐高压、平整度高、温度均匀性好。
● 混合型载冷剂介质,较低的凝固点和较高的沸点,换热效率高。
● 干燥曲线优化控制算法,可在干燥阶段控制制品升温速率及真空度值。
● **的气体导流设计及控制技术,捕水能力强,干燥效率高。
● 干燥运行过程中进行真空度调节,避免物质起泡、吹瓶,提高干燥效率。
● 工业级嵌入式触摸屏+SH-HPSC-IV模块化控制器,系统稳定可靠,控制精度高。
● 设计的LYO-CONTROL控制系统,可保存多组工艺配方,同时可在干燥过程中对工艺进行实时调整,提高工艺优化率。
● 灵活的手动+自动控制方式,手动用于摸索工艺,自动用于批量化生产。
● 可设置用户等级和密码,分权进行操作管理。
● 可选配功能强大的LYO-MEGA上位机控制系统,可记录、保存长达十年期间的运行数据、曲线及报警记录,提高产品的可追溯性;同时方便观察、操作及故障诊断。
实验型冷冻干燥机常见的型号有LGJ-10、LGJ-12、LGJ-18、LGJ-18S这几个系列,以上几个系列有普通型、压盖型、普通多歧管型、压盖多歧管型,除去LGJ-18S系列外其它系列还有T型配置。对用户而言显然一时间无法搞清楚哪一款较适合自己使用。以下我们介绍一下各种配置的具体性能及用途。
普通型:适用于散装(液态、糊状、固态)常规物质的冷冻干燥。
压盖型:不仅适用于散装(液态、糊状、固态)常规物质的冷冻干燥,还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装置压紧瓶盖,可避免二次污染、重新吸附水分,易于长期保存。
普通多歧管型:适用于散装(液态、糊状、固态)常规物质的冷冻干燥,并可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。
压盖多歧管型:在普通型特点的基础上,结合了压盖型和多岐管普通型的特点。
·适用于散装(液态、糊状、固态)常规物质的冷冻干燥;
·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装置压紧瓶盖,可避免二次污染、重新吸附水分,易于长期保存;
·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。
T型: 适用于安瓿管对、等微生物菌种的保藏,实验室常采用安瓿封存法。样品冷冻干燥后封装在小安瓿内。它具有保藏期长,变异小,便于大量保藏及适用范围较广等优点。
LGJ-10同LGJ-12/18相比有什么明显区别?LGJ-10设计为台式桌面结构,体积小放到实验室操作台上使用。LGJ-12/18是立式结构带脚轮便于移动放到地上使用。LJG-18相对于1-和12冻干面积捕水能力都大一些。
LGJ-18S四种配置普通型、压盖型、普通多歧管、压盖多歧管同以上适用范围,LGJ-18S设备隔板带加热功能,可以通过调控隔板温度间接影响物料干燥过程,整体来讲冻干时间较以上机型都短,能够进行程序控制。
真空冷冻干燥冷冻虫草工艺操作步骤如下:
1. 冬虫夏草筛选、整形分级;
2. 虫草冻干前处理:清洗;
3. 放入0. 05%维生素C溶液中浸2秒护色;
4. 整形摆放后入-30摄氏度至-4(速冻库速冻20小时取出);
5. 放入虫草冻干机干燥室干燥20小时,使其含水量**3%取出;
6. 真装。
由于某些氟里昂制冷剂对大气臭氧层有破坏作用,故被禁止或限制使用。目前大部分已选用不含氟,无破坏臭氧作用的制冷剂运用到冻干机生产。
冻干机的设计制造工艺、零部件的选择与冻干机的质量、可靠性、使用寿命有着直接的关系。
为了使板层的致冷和加热温度均匀一致,目前冻干机制造厂家大部分采用空心夹层板层,内部带有隔条,由传温中间流体循环在板层之中。老式或落后的制造方法是在板层的上下二块或其中一块板上打许多孔,用塞焊法把金属板与隔条焊接起来,然后机械加工而成。由于冻干工艺的低温、真空甚**温、受压的工况,这种焊接方法在使用一定年限后,可能会在塞焊处渗漏传温流体,在真空状态下,传温流体瞬间雾化,导致冻干品被污染而报废。而新式或的制造方法是上下二块金属板均不打孔,使用的内焊设备制造而成,从根本上消除了渗漏的发生。
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