真空凍干設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)凍干設(shè)備凍干工藝
物料裝入真空凍干設(shè)備箱后,開始真空凍干。真空凍干設(shè)備過程中重要的參數(shù)是物料的溫度和凍干箱內(nèi)的壓力。凍干曲線是凍干過程中鉆孔溫度和壓力隨時間變化的曲線。在實際生產(chǎn)中,凍干曲線通常是由分塊溫度(或箱內(nèi)空間溫度)與時間的關(guān)系曲線來表示的。為了監(jiān)測凍干過程的主要參數(shù),通用凍干機可以自動記錄分區(qū)溫度、物料溫度、水-氣冷凝器溫度、凍干箱內(nèi)壓力與時間的關(guān)系曲線。
凍干曲線的形狀與產(chǎn)品性能、容量、分容器類型、設(shè)備條件等諸多因素有關(guān),即使是同一產(chǎn)品、不同廠家,凍干曲線也完全相同。根據(jù)其組成,真空凍干設(shè)備過程的主要參數(shù)如下。
一、 預(yù)凍溫度
預(yù)凍溫度必須比材料的共晶點(熔點)溫度低5-10℃。需要測量每種材料的共晶點溫度。
二、預(yù)凍時間
材料的凍結(jié)過程是一個放熱過程,需要一定的時間。達到規(guī)定的預(yù)凍溫度后,還需要保持一定的時間。為了冷凍整個盒子,必須在達到規(guī)定的預(yù)冷凍溫度后保存一定時間。
三、 預(yù)凍速率
緩慢冷凍產(chǎn)生的冰晶比快速冷凍產(chǎn)生的冰晶大。對于生物細胞,緩慢冷卻對生命體形態(tài)的影響較大,而快速冷卻的影響較小。從材料的凝固點到共晶點溫度,還需要快速冷卻,否則容易使蛋白質(zhì)變性,導致活體死亡,這就是所謂的溶質(zhì)效應(yīng)。在冷凍過程中形成的冰晶的大小影響干燥速度和干燥產(chǎn)物的溶解度。大冰晶有利于升華,但干燥后溶解緩慢,小冰晶升華緩慢,干燥后溶解迅速,能反映產(chǎn)品的原始結(jié)構(gòu)。
因此,有必要測試合適的冷卻速率,使真空凍干設(shè)備具有較高的成活率、較好的物理性能和溶解性,并有利于干燥過程中的升華。
四、 升華階段材料溫度
材料的升華過程是一個吸熱過程。因此,在升華過程中,材料的溫度不能超過共晶點溫度。在升華過程中,如果材料的溫度低于共晶點太多,升華速率就會降低,升華階段所需的時間也會增加。如果材料的溫度高于共晶點溫度,則有必要控制材料溫度接近共晶點溫度,但低于共晶點溫度。
五、升華階段的光闌溫度
升華物料的熱量來自擋板,因此控制擋板的溫度可以達到控制物料溫度的目的。隔膜溫度由物料溫度、凍干罐壓力和冷凝器溫度決定。