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Zirbus凍干機(jī)—淺談冷凍干燥
點(diǎn)擊次數(shù):2976 更新時(shí)間:2018-05-17

淺談冷凍干燥—Zirbus凍干機(jī)

 

    現(xiàn)代冷凍干燥技術(shù)起源于20世紀(jì)初,由前蘇聯(lián)科學(xué)家拉巴-斯塔羅仁茨基于1921年發(fā)明。該技術(shù)早期用于生物的脫水及制藥工業(yè),第二次世界大戰(zhàn)后開始用于食品工業(yè)。

    所有的生物體,無論是植物還是動(dòng)物,大部分是由水構(gòu)成的,水在維持生物體的構(gòu)造、機(jī)能方面起著重要的作用。有水,生物才有旺盛的生命力,一旦失水,生物形態(tài)就會(huì)潰糜,導(dǎo)致其機(jī)能降低,只要取出其水分或抑制生物體中的水的活動(dòng)即可。這種方法不僅對(duì)生物的生命活動(dòng),而且對(duì)物質(zhì)的相關(guān)活性亦同樣適用。

    采用冷凍或干燥的方法長(zhǎng)期保存生物試樣,其根據(jù)來源于低溫或脫水狀態(tài)可抑制水的活動(dòng)。當(dāng)抑制了水的活動(dòng)時(shí),生物試樣內(nèi)的所有化學(xué)反應(yīng)都趨于零的程度,物質(zhì)則可以保持不消耗?,F(xiàn)在人們使用冷凍干燥法加工多種藥物,例如各種抗生素,疫苗,酶制劑,中藥注射劑,生物和基因工程產(chǎn)品等。

   如上圖,我們稱之為水的三相圖。水在不同壓力和溫度下呈現(xiàn)的狀態(tài)是不同的,常見的水的狀態(tài)為氣態(tài),液態(tài),固態(tài)。三相圖中有些特殊點(diǎn)如水的三種狀態(tài)同時(shí)存在的點(diǎn)我們稱之為三相點(diǎn)(Triple  Point)。三相點(diǎn)壓力610.5Pa,溫度0.01℃。以純水三相圖我們可知,當(dāng)壓力低于610.5Pa時(shí),水只存在兩種狀態(tài):固態(tài)和氣態(tài)。

    當(dāng)系統(tǒng)壓力低于610.5Pa時(shí),給冰提供熱量時(shí),冰能直接升華成氣態(tài)(發(fā)生于凍干倉(cāng));作為實(shí)驗(yàn)室型,可以選配加熱的隔板提高干燥效率或選擇不加熱隔板(從環(huán)境中吸收熱量或降低內(nèi)能);大型生產(chǎn)型為了提率,則標(biāo)配隔板加熱。

    當(dāng)系統(tǒng)壓力低于610.5Pa時(shí),給氣態(tài)水降溫時(shí),氣態(tài)水直接凝華成固態(tài)(發(fā)生于冷凝器)。

    共晶點(diǎn)以水為溶劑,當(dāng)在純水中加入溶質(zhì)后,整個(gè)體系——溶液的冰點(diǎn)會(huì)發(fā)生改變,直至這個(gè)溶液體系*被凍結(jié)的溫度我們稱之為共晶點(diǎn)(Eutectic point)。如純水共晶點(diǎn)溫0℃,加入NaCl后配置成2%的NaCl溶液,則共晶點(diǎn)降為-29℃。下圖為ZIRBUS凍干機(jī)。

 

 

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