冷冻干燥工艺学9787571718213

第一章绪论

第一节冷冻干燥概述

冷冻干燥的历史

冷冻干燥过程

第四节冷冻干燥的优缺点

第五节冷冻干燥的分类

第六节与冷冻干燥相关的放大问题

第二章冻干工艺基础与设备实现

第一节概述

第二节冻干工艺

第三节冻干设备

第三章食品的冷冻干燥技术及其应用

第一节概述及进展

工艺优化

第三节影响因素

第四节冻干技术对不同食品的应用

第五节发展前景以及现阶段存在的问题及解决办法

第四章冷冻干燥技术在医药领域的应用

第一节冻干技术在中药中的应用

第二节冻干在西药中的应用

第三节冷冻干燥技术在医疗应用方面的总结

第五章冷冻干燥技术在其他方面的应用

第一节微生物的冷冻干燥

第二节生物药品的冷冻干燥

第三节人体细胞的冷冻干燥

冷冻干燥的保护剂与添加剂、常用辅料

一节冷冻干燥加工诱发应力和稳定机制

第二节冷冻干燥保护添加剂的分类

第三节冷冻干燥保护添加剂具体说明

第四节配方成分的相互作用

第五节配方应用举例・

第七章真空冷冻技术存在的问题及解决措施

第一节现阶段真空冷冻技术存在的问题及相关解决措施

第二节真空冷冻干燥设备

影响药品冷冻干燥技术的因素及优化

第四节现阶段研究的重点

第五节发展趋势及展望

第一章

绪论

在

第一节冷冻干燥概述

水是生命所必需的，它提供了支持细胞进行正常生化活动的良好环境，使新陈代谢得以继续和维持所有的生命过程。很简单，在没有水的情况下，会导致活

单

细胞死亡或休眠，或抑制细胞提取物的生化活性。水也在储存物质的降解中起着重要作用，它提供了增强自溶或促进腐败生物生长的条件”。。

，为了稳定不稳定的产品，有必要固定或减少储存祥品的含水量。疫苗、其他生物材料和微生物可以通过冷冻来稳定其状态。然而，保持和运输冷冻状态下的样品是昂贵的，而冷冻分解可能导致有价值产品的完全损失。另外，生物制品可以在空气中使用高温进行干燥。传统干燥通常由于高溶质浓度或热失活而导致产品的物理和化学性质的显著变化，并且更适合于脱水低成本的产品，如食品。冻于结合了冷冻和于燥的优点，提供了一种干燥。有活性，货架期长，且易于溶解的产品用。

真空玲冻干燥(Vacuum Freeze-drying)也称冷东干燥(Freeze-drying)，简称冻于(FD)、它可以将物料冻结到共晶点温度以下，使物有得中的水分变成固态的冰14，然后在较高真空环境下，通过外加给热给物料加热，可以将冰直接升华成水燕气，随后再用真空系统中的水汽凝结器将水燕气冷无，最后获得干燥制品門。真空冷冻于燥技术(简称冻干技术)是在真空低温环境下，研究被冻干物料内外传热传质过程、特点和规律的科学。这是一门跨学科的综合技术，它的发展需要真空、制冷、加热、自动控制等各项技术的支持州。人们用了几种不同的定义来描述冻干。从操作上来说，可以将冷冻干燥定义为一种可以控制的真空脱水不稳定产品的方法。早期对冻干的描述表明，冰只能通过升华来去除，并将这一步骤定义为初级干燥，循环的延长是通过二次干燥或解吸来实现的。

冷冻干燥通常被认为是一种温和的干燥材料的方法，但实际上是一个潜在的破坏过程，每个过程阶段应该被视为一系列相互关联的，每个阶段都有可能损害敏感的生物产品。在过程中的一个步骤中持续的损害可能会在过程链的后续阶段器变化等明显的微小变化都有可能将一个成功的过程中加剧，甚至过程中例如容转变为一个不可接受的过程”。冷冻干燥不会逆转配方之前的损伤，在选择适当的细胞类型或技术用于培养或纯化细胞或其提取物之前，必须小心谨慎。21世纪，冻于已成为一个不断发展壮大的重要课题。可以说冻干是现在许多行业中日益重要的工具，尽管是一项高度复杂的技术，但仍远未成熟，值得进行大量的基础和应用研究，这给设备制造商带来了不断的挑战，它们必须提供能够以可复制和可靠的方式处理大量高治疗价值和材料价值的仪器”。

一、冷冻干燥的原理

冷冻干燥的主要原理是一种称为升华的现象，当一个分子获得足够的能量从周围的分子中挣脱出来时，就会发生升华。对于水来说，即永直接从固态(冰)进入蒸汽状态，而不经过液态。4学

水有3种聚合态(又称相志)，即固态、液态和气态，这3种相态之间达到平衡时必有一定的条件，这种条件称为相平衡关系”。平衡关系是研究和分析含水物料冻结干燥原理的基础。图1-1所示为水的三相平衡图。图中OS线为固相与气相的分界线，称作升华线;OK线为液相与气相的分界线，称作汽化线;OL线为固相与液相的分界线，称作融化线。0点为三相点。根据压力减小，佛点下降的原理，只要压力P位于三相点之下，物料中的水分可以从固相冰不经液相而直接升华为水汽啊，这就是真空冷冻干操原理的物理学基础。水的三相点(气、液、固三相共存)温度为0,0098年，压力为610.33Pa，在低于三相点的固、气两相平衡线上，若给以足够的热量(升华潜热)，固态的冰可以直接升华为气态的水燕气逸出，而不经过转化为液态水的过程”

由此可知，先将物料冻结到共品点温度以下，将物料中的水分先术结成冰将经过前处理的预冻物料装入干燥仓内，然后将其置于三相点以下的低温，低压条件下，由加热板导执或辐射方式供给以必需的升华热，物料中的水分将由冰直接转化为水汽。干燥仓前沿和冷是器之间的水汽浓度梯度是冻干过程中去除水分的驱动力。不断升华出的水嘉气。由直空系组抽至排水仓内，在-401 459C的排管外壁上凝结被捕，直至按冻干曲线达到规定的要求面停止供热和抽直空，最致得到残余永量为1%-4%左右的干制品，完成物料冻干全过程……

本书是一部研究冷冻干燥工艺的学术著作。本书重点介绍了冷冻干燥的原理、发展历史，对冷冻干燥整体过程涉及的工艺、设备、一系列重要系统控制等进行了详细阐述。本书聚焦于国内外冷冻干燥实际应用，对不同种类食品、药品、微生物、白质、酶、人体细胞与组织的冷冻干燥进行了详细介绍，并对过程中的工艺优化及发展前景等问题进行了分析，对冷冻干燥技术存在的问题提供了解决措施，对冷冻干燥技术的发展进行了展望。本书为读者介绍了冷冻干燥技术的最新研究进展，对冷冻干燥学科的建设与推广具有一定价值。