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冷凍干燥，也稱為凍干，是通過升華從制劑中除去冰的過程。在此過程中，這通常由三個不同的步驟組成。首先，冷卻溶液以凍結材料。接下來，通過在升華前沿的冰的蒸氣壓與冷凝器中的冰的蒸氣壓之間建立壓差來進行初級干燥以去除塊狀冰。這是通過操縱擱板溫度和室壓力來控制產品溫度而建立的。去除大量冰后，產品溫度升高，為二次干燥過程中去除未凍結的水提供能量。每個步驟都需要過程中的數(shù)據(jù)，以了解整個過程中貨架溫度、產品溫度和腔室壓力的影響。這些數(shù)據(jù)和其他類型的數(shù)據(jù)提供的信息可確保產品溫度保持在故障點以下，并提供有關每個處理步驟何時完成的信息。過程監(jiān)控的傳統(tǒng)方法包括使用測量冷凍干燥機內的溫度和壓力的設備。這些包括但不限于熱電偶、電阻溫度檢測器 (RTD)、電容壓力計和皮拉尼壓力計。下面描述了用于過程監(jiān)控的設備以及如何使用它們來檢測過程中的終點。

凍干機，也稱為冷凍干燥機，其工作原理主要是通過降低物質的水分活度，從而實現(xiàn)物質在不損害其結構和性質的情況下長期保存。具體來說，利用制冷技術將物料冷凍至其共晶點或接近共晶點溫度，然后通過真空系統(tǒng)將冰晶升華，最終得到干燥的物料。這個過程中，物質的水分被移除，但物質本身的結構和特性得到了保留。

實驗室小型凍干機主要采用冷凍干燥的方法，通過降低物料的溫度，使其達到冰點以下，隨后在真空條件下，使物料中的冰晶升華成水蒸氣，從而實現(xiàn)干燥。與傳統(tǒng)的干燥方法相比，冷凍干燥具有許多優(yōu)點。首先，它可以在低溫下進行，從而保留物料的原有結構和營養(yǎng)成分；其次，由于干燥過程在真空環(huán)境下進行，可以有效地防止氧化和污染；最后，干燥后的物料具有較好的穩(wěn)定性和復水性，方便存儲和運輸。

原位預凍凍干機的工作原理如下：首先，將待處理的物質置于冷凍板上，在低溫下使其快速冷凍，形成均勻的冰晶結構。隨后，通過減壓系統(tǒng)將設備內的壓強降低到一個很低的水平，這會導致冰晶直接從固態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)，即升華。之后，通過加熱系統(tǒng)提供熱量，以加快升華的速度，同時收集并去除蒸發(fā)的水分，從而將物質完全干燥。

實驗室小型凍干機的工作原理基于冷凍干燥技術。該技術通過將物質冷凍至冰點以下，使水分轉化為冰，然后在真空條件下將冰直接升華為水蒸氣，從而實現(xiàn)物質的干燥。這一過程可以有效保留物質的原有結構和活性成分，避免因高溫干燥造成的物質變性或失活。