什麼是冷凍乾燥?為什麼冷凍乾燥技術是生物技術產品製備的基本關

2021-03-22 08:40:24 字數 5701 閱讀 7501

1樓:北京索萊寶科技****

冷凍乾燥又稱昇華乾燥。將含水物料冷凍到冰點以下,使水轉變為冰,然後在較高真空下將冰轉變為蒸氣而除去的乾燥方法。物料可先在冷凍裝置內冷凍,再進行乾燥。

但也可直接在乾燥室內經迅速抽成真空而冷凍。昇華生成的水蒸氣借冷凝器除去。昇華過程中所需的汽化熱量,一般用熱輻射供給。

由於真空冷凍乾燥在低溫、低壓下進行,而且水分直接昇華,因此賦予產品許多特殊的效能。如真空冷凍乾燥技術對熱敏性物料亦能脫水比較徹底,且經乾燥的藥品十分穩定,便於長時間貯存。由於物料的乾燥在凍結狀態下完成,與其他乾燥方法相比,物料的物理結構和分子結構變化極小,其組織結構和外觀形態被較好地儲存。

在真空冷凍乾燥過程中,物料不存在表面硬化問題,且其內部形成多孔的海綿狀,因而具有優異的覆水性,可在短時間內恢復乾燥前的狀態。由於乾燥過程是在很低的溫度下進行,而且基本隔絕了空氣,因此有效地抑制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化,並較好地儲存了原料中的活性物質,以及保持了原料的色澤。

什麼是冷凍乾燥技術

2樓:晗晗

冷凍乾燥是利用冰晶昇華的原理,在高度真空的環境下,將已凍結了的食品物料的水分不經過冰的融化直接從冰固體昇華為蒸汽,一般真空乾燥物料中的水分是在液態下轉化為汽態而將食品乾製,故冷凍乾燥又稱為冷凍昇華乾燥。

3樓:

傳統乾燥方法是用乾燥劑,如cao、p2o5等等,這些固體乾燥劑會逃逸在空氣中形成粉塵,就是所謂的微粒,而用冷凍乾燥技術,就是用冰箱降溫,把水變成冰來乾燥,自然就含微粒少了。

什麼是真空冷凍乾燥技術?

4樓:匿名使用者

那是冷凍食品通過乾燥,才用真定包裝機包裝這就得一系列的技術

nasa開發冷凍乾燥技術的目的是什麼?

5樓:悅樾躍鑰

使水果蔬菜等物能保留更久的時間。

6樓:

但nasa開發冷凍乾燥

技術的目的是使「阿波羅」任務中的水果更易攜帶,該技術能夠以20%的質量保持98%的營養。nasa為了確保航天飛行食品開發的安全質量控制方法,食品安全包裝現已成為一項食品工業標準,以保護世界各地消費者的食品安全。

乾燥是保持物質不致腐敗變質的方法之一。乾燥的方法許多,如曬乾、煮幹、烘乾、噴霧乾燥和真空乾燥等。但這些乾燥方法都是在0℃以上或更高的溫度下進行。

乾燥所得的產品,一般是體積縮小、質地變硬,有些物質發生了氧化,一些易揮發的成分大部分會損失掉,有些熱敏性的物質,如蛋白質、維生素會發生變性。

微生物會失去生物活力,乾燥後的物質不易在水中溶解等。因此乾燥後的產品與乾燥前相比在性狀上有很大的差別。而冷凍乾燥法不同於以上的乾燥方法,產品的乾燥基本上在0℃以下的溫度進行,即在產品凍結的狀態下進行,直到後期,為了進一步降低產品的殘餘水份含量,才讓產品公升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。

冷凍乾燥就是把含有大量水分物質,預先進行降溫凍結成固體,然後在真空的條件下使固態水直接昇華出來,而物質本身剩留在凍結時的冰架中,因此它乾燥後體積不變。固態水在昇華時要吸收熱量,引起產品本身溫度的下降而減慢昇華速度,為了增加昇華速度,縮短乾燥時間,必須要對產品進行適當加熱。整個乾燥是在較低的溫度下進行的。

7樓:夏菱青雲

目的在於想儲存現有的所有生物的dna在太空上

8樓:麓貪馴毓依貌

可能是為了上太空之後好使用。

9樓:匿名使用者

是為了使保藏東西的能力更強。

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目的是為了保藏的時間長,能在太空中做更多的實驗。

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目的是為了讓人類能夠到未來看看以後的世界。

12樓:園耿正直

目的在於想儲存現有的所有生物的dna在太空上,避免人類以後消失在宇宙中。

13樓:撩妹翻車現場

為了物品能夠儲存時間長

14樓:z他小怪獸

為了人類在得到絕症後有乙個在未來可以得到**的機會。

15樓:闌傲訓詘章匚

現在還真是不太清楚它要幹什麼。

乾燥技術的冷凍乾燥技術

16樓:小飛

乾燥的方法許多,如曬乾、煮幹、烘乾、噴霧乾燥和真空乾燥等。但這些乾燥方法都是在0℃以上或更高的溫度下進行。乾燥所得的產品,一般是體積縮小、質地變硬,有些物質發生了氧化,一些易揮發的成分大部分會損失掉,有些熱敏性的物質,如蛋白質、維生素會發生變性。

微生物會失去生物活力,乾燥後的物質不易在水中溶解等。因此乾燥後的產品與乾燥前相比在性狀上有很大的差別。

冷凍乾燥法不同於以上的乾燥方法,產品的乾燥基本上在0℃以下的溫度進行,即在產品凍結的狀態下進行,直到後期,為了進一步降低產品的殘餘水份含量,才讓產品公升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。冷凍乾燥就是把含有大量水分物質,預先進行降溫凍結成固體,然後在真空的條件下使水蒸汽直接昇華出來,而物質本身剩留在凍結時的冰架中,因此它乾燥後體積不變,疏鬆多孔在昇華時要吸收熱量。引起產品本身溫度的下降而減慢昇華速度,為了增加昇華速度,縮短乾燥時間,必須要對產品進行適當加熱。

整個乾燥是在較低的溫度下進行的。

冷凍乾燥有下列優點:(1)冷凍乾燥在低溫下進行,因此對於許多熱敏性的物質特別適用。如蛋白質、微生物之類不會發生變性或失去生物活力。

因此在醫藥上得到廣泛地應用;(2)在低溫下乾燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小,適合一些化學產品,藥品和食品乾燥;(3)在冷凍乾燥過程中,微生物的生長和酶的作用無法進行,因此能保持原來的性裝;(4)由於在凍結的狀態下進行乾燥,因此體積幾乎不變,保持了原來的結構,不會發生濃縮現象;(5)乾燥後的物質疏鬆多孔,呈海綿狀,加水後溶解迅速而完全,幾乎立即恢復原來的性狀;(6)由於乾燥在真空下進行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質得到了保護;(7)乾燥能排除95-99%以上的水份,使乾燥後產品能長期儲存而不致變質。因此,冷凍乾燥目前在醫藥工業,食品工業,科研和其他部門得到廣泛的應用。

什麼是冷凍乾燥?冷凍濃縮?原理各自是什麼?有什麼特點?

17樓:匿名使用者

冷凍乾燥就是把含有大量水分物質,預先進行降溫凍結成固體,然後在真空的條件下使水蒸汽直接昇華出來,而物質本身剩留在凍結時的冰架中。其原理是利用昇華的原理進行乾燥的一種技術,是將被乾燥的物質在低溫下快速凍結,然後在適當的真空環境下,使凍結的水分子直接昇華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍乾燥得到的產物稱作凍乾物(lyophilizer),該過程稱作凍乾(lyophilization)。

真空冷凍乾燥定義和冷凍乾燥定義有什麼區別

18樓:匿名使用者

真空冷凍乾燥技術是將溼物料或溶液在較低的溫度(-10℃~-50℃)下凍結成固態,然後在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不經液態直接昇華成氣態,最終使物料脫水的乾燥技術。我國是原料藥生產大國,因此該技術應用前景十分廣闊。

但是,應當引起注意的是,近年來真空冷凍乾燥技術在我國推廣得非常迅速,相比之下,其基礎理論研究相對滯後、薄弱,專業技術人員也不多。並且,與氣流乾燥、噴霧乾燥等其他乾燥技術相比,真空冷凍乾燥裝置投資大,能源消耗及藥品生產成本較高,從而限制了該技術的進一步發展。因此,切實加強基礎理論研究,在確保藥品質量的同時,實現節能降耗、降低生產成本,已經成為真空冷凍乾燥技術領域當前面臨的最主要的問題。

■技術優勢突出

由於真空冷凍乾燥在低溫、低壓下進行,而且水分直接昇華,因此賦予產品許多特殊的效能。如真空冷凍乾燥技術對熱敏性物料亦能脫水比較徹底,且經乾燥的藥品十分穩定,便於長時間貯存。由於物料的乾燥在凍結狀態下完成,與其他乾燥方法相比,物料的物理結構和分子結構變化極小,其組織結構和外觀形態被較好地儲存。

在真空冷凍乾燥過程中,物料不存在表面硬化問題,且其內部形成多孔的海綿狀,因而具有優異的覆水性,可在短時間內恢復乾燥前的狀態。由於乾燥過程是在很低的溫度下進行,而且基本隔絕了空氣,因此有效地抑制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化,並較好地儲存了原料中的活性物質,以及保持了原料的色澤。

■加強基礎理論研究

目前,我國真空冷凍乾燥裝置趨於完善,但與發達國家相比,該技術基礎理論的研究顯得滯後和薄弱,阻礙了技術應用水平的提高。因此,研究的重點正向這方面轉移。目前,研究的焦點集中在真空冷凍乾燥的物性引數及其影響因素、過程引數、過程機理和模型、過程優化控制等的研究。

真空冷凍乾燥技術的基本引數包括物性引數和過程引數,它們是實現真空冷凍乾燥過程的基礎。這些資料的缺乏會使乾燥過程難以實現針對原料的優化,不能充分發揮系統效率。物性引數指物料的導熱係數、傳遞係數等。

這方面的研究內容包括物性引數資料的測定及測定方法,以及環境條件壓強、溫度、相對濕度和物料顆粒取向等對物性引數的影響。過程引數包括冷凍、供熱和物料形態等有關引數。對冷凍過程的研究意在為系統找到最優冷凍曲線。

供熱過程的研究則集中在兩方面:一是對原料載體的改良;二是加熱方式(傳熱方式和供熱熱源)的選擇。確定恰當的物料形態也是重要的研究內容,它包括原料的顆粒形態和料層厚度等。

從熱量傳遞和質量傳遞入手研究真空冷凍乾燥的機理,並建立相應的數學模型,有助於找出過程的影響因素,**時間、溫度及蒸氣壓強的分布狀況。目前的研究主要限於均質液相,並提出了一些數學模型,如冰前沿均勻退卻模型、昇華模型、吸附-昇華模型等。這些模型雖然對真空冷凍乾燥的過程作了不同程度的描述,但在實際應用中仍然存在許多限制條件。

過程優化控制是建立在上述數學模型的基礎上的。控制方案又有準穩態模型和非穩態模型之分。

■嚴控生產工藝

由於生物製品和藥品的凍乾工藝比較複雜,為保證凍乾產品的質量和節能,在生產過程中需要嚴格控制預凍溫度、昇華吸熱等,使凍乾過程各階段按照預先制訂的工藝路線工作。

*應用提示一:保持合理的預凍溫度

在真空冷凍乾燥過程中,需要先對被乾燥的藥品進行預凍,然後在真空狀態下,使水分直接由冰變為氣而使藥品乾燥。在整個昇華階段,藥品必須保持在凍結狀態,否則就不能得到性狀良好的產品。在藥品預凍階段,要嚴格控制預凍溫度(通常比藥品的共熔點低幾度)。

如果預凍溫度不夠低,則藥品可能沒有完全凍結,在抽真空昇華時會膨脹起泡;若預凍溫度太低,不僅會增加不必要的能量消耗,而且對於某些生物藥品,會降低其凍乾後的成活率。

*應用提示二:關注昇華吸熱

在乾燥昇華階段,物料需要吸收熱量(每克冰完全昇華成水蒸氣約吸收2.8千焦耳的熱量)。如果不對藥品進行加熱或熱量不足,則在水分在昇華時會吸收藥品本身的熱量而使藥品的溫度降低,致使藥品的蒸氣壓降低,於是引起昇華速度的降低,整個乾燥的時間就會延長,生產率下降;如果對藥品加熱過多,藥品的昇華速率固然會提高,但在抵消了藥品昇華所吸收的熱量之後,多餘的熱量會使凍結藥品本身的溫度上公升,使藥品可能出現區域性甚至全部熔化,引起藥品的乾縮起泡現象,整個乾燥就會失敗。

*應用提示三:採用計算機自動化控制

為了獲得良好的凍乾藥品,一般在凍乾時應根據每種凍乾機的效能和藥品的特點,在經過試驗的基礎上制訂出一條凍乾曲線,然後控制機器,使凍乾過程各階段的溫度變化符合預先制訂的凍乾曲線。目前,真空冷凍乾燥的生產過程控制可借助於計算機來控制生產系統按照預先設定的凍乾曲線工作。如計算機對鏈黴素硫酸鹽的凍乾過程控制可分為兩個階段:

第一階段,在低於熔點的溫度下,將水分從冷凍的物料內昇華,約有98%~99%的水分均在此時被除去。第二階段,將物料溫度逐漸公升到或略高於室溫,經此階段水分可以減少到低於0.5%。

此過程預凍溫度為-40℃左右,時間約兩小時。凍乾藥品的乾燥昇華階段,物料溫度約為-30℃~-35℃,絕對壓強約為4~7帕。鏈黴素的最終乾燥溫度可公升至40℃,總乾燥時間約18小時。

採用計算機自動化控制系統,有助於保證藥品符合質量要求。

什麼是真空冷凍乾燥技術,真空冷凍乾燥定義和冷凍乾燥定義有什麼區別

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