冻干工艺原理

1、冻干工艺原理 第一节 冷冻枯燥的原理一、冻干的概念、目的及应用冷冻枯燥就是把含有大量水分的物质， 预先进行降温冻结成固体。然后在真 空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来， 而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使 得枯燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态 , 且制品复水性极好。利用冷冻枯燥目的是为了贮存潮湿的物质， 通常是含有微生物组织的水溶液， 或不 含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直 接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他枯燥方式相比防止了化学、物理和酶 的变化， 从而确保了制品物性在保存时不易改变。 实际需要的低水汽压是靠真空的状

2、况 下到达的。真空冷冻枯燥技术主要应用于：(1) 热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干；(2) 为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组 织的处理；(3) 以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、 果蔬的冻干；(4) 在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。 以保持生鲜物质不变性的人参、 蜂皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工；(5) 超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速 反响工程的催化剂的处理等。二、冷冻枯燥的原理及优点1、 水的状态平衡图物质有固、液、汽三态，物质

3、的状态与其温度和压力有关。图1-1 示出水 H2O的状态平衡图。图中 OA OB OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽 两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线 将图面分为I、口、川三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线OB的顶端有一点K, 其温度为374C，称为临界点。假设水蒸汽的温度高于其临界温度374C时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点O,为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为 0.01 C，压力为610Pa。在三相点以下，不存在

4、液相。假设将冰面的压力保持低于 610Pa,且给冰加热，冰就会不经液相直接变成汽相， 这一过程称为升华。真空冷冻枯燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下 ,使水分变成固态的冰 , 然后在较 高的真空度下 , 使冰直接升华为水蒸气 , 再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝 ,从 而获得枯燥制品的技术。 枯燥过程是水的物态变化和移动的过程。这种变化和移动发生 在低温低压下。因此，真空冷冻枯燥的根本原理就是低温低压下传质传热的机理。2、 冷冻枯燥的优点冷冻枯燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾枯燥及真空枯燥相比，有许多突出的优点：1冷冻枯燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、 微生物

5、之类，不会发生变性或失去生物活力。2在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行。因此能保持原来的性状。3在低温下枯燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小， 适合一些化学制品、药品和食品的枯燥。4由于在冻结的状态下进行枯燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来 的结构，不会发生浓缩现象。枯燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解 迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。5在真空下进行枯燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。6枯燥能排除 95-99%以上的水份，使枯燥后产品能长期保存而不变质。第二节 冷冻枯燥的一般过程需要冻干的物品需配制成一定浓度的液体，为了能

6、保证枯燥后有一定的形状，一般冻干产品应配制成含固体物质浓度在4%- 25%之间的稀溶液，以浓度为 10%-15%最正确。这种溶液中的水， 大局部是以分子的形式存在于溶液中的自由水； 少局部是以分子 吸附在固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基团上的结合水。 固定于生物 体和细胞中的水，大局部是可以冻结和升华的自由水，还有一局部不能冻结、很难除去 的结合水。 冻干就是在低温、 真空环境中除却物质中的自由水和一局部的吸附于固体晶 格间隙中的结合水。因此，冷冻枯燥过程一般分三步进行，即预冻结、升华枯燥或称 第一阶段枯燥、解析枯燥或称第二阶段枯燥。一、预冻结预冻就是将溶液中的自由水固化，赋予干

7、后产品与枯燥前相同的形态，防止抽 空枯燥时起泡、 浓缩和溶质移动等不可逆变化发生，尽量减少由温度引起的物质可溶性 减少和生命特性的变化。1 、 预冻的方法溶液的预冻方法有两种：冻干箱内预冻法和箱外预冻法。箱内预冻法是直接把产品放置在冻干机内的多层搁板上， 由冻干机的冷冻机来进行 冷冻， 大量的小瓶和安瓶进行冻干时为了进箱和出箱方便，一般把小瓶或安瓶分放在假 设干金属盘内，再装进箱子，为了改善热传递。有些金属盘制成可抽活底式，进箱时把 底抽走，让小瓶直接与冻干箱的金属板接触；对于不可抽底的盘子，要求盘底平整，以 获得产品的均一性。 采用旋冻法的大血浆瓶要事先冻好后加上导热用的金属架后再进箱 进行

8、冷冻。箱外预冻法有二种方法。 有些小型冻干机没有进行预冻产品的装置， 只能利用低温 冰箱或酒精加干冰来进行预冻。 另一种是专用的旋冻器， 它可把大瓶的产品边旋转边冷 冻成壳状结构，然后再进入冻干箱内。还有一种特殊的离心式预冻法， 离心式冻干机就采用此法。 利用在真空下液体迅速 蒸发，吸收本身的热量而冻结。 旋转的离心力防止产品的气体逸出， 使产品能“平静地 冻结成一定的形状。转速一般为 800 转/ 分左右。2、 预冻的过程：水溶液温度降到一定时，根据溶液共晶浓度，浓度淡溶液里开始结冰，这个 温度就叫结冰点。 一般来说结冰点受浓度的支配与浓度一起下降。溶液温度低于结冰点 时，溶液中的一局部会结

9、晶析出，剩下的溶液浓度将会上升，就这样结冰点下降，接着 继续冷却，冰结晶随着冷却而增加，剩下的溶液浓度随之而增大。可是温度降到某一点 时剩下的溶液就全部冻结，这时的冻结物里混杂着冰晶体，这时的温度就是共晶点。溶液需过冷到冰点以后，其内产生晶核以后，自由水才会开始以冰的形式结晶，同 时放出结晶热使其温度上升到冰点，随着晶体的生长，溶液浓度的增加，当浓度到达共 晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就会全部冻结。溶液结晶的晶粒数量和大小除了与溶液本身的性质有关以外， 还与晶核生成速率和 晶体生长速率有关。 而晶核生成速率和晶体生长速率这两个因素又是随温度和压强的变 化而变化的，因此，我们可以通过控制

10、温度和压强来控制溶液结晶的晶粒数量和大小。 一般来说，冷却速度越快，过冷温度越低，所形成的晶核数量越多，晶体来不及生长就 被冻结，此时所形成的晶粒数量越多，晶粒越细；反之晶粒数量越少，晶粒越大。晶体的形状也与冻结温度有关。在 0oC 附近开始冻结时，冰晶呈六角对称形，在六 个主轴方向向前生长，同时，还会出现假设干副轴，所有冰晶连接起来，在溶液中形成 一个网络结构。随着过冷度的增加，冰晶将逐渐丧失容量识别的六角对称形式，加之成 核数多，冻结速度快 , 可能形成一种不规那么的树枝型，它们有任意数目的轴向柱状体， 而不象六方晶型那样只有六条。生物体液如血液血浆、肌肉浆液、玻璃体液等结冰 形成的结晶单

11、元， 往往与单一成分的水溶液形成的冰晶类型相似。结晶类型主要取决于 冷却速度和体液浓度，例如血浆、肌肉浆液等在正常浓度下结冰时，在较高零下温度、 慢冷却速度下形成六方结晶单元，快速冷却至低温时形成不规那么树枝状晶体。细胞悬浮液如红血球、白血球、精子、细菌等悬浮于蒸馏水、血浆或其他悬浮介 质中，在高零下温度缓慢结冰时，悬浮液中大量的冰生长，将细胞挤在两冰柱之间的 狭窄管道中， 管道内的悬浮介质因水析出结冰而溶质浓缩，细胞内的水通过细胞膜渗透 出细胞，又造成细胞内溶质的浓缩。与此同时，胞外冰的生长，还将迫使细胞物质体积 缩小、变形。但此时细胞内不结冰。当在低温下快速结冰时，那么细胞内将形成胞内冰。

12、 冰的大小、形状和分布与冷却速度、保护剂的存在与否、保护剂的性质以及细胞内水的 含量有关，一般说来，冷却速度越快、温度越低，细胞内形成的冰越多。悬浮液中添加 非渗透性保护剂，可以使快速结冰时细胞内形成的冰数目减少。溶液结晶的形式对冻干速率有直接的影响。 冰晶升华后留下的空隙是后续冰晶升华 时水蒸气的逸出通道， 大而连续的六方晶体升华后形成的空隙通道大， 水蒸汽逸出的阻 力小，因而制品枯燥速度快，反之树枝形和不连续的球状冰晶通道小或不连续，水蒸汽 靠扩散或渗透才能逸出，因而枯燥速度慢。因此仅从枯燥速率来考虑，慢冻为好。此外，冻结的速率还与冻结设备的种类、能力和传热介质等有关。 预冻会对细胞和生命

13、产生一定的破坏作用，其机理是非常复杂的，一般认为，预冻 过程中水结冰所产生的机械效应和溶质效应是引起生化药品在冻干过程中失活或变性 的重要因素。 机械效应是指水结冰时体积增大，致使活性物质活性部位中一些弱分子力 键受到破坏， 从而使活性损失； 溶质效应是指水结冰以后引起溶质浓度上升以及由于各 种溶质在各种温度条件下溶解度变化不一致引起 pH 值的变化，导致活性物质所处的环 境发生变化而造成失活或变性。对这种现象可采用以下措施解决：预冻采用速冻法， 先将搁板温度降至-45OC再放入产品急速冷冻，形成细微冰晶，使其来不及产生机械 效应。选用缓冲剂时要选用溶解度相当的缓冲配对盐。参加产品保护剂。升华

14、阶段时间的长短与以下因素有关： 产品的品种： 共熔点温度较高的产品容易枯燥，升华的时间短些；每瓶内的装量正常的枯燥速率大约为1mm/h、总装量、玻璃容器的形状、规格；升华时提供的热量；冻干机本身的性能、升华枯燥第一阶段枯燥升华枯燥也称为第一阶段枯燥。将冻结后的产品置于密封的真空容器中加热， 其冰晶就会升华成水蒸汽逸出而使产品脱水枯燥。枯燥是从外外表开始逐步向内推移 的， 冰晶升华后残留下的空隙变成此后升华水蒸汽的逸出通道。 已枯燥层和冻结局部的 分界面称为升华界面。在生物制品枯燥中，升华界面约为每小时 1mm勺速度向下推进。 当全部冰晶除去时，第一阶段枯燥就完成了，此时约除去全部水分的90%左

15、右。产品在升华枯燥时要吸收热量， 一克冰全部变成水蒸汽大约需要吸收 670 卡左右的 热量。因此升华阶段必须对产品进行加热。当冻干箱内的真空度降至10Pa可根据制品要求而定以下，就可以开始给制品加热，为产品升华提供能量，且冻干箱内的真空度 应控制在 10-30Pa 之间最有利于热量的传递，利于升华的进行。第一阶段升华枯燥是冷冻枯燥的关键阶段， 大局部的水在这一阶段被升华。 假设控 制不好，会直接影响产品的外观质量和冻干时间。假设搁板的温度过高，搁板向产品提 供的热量大于水分升华所吸收的热量， 那么产品温度持续上升，当产品温度超过其共熔点 时，那么产生喷瓶或瓶底变空的现象，影响产品的外观质量。赋

16、形剂的选择和用量对冻干 生化药品的外观影响很大。由于各个产品的性质不相同、配方各不同、离子浓度各不相 同，对赋形剂选择和用量要求各不一样，假设控制不好，冻干后的产品外观成为不易溶 解的蜂窝状或粉状， 而不能成为结构疏松、 易于溶解的网状结构， 影响药品的外观质量。 但由于产品升华时，升华面不是固定的。而是在不断的变化，并且随着升华的进行，冻 结产品越来越少。 因此造成对产品温度测量的困难，利用温度计来测量均会有一定的误 差。 可以利用气压测量法来确定升华时产品的温度，把冻干箱和冷凝器之间的阀门迅速 地关闭 1 2 秒的时间切不可太长。然后又迅速翻开，在关闭的瞬间观察冻干箱内 的压强升高情况，计

17、下压强升高到某一点的最高数值。从冰的不同温度的饱和蒸汽压曲 线或表上可以查出相应数值， 这个温度值就是升华时产品的温度。产品的温度也能通过 对升华产品的电阻的测量来推断。如果测得产品的电阻大于共熔点时的电阻数值，那么说明产品的温度低于共熔点的温度；如果测得的电阻接近共熔点时的电阻数值，那么说明产 品温度已接近或到达共熔点的温度。第一阶段枯燥结束可以通过以下现象判断：a. 枯燥层和冻结层的交界面到达瓶底并消失。b. 产品温度上升到接近产品共溶点的温度。c. 冻干箱的压力和冷凝器的压力接近，且两者间压力差维持不变d. 当关闭枯燥室与冷凝器之间的阀门时， 压强上升速率与渗漏相压器近 需要 预先检查渗

18、漏的速率。e. 当在多歧管上枯燥时，容器外表上的冰或水珠消失，其温度到达环境温度。 通常在此根底上还要延长 30 分钟到 1 小时的时间再转到第二步枯燥，以保证没有残留的冰。三、解析枯燥第二阶段枯燥10%左当它解析枯燥也称第二阶段枯燥。在第一阶段枯燥结束后，产品内还存在右的水分吸附在枯燥物质的毛细管壁和极性基团上，这一局部的水是未被冻结的。 们到达一定含量，就为微生物的生长繁殖和某些化学反响提供了条件。实验证明：即使 是单分子层吸附以下的低含水量，也可以成为某些化合物的溶液，产生与水溶液相同的 移动性和反响性。 因此为了改善产品的贮存稳定性， 延长其保存期， 需要除去这些水分。 这就是解析枯燥

19、的目的。由于这一局部水分是通过范德华力、 氢键等弱分子力吸附在药品上的结合水， 因此 要除去这局部水，需要克服分子间的力，需要更多的能量。此时可以把制品温度加热到 其允许的最高温度以下产品的允许温度视产品的品种而定，一般为25C -40C左右。病毒性产品为25C，细菌性产品为30C，血清、抗菌素等可高达 40C，维持一定的 时间由制品特点而定，使剩余水分含量到达预定值，整个冻干过程结束。如果制品共晶点较高，系统的真空度也能保持良好，凝结器的制冷能力充裕，那么也 可采用一定的升温速度，将搁板温度升高至允许的最高温度，直至冻干结束，但也需保 证制品在大量升华时的温度不得超过共晶点。在解析枯燥阶段由

20、于产品内逸出水份的减少， 冷凝器温度的下降又引起系统内水蒸气压力的下降，这样往往使冻干箱的总压力下降到低于10Pa,这就使冻干箱内对流的热传递几乎消失。为了改进冻干箱传热，使产品温度较快地到达最高允许温度，以缩短解 析枯燥阶段时间，要对冻干箱内的压强进行控制，控制的压强范围在1530Pa之间。产品温度到达许可温度之后， 为了进一步降低产品内的剩余水份含量， 需要恢复高 真空度，同时，冷凝器由于负荷减少也到达了极限低温，这样冻干箱和冷凝器之间水蒸 气压力差到达了最大值。这种状况非常有利于产品内剩余水份的逸出。由于冻干药品中的残留水分对冻干生化药品的影响很大， 残留水分过多， 生化活性 物质容易失

21、活，大大降低了稳定性。控制冻干药品中的残留水分，关键在于第二阶段再 枯燥的控制。 在这一阶段中， 温度要选择能允许的最高温度； 真空度的控制尽可能提高， 有利于残留水分的逸出；持续的时间越长越好，一般过程需要 4-6 小时；对自动化程度 较高的冻干机可采取压力升高试验对残留水分进行控制， 保证冻干药品的水分含量少于 3%。第三节 冻干曲线的制定生物制品的冷冻枯燥产品，需要有一定的物理形态、均一的颜色、合格的剩余水份 含量、良好的溶解性、高的存活率或效价，长的保存期。因此，不仅要对配制过程和冻 干后的密封保存进行控制。 更重要的是对冷冻枯燥过程的每一阶段的各参数进行全面的 控制，才能得到优质的产

22、品。冻干曲线和时序就是进行冷冻枯燥过程控制的根本依据。冻干曲线就是表示冻干过程中产品的温度、压力随时间变化的关系曲线；冻干时序 是在冻干过程中不同时间， 各种设备的启闭运行情况。冻干加工中最重要的过程参数是 制品的温度和枯燥箱内的压力。 对于某一具体的冻干机， 由于制品的温度与搁板温度或 箱内空间温度有一定依从关系， 许多设备又不能控制产品外表的压力， 所以实践中冻干 曲线往往用搁板温度或箱内空间温度与时间的关系曲线来表示。为了监测冻干过程 的主要参数，配自动记录仪的冻干机一般均自动记录下搁板的温度、制品温度、水汽凝 结器温度、冻干箱压力等四个参数和时间的曲线。这些曲线均为冻干曲线。比拟典型的

23、冻干曲线将搁板升温分为两个阶段，在大量升华时搁板温度保持较低，根据实际情况，一般可控制在-10C+10C之间。第二阶段那么根据制品性质将搁板温度 适当调高，此法适用于其熔点较低的制品。假设对制品的性能尚不清楚，机器性能较差 或其工作不够稳定时，用此法也比拟稳妥。实际上，冻干曲线的形状与产品的性能、装量的多少、分装容量的种类、设备条件 等许多因素有关。制定冻干曲线要考虑以下因素：产品的品种：有些产品受冷冻的影响较大，有些产品那么影响较小；一般细菌性的产品受冷冻的影响较大，病毒性的产品受冷冻的影响较小。 共熔点低的产品要求预冻的温度低， 加热时板层的温度亦相应要低 些；为了长期保存产品，剩余水份含

24、量要求低的产品，冻干时间需长些。剩余水份含量 要求高的产品，冻干时间可缩短；装液量：总装液量和每一容器内产品装液量的多少，装液量多那么冻干时间长；容器的品种：底部平整那么传热较好。底部不平或玻璃较厚那么传热较差，后者显然冻干时间较长；冻干机性能：生产厂家不同，冻干曲线也不完全一样。生产中应根据各自的具体条件，从试验中制定出最正确的冻干曲线。制定冻干曲线和冻干时序主要确定以下数据 :预冻速率预冻速率的快慢， 对产品冻结中晶粒的大小、 活菌的存活率和升华的速率均有直接 的影响。一般来说，慢冻晶粒大，产品外观粗糙、不容易损伤活菌，但升华速率快，而 速冻那么与此相反。通常冻干机是不能调节冻结速率的。如

25、需冻结得快一些，那么先将枯燥 室箱预冷至较低温度，再将制品入箱冻结。假设使枯燥箱与制品一起降温，其冻结 速率较慢。预冻温度根据预冻方法不同而略有差异。一般来说，搁板温度应低于制品共熔点5IOoCo预冻时间预冻所需的时间要根据不同的具体条件而定， 总的原那么是应使产品的各局部完全冻 牢。一般来说，制品装量多，分装的容器底不平，托盘与搁板接触传热不良，冻干机制 冷能力小，产品的过冷度小，搁板间的温差大等均应延长预冻时间。反之预冻时间可以 缩短。通常搁板式冻干机，枯燥箱的搁板从室温30oC降到-40oC约需24个小时，在制品样品温度降到预定的最低温度后，还需在此温度下保持 12小时，才能升华。水汽凝

26、结器的降温时间与温度在产品预冻结束前 30-50 分钟视其制冷能力决定时间长短 就应使水汽凝结 器降温。温度降到-40oC左右，起动真空泵抽真空，当产品外表压力降至10-20Pa以下, 起动加热循环泵，给产品供热升华。抽真空时间预冻结束就是开始抽真空，要求在 0.5h左右的时间真空度能到达 10Pa；预冻结束 就是停止冻干箱冷冻机的运转， 通常在抽真空的同时或真空抽到规定要求时停止冷冻机 的运转。预冻结束的时间预冻结束就是停止冻干箱板层的降温， 通常在抽真空的同时或真空抽到规定要 求时停止板层的降温。开始加热时间 一般认为开始加热的时间始于抽真空实际上抽真空开始，升华即已开始。开始 加热是在真

27、空度到达 10Pa 之后，有些冻干机利用真空继电器自动接通加热，即真空度 到达10Pa时，加热便自动开始；有些冻干机是在抽真空之后半小时开始加热，这时真 空度已到达10Pa甚至更高。真空报警工作时间 由于真空度对于升华是极其重要的，因此新式的冻干机均设有真空报警装置。真空 报警装置的工作时间在加热开始之时到校正漏孔使用之前，或从开始一直到冻干结束。 一旦在升华过程中真空度下降而发生真空报警时， 一方面发出报警信号，一方面自动切 断冻干箱的加热。 同时还启动冻干箱的冷冻机对产品进行降温， 以保护产品不致发生熔 化。真空控制的工作时间真空控制的目的是为了改进冻干箱内的热量传递， 通常在第二阶段枯燥

28、时使用，待 产品温度到达最高许可温度之后即可停止，继续恢复真空状态， 使用时间的长短由产品 的品种、装量和真空度的数值所决定。也可第一阶段枯燥时使用。产品加热的最高许可温度板层加热的最高许可温度根据产品来决定， 在升华时板层的加热温度可以超过产品 的最高许可温度因为这时产品仍停留在低温阶段， 提高板层温度可促进升华；但冻干后 期板层温度需下降到与产品的最高许可温度相一致。由于传热的温差， 板层的温度可比 产品的最高许可温度略高少许。冻干的总时间 冻干的总时间是预冻时间，加上升华时间和第二阶段工作的时间。总时间确定，冻 干结束时间也确定。冻干总时间根据产品的品种、瓶子的品种、装箱方式、装量、机器

29、 性能等来决定，一般冷冻工作的时间较长，在 1824h 左右，有些产品需要几天的时间。 第四节 冻干过程中主要参数的控制冻干机影响枯燥过程的主要因素是升华界面的温度 或供热量 和水蒸汽逸出制品 的能力。前者主要由搁板的温度和枯燥箱的压力真空度所决定，而后者主要由升华 界面的温度对应的水蒸汽饱和压力和箱内的水蒸汽分压所决定。因此，要使枯燥过 程具有“再现性，搁板的温度、枯燥箱的压力真空度和其水蒸汽分压这三个参数 进行“过程控制，才能使批与批间的制品具有相同的冻干条件和同样的质量下面从“过程再现的角度分别介绍目前所采用的搁板温度，枯燥箱内压力 真空 度和水蒸汽分压的控制。一、搁板温度的控制 生物医

30、药冷冻枯燥机均用电加热，利用控制电加热的通断，可以方便地控制加热量 和温度。一般采用两种方式。1、 阶梯式升温 即将升温阶段分成假设干区段，在每区段开始时接通加热器升温。当搁板介 质温度到达该段值上限时，切断加热器，保温到该段时间结束，再转入下区段的 升温。此种方式中每区段搁板的升温速率不进行控制，但因制品升温滞后于搁板的 升温，因此制品的升温速率与预定的接近。2、 跟踪式升温 根据制品要求的升温速率，制定出搁板升温速率曲线，将实测的搁板升温速率与对应时刻要求的升温速率曲线相比拟，确定加热器的通断时间比例， 并不断修正 这个比例使实际升温曲线跟踪要求的升温曲线，这种方式能较准确的进行过程控 制

31、。二、箱内压力真空度的控制过去人们调控箱内压力的目的，主要在于提高箱内压力，可以提高升华界 面允许的最高温度和供热量， 从而可加快枯燥的速度。引入“过程再现性的观点 以后，人们还要用能否获得“相同的冻干条件来重新审视这些方法的优劣。箱内 压力调控的方法主要有：1、 校下漏孔法 这是目前多数生物、 医药冻干机所采用的方法，它是基于提高枯燥塔速率而提 出来的。其方法是将无菌空气或气体，下同引入枯燥箱和冷阱，在冷阱的冷凝 外表上形成一层空气膜，因而水蒸汽的凝结阻力增大，冷阱压力提高，同时使枯燥 箱的压力也相应提睾。这种方法提高了枯燥箱的全压， 改善了传热条件和提高了升华界面的最高允许温度，而水蒸汽分

32、压稍低，有得水蒸汽的逸出，因此可以提高升华速率。但是： 热传导真空计的标度与气体成份有关，空气进入箱内后，其气体成分不断变化，特别是解吸枯燥阶段与升华阶段箱内气体成分差异较大，引起较大的测 此种方法是利用降低冷阱的冷凝效率来提高箱内压力的， 在开始升华阶段有 大量的水蒸汽需要捕捉，冷阱效率的降低无疑阻碍了升华速率的进一步提 高，因此实际使用中多用于升华后期和解吸枯燥初期。 此外这种方法在冷阱入口假设气流速度大， 冷凝面上聚集的空气膜不断被冲 走，因而水蒸汽容易被捕捉凝结：而在气流后段空气比例越来越多，凝结阻 力越来越大，因而结冰较少。这种凝结外表结冰的不均匀，甚至可能造成冷 阱入口处的气道阻塞。2. 调节真空泵能力法它也是基于提高枯燥速率而采用的。 其方法是降低真空泵的抽气能力或关闭真 空泵，使漏入的和从制品中挥发出来的不凝性气体逐步聚集在冷阱中，以降低冷凝 效率，从而提高了冷阱的压力和枯燥箱的压力。这种方法提高了箱内全压，改善