冻干工艺原理

冻干工艺原理

第一节冷冻干燥的原理

一、冻干的概念、目的与应用

冷冻干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干脆从固体中升华出来，而物

质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干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。

利用冷冻干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，干脆由固态在不发生熔化的状况下

变成汽态。与其他干燥方式相比避开了化学、物理和酶的变更，从而

确保了制品物性在保存时不易变更。实际须要的低水汽压是靠真空的

状况下达到的。

真空冷冻干燥技术主要应用于：

⑴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；

⑵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；

⑶以保持食物色、香、味和养分成分以与能快速复水的咖啡、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、龟鳖等保健品与中草药制剂的加工；

⑸超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、

磁粉以与能加速反应工程的催化剂的处理等。

二、冷冻干燥的原理与优点

1、水的状态平衡图

物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图17

示出水（H20）的状态平衡图。图中OA、（）B、0C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、II、

III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

0B的顶端有一点K,其温度为374C,称为临界点。若水蒸汽的温度

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（），为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温

度为0.01℃,压力为610Pa。在三相点以下，不存在液相。

若将冰面的压力保持低于610Pa,且给冰加热，冰就会不经液相

干脆变成汽相，这一过程称为升华。

真空冷冻干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，使冰干脆升华为水蒸气,再用真空系

统中的水汽凝聚器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过

程是水的物态变更和移动的过程。这种变更和移动发生在低温低压

下。因此，真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理。

2、冷冻干燥的优点

冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥与真空干

燥相比，有很多突出的优点：

（1）冷冻干燥在低温下进行，因此在对于很多热敏性的物质特殊

适用。如蛋白质、微生物之类，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）在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的养

分成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。

（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形态儿乎

不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。干燥后的物

质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解快速而完全，几乎马上

复原原来的性状。

（5）在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，简单氧化的

物质得到了爱护。

（6）干燥能解除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而

不变质。

第二节冷冻干燥的一般过程

须要冻干的物品需配制成肯定浓度的液体，为了能保证干

燥后有肯定的形态，一般冻干产品应配制成含固体物质浓度在驾〜

25%之间的稀溶液，以浓度为10%〜15%最佳。

这种溶液中的水，大部分是以分子的形式存在于溶液中的自由水;

少部分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，大部分是可以

冻结和升华的自由水，还有一部分不能冻结、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部分的吸附于固

体晶格间隙中的结合水。因此，冷冻干燥过程一般分三步进行，即预

冻结、升华干燥（或称第一阶段干燥）、解析干燥（或称其次阶段干

燥）。

一、预冻结

预冻就是将溶液中的自由水固化，给予干后产品与干燥前相

同的形态，防止抽空干燥时起泡、浓缩和溶质移动等不行逆变更发生,

尽量削减由温度引起的物质可溶性削减和生命特性的变更。

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。

箱内预冻法是干脆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

箱便利，一般把小瓶或安瓶分放在若干金属盘内，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

干脆与冻干箱的金属板接触；对于不行抽底的盘子，要求盘底平整，

以获得产品的均一性。采纳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，离心式冻干机就采纳此法。利用

在真空下液体快速蒸发，汲取本身的热量而冻结。旋转的离心力防止

产品的气体逸出，使产品能“安静地”冻结成肯定的形态。转速一般

为800转/分左右。

2、预冻的过程：

水溶液温度降到肯定时，依据溶液共晶浓度，浓度淡溶液

里起先结冰，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.，溶液中的一部分会结晶析出，

剩下的溶液浓度将会上升，就这样结冰点下降，接着接着冷却，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，自由水才会起先以

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，当浓度达到共晶浓度，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更而变更的，因此，我们可以通

过限制温度和压强来限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，晶体来不与生

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。

晶体的形态也与冻结温度有关。在OoC旁边起先冻结时，冰晶呈

六角对称形，在六个主轴方向向前生长，同时，还会出现若干副轴，

全部冰晶连接起来,在溶液中形成一个网络结构。随着过冷度的增加,

冰晶将渐渐丢失容量分辨的六角对称形式，加之成核数多，冻结速度

快,可能形成一种不规则的树枝型，它们有随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）结冰形成的结晶单元，往往与单一成分的水溶液形成的

冰晶类型相像。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则树枝状晶体。

细胞悬浮液（如红血球、白血球、精子、细菌等悬浮于蒸储水、

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，则

细胞内将形成胞内冰。冰的大小、形态和分布与冷却速度、爱护剂的

存在与否、爱护剂的性质以与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

爱护剂，可以使快速结冰时细胞内形成的冰数目削减。

溶液结晶的形式对冻干速率有干脆的影响。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，因而制品干燥速度快，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，因而干燥速度慢。因此仅从干燥速率来考虑，慢冻为好。

止匕外，冻结的速率还与冻结设备的种类、实力和传热介质等有关。

预冻会对细胞和生命产生肯定的破坏作用，其机理是特别困难的,

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与由于各

种溶质在各种温度条件下溶解度变更不一样引起pH值的变更，导致

活性物质所处的环境发生变更而造成失活或变性。对这种现象可采纳

下列措施解决：①预冻采纳速冻法，先将搁板温度降至一450C,再放

入产品急速冷冻，形成微小冰晶，使其来不与产朝气械效应。②选用

缓冲剂时要选用溶解度相当的缓冲配对盐。③加入产品爱护剂。

升华阶段时间的长短与下列因素有关：①产品的品种：共熔点

温度较高的产品简单干燥，升华的时间短些；②每瓶内的装量（正

常的干燥速率大约为lmm/h）、总装量、玻璃容器的形态、规格；③升

华时供应的热量；④冻干机本身的性能

二、升华干燥（第一阶段干燥）

升华干燥也称为第一阶段干燥。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干燥。

干燥是从外表面起先逐步向内推移的，冰晶升华后残留下的空隙变成

尔后升华水蒸汽的逸出通道。己干燥层和冻结部分的分界面称为升华

界面。在生物制品干燥中，升华界面约为每小时1mm的速度向下推动。

当全部冰晶除去时，第一阶段干燥就完成了，此时约除去全部水分的

90%左右。

产品在升华干燥时要汲取热量，一克冰全部变成水蒸汽大约须要

汲取670卡左右的热量。因此升华阶段必需对产品进行加热。当冻干

箱内的真空度降至10Pa（可依据制品要求而定）以下，就可以起先

给制品加热，为产品升华供应能量，且冻干箱内的真空度应限制在

10-30Pa之间最有利于热量的传递，利于升华的进行。

第一阶段升华干燥是冷冻干燥的关键阶段，大部分的水在这一阶

段被升华。若限制不好，会干脆影响产品的外观质量和冻干时间C若

搁板的温度过高，搁板向产品供应的热量大于水分升华所汲取的热

量，则产品温度持续上升，当产品温度超过其共熔点时，则产生喷瓶

或瓶底变空的现象，影响产品的外观质量。赋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，若限制

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。而是在不断的变更，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

计来测量均会有肯定的误差。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快速地关闭1—2秒的时间（切

不行太长）。然后又快速打开，在关闭的瞬间视察冻干箱内的压强上

升状况，计下压强上升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。假如测

得产品的电阻大于共熔点时的电阻数值，则说明产品的温度低于共熔

点的温度；假如测得的电阻接近共熔点时的电阻数值，则说明产品温

度已接近或达到共熔点的温度。

第一•阶段干燥结束可以通过以下现象推断：

a.干燥层和冻结层的交界面到达瓶底并消逝。

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.当关闭干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（须要预先检查渗漏的速率）。

e.当在多歧管上干燥时，容器表面上的冰或水珠消逝，其温

度达到环境温度。

通常在此基础上还要延长30分钟到1小时的时间再转到其次步干

燥，以保证没有残留的冰。

三、解析干燥（其次阶段干燥）

解析干燥也称其次阶段干燥。在第一阶段干燥结束后，产

品内还存在10%左右的水分吸附在干燥物质的毛细管壁和极性基团

上，这一部分的水是未被冻结的。当它们达到肯定含量，就为微生物

的生长繁殖和某些化学反应供应了条件。试验证明：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

相同的移动性和反应性。因此为了改善产品的贮存稳定性，延长其保

存期，须要除去这些水分。这就是解析干燥的目的。

由于这一部分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，因此要除去这部分水，须要克服分子间的力，须要更多

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

25℃,细菌性产品为30℃,血清、抗菌素等可高达40℃）,维持肯

定的时间（由制品特点而定），使残余水分含量达到预定值，整个冻

干过程结束。

假如制品共晶点较高，系统的真空度也能保持良好，凝聚器的制

冷实力充裕，则也可采纳肯定的升温速度，将搁板温度上升至允许的

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。

在解析干燥阶段由于产品内逸出水份的削减，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lOPa,这就使冻干箱内对流的热传递几乎消逝。为了改进冻干

箱传热，使产品温度较快地达到最高允许温度，以缩短解析干燥阶段

时间，要对冻干箱内的压强进行限制，限制的压强范围在15〜30Pa

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残余水份

含量，须要复原高真空度，同时，冷凝器由于负荷削减也达到了极限

低温，这样冻干箱和冷凝器之间水蒸气压力差达到了最大值。这种状

况特别有利于产品内残余水份的逸出。

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，生化活性物质简单失活，大大降低了稳定性。限制冻干药品

中的残留水分，关键在于其次阶段再干燥的限制。在这一阶段中，温

度要选择能允许的最高温度；真空度的限制尽可能提高，有利于残留

水分的逸出；持续的时间越长越好，一般过程须要4-6小时；对自动

化程度较高的冻干机可实行压力上升试验对残留水分进行限制，保证

冻干药品的水分含量少于3%o

第三节冻干曲线的制定

生物制品的冷冻干燥产品，须要有肯定的物理形态、均一的颜色、

合格的残余水份含量、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限制。更重要

的是对冷冻干燥过程的每一阶段的各参数进行全面的限制，才能得到

优质的产品。冻干曲线和时序就是进行冷冻干燥过程限制的基本依

据。

冻干曲线就是表示冻干过程中产品的温度、压力随时间变更的关

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状

况。冻干加工中最重要的过程参数是制品的温度和干燥箱内的压力。

对于某一详细的冻干机，由于制品的温度与搁板温度或箱内空间温度

有肯定依从关系，很多设备又不能限制产品表面的压力，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、水汽凝聚器温度、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。

比较典型的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，依据实际状况，一般可限制在TOC〜+10C之间。

其次阶段则依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。若对制品的性能尚不清晰，机器性能较差或其工作不够稳

定时，用此法也比较稳妥。

事实上，冻干曲线的形态与产品的性能、装量的多少、分装容量

的种类、设备条件等很多因素有关。制定冻干曲线要考虑下列因素：

①产品的品种：有些产品受冷冻的影响较大，有些产品则影响较小;

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，残余水份含量要求低的产品，冻干时间需

长些。残余水份含量要求高的产品，冻干时间可缩短；②装液量：

总装液量和每一容器内产品装液量的多少，装液量多则冻干时间长；

③容器的品种：底部平整则传热较好。底部不平或玻璃较厚则传热

较差，后者明显冻干时间较长；④冻干机性能：生产厂家不同，冻

干曲线也不完全一样。生产中应依据各自的详细条件，从试验中制定

出最佳的冻干曲线。

制定冻干曲线和冻干时序主要确定下列数据：

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

华的速率均有干脆的影响。一般来说，慢冻晶粒大，产品外观粗糙、

不简单损伤活菌，但升华速率快，而速冻则与此相反。通常冻干机是

不能调整冻结速率的。如需冻结得快一些，则先将干燥室（箱）预冷

至较低温度，再将制品入箱冻结。若使干燥箱与制品一起降温，其冻

结速率较慢。

预冻温度

依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5〜10oC。

预冻时间

预冻所需的时间要依据不同的详细条件而定，总的原则是应使产

品的各部分完全冻牢。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，冻干机制冷实力小，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,干燥箱的搁板从室温30oC降到-40oC约需2〜4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1-2

小时，才能升华。

水汽凝聚器的降温时间与温度

在产品预冻结束前30-50分钟［视其制冷实力确定时间长

短）就应使水汽凝聚器降温。温度降到-400c左右，起动真空泵抽真

空，当产品表面压力降至10-20Pa以下，起动加热循环泵，给产品供

热升华。

抽真空时间

预冻结束就是起先抽真空，要求在0.5h左右的时间真空度能达

到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。

起先加热时间

一般认为起先加热的时间始于抽真空（事实上抽真空起先，升华

即已起先）。起先加热是在真空度达到ICPa之后，有些冻干机利用

真空继电器自动接通加热，即真空度达到lOPa时•，加热便自动起先;

有些冻干机是在抽真空之后半小时起先加热，这时真空度已达到lOPa

甚至更高。

真空报警工作忖问

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起先之时到校正漏孔运

用之前，或从起先始终到冻干结束。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，以爱护产品不致发

生熔化。

真空限制的工作时间

真空限制的目的是为了改进冻干箱内的热量传递，通常在其次阶

段干燥时运用，待产品温度达到最高许可温度之后即可停止，接着复

原真空状态，运用时间的长短由产品的品种、装量和真空度的数值所

确定。也可第一阶段干燥时运用。

产品加热的最高许可温度

板层加热的最高许可温度依据产品来确定，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

高许可温度相一样。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，加上升华时间和其次阶段工作的时

间。总时间确定，冻干结束时间也确定。冻干总时间依据产品的品种、

瓶子的品种、装箱方式、装量、机器性能等来确定，一般冷冻工作的

时间较长，在18~24h左右，有些产品须要几天的时间。

第四节冻干过程中主要参数的限制

冻干机影响干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实力。前者主要由搁板的温度和干燥箱的压力

（真空度）所确定，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确定。因此，要使干燥过程具有“再

现性”，搁板的温度、干燥箱的压力（真空度）和其水蒸汽分压这三

个参数进行“过程限制”，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纳的搁板温度，干

燥箱内压力（真空度）和水蒸汽分压的限制。

一、搁板温度的限制

生物医药冷冻干燥机均用电加热，利用限制电加热的通断，可以

便利地限制加热量和温度。一般采纳两种方式。

1、阶梯式升温

即将升温阶段分成若干区段，在每区段起先时接通加热器升

温。当搁板（介质）温度达到该段值上限时，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

的升温速率不进行限制，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

依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较，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，这种方式能较精确的进行过程限制。

二、箱内压力（真空度）的限制

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，从而可加快干燥的

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”来重新谛视这些方法的优劣。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、医药冻干机所采纳的方法，它是基于提

高干燥塔速率而提出来的。其方法是将无菌空气（或气体，下同）

引入干燥箱和冷阱，在冷阱的冷凝表面上形成一层空气膜，因而

水蒸汽的凝聚阻力增大，冷阱压力提高，同时使干燥箱的压力也

相应提睾。

这种方法提高了干燥箱的全压，改善了传热条件和提高了升

华界面的最高允许温度，而水蒸汽分压稍低，有得水蒸汽的逸出，

因此可以提高升华速率。

但是：

①热传导真空计的标度与气体成份有关，空气进入箱内后，其

气体成分不断变更，特殊是解吸干燥阶段与升华阶段箱内气

体成分差别较大，引起较大的测量误差。

②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

起先升华阶段有大量的水蒸汽须要捕获，冷阱效率的降低无

疑阻碍了升华速率的进一步提高，因此实际运用中多用于升

华后期和解吸干燥初期。

③此外这种方法在冷阱入口若气流速度大，冷凝面上聚集的空

气膜不断被冲走，因而水蒸汽简单被捕获凝聚：而在气流后

段空气比例越来越多，凝聚阻力越来越大，因而结冰较少。

这种凝聚表面结