真空冷冻干燥技术基本概念
冷冻干燥技术（简称冻干）是将溶剂和/或混悬介质在低温条件下结晶，然后将其由固态直接升华为气态的一种干燥过程。冷冻干燥通常应用于以水为溶剂的情况。图1所示为水的相图，其中显示了可将水从固态转化为气态的区域。
图1：水的相图
表1所示为水蒸气的压力（mTorr和mbar)与温度（℃ ）之间的关系。
|
温度（℃） |
压力 |
|
|
mTorr |
mbar |
|
|
0 |
4579 |
6.108 |
|
-4 |
3280 |
4.372 |
|
-8 |
2326 |
3.097 |
|
-12 |
1832 |
2.172 |
|
-16 |
1132 |
1.506 |
|
-20 |
930 |
1.032 |
|
-24 |
526 |
0.6985 |
|
-28 |
351 |
0.4669 |
|
-32 |
231 |
0.3709 |
|
-36 |
150 |
0.2020 |
|
-40 |
96.6 |
0.1238 |
|
-44 |
60.9 |
0.0809 |
|
-48 |
37.8 |
0.0502 |
|
-52 |
23.0 |
0.0300 |
|
-56 |
13.8 |
0.0183 |
|
-60 |
8.0 |
0.0107 |
|
-64 |
4.6 |
0.0061 |
|
-68 |
2.8 |
0.0034 |
|
-72 |
1.4 |
0.0018 |
表1：水的蒸气压力
冷冻干燥这一步骤对于纯水而言相对简单。如果产品在溶液或混悬液中含有两种或两种以上成分，则情况可能变得复杂，必须使用简化模型物质，使此过程更易于理解。这种复杂系统在生物物质中广泛存在。
冻干过程将非晶相的冰或水转化为水蒸气。如图2所示 ，因为冰的蒸汽压较低，所以水蒸气的体积会变大。在冻干的第二阶段，吸附于固体上的水被解吸出来。
冷冻干燥的优点可总结如下：
在低温条件下干燥可减少热敏性产品的降解。
液体产品可进行准确加料 。
可在过程中控制最终产品的含水量。
冷冻千燥后产品可具有较好的物理形状。
冷冻干燥产品比表面积大，可快速复水。
其缺点如下：
投资、运转和维护费用高。
工艺及设备复杂，需要有经过长期培训具备熟练技能的合作者。
