吸附式干燥機與冷凍式干燥機的區別
表面處理網訊吸附式干燥機運用了高級的化工科技其原理為將飽和的壓縮空氣利用水分和空氣分子體積之不同采用了氣體凈化專用分子篩來過濾除壓縮空氣中的飽和水蒸汽可輕易的將水分子吸附在分子篩顆粒內再利用再生方法來還原分子篩其壓縮空氣點將可輕易達到-40
冷凍干燥是指通過升華從凍結的生物產品中去掉水份或其他溶劑的過程升華指的是溶劑比如水像干冰一樣不經過液態從固態直接變為氣態的過程冷凍干燥得到的產物稱作凍干物(lyophilizer)該過程稱任凍干(lyophilization)
為什么要選擇冷凍干燥?
傳統的干燥會引起材料皺縮破壞細胞在冰凍干燥的過程中樣品的結構不會被破壞因為固體成份被在其位子上的堅冰支持著在冰升華時他會留下孔隙在干燥的剩余物質里這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性
在實驗室中凍干有很多不同的用途他在許多生物化學與制藥應用中是不可缺少的它被用獲得可長時期保存的生物材料例如微生物培養酶血液與藥品除長期保存的穩定性以外還保留了其固有的生物活性與結構為此凍干被用于準備用做結構研究(例如電鏡研究)的組織樣品冷凍干燥也應用于化學分析中它能得到干燥態的樣品或者濃縮樣品以增加化析敏感度凍干使樣品成分穩定也不需改變化學成分是理想的分析輔助手段
冷凍干燥的實現
冷凍干燥可以自然發生在自然情況下這一過程緩慢而且不可預測通過冷凍干燥系統人們改進細分了很多步驟加速了這一過程
冷凍干燥系統
一個基本的冷凍干燥系統包括
一個干燥室或者多歧管
一個抽真空系統克服阻礙因素和加速氣體流動
一個熱源提供能量
一個低溫冷凝器用于使蒸氣壓差最大化并捕捉蒸汽使之凍結避免水蒸汽污染真空泵
冷凍干燥過程包含三個步驟
預凍為接下來的升化過程準備樣品
初級干燥在此過程中冰升化而不融化
次級干燥在此過程中鍵和于固體物質的殘留水分被除去從而留下干燥樣品這一步驟對保存樣品的穩定性非常重要
在殼式預凍中凍干瓶中樣品浸放在低溫熱傳導液體里旋轉液體樣品沿凍干瓶圓周內壁結凍以達到更大的表面積這層薄的結凍層能讓水份子更加容易地穿過一旦樣品結冰就可以與冷凍干燥系統連接了
初級和次級干燥發生在樣品瓶被連接到凍干系統時樣品立刻暴露在一個真空條件下從而克服氣流阻力同時熱量被得供做能量為接在干燥箱或多起
歧管的凍干瓶得其它玻璃容器提供熱量的熱源是室溫空氣浴在自動壓蓋上箱是加熱層供給真空和熱量這些條件可幫助從冰中升化出的水蒸汽更容易地流離樣品和表層已凍干的物質
冷凍干燥過程的幾個因素
冰凍樣品的升化效率取決于幾個因素其中最重要的冷凍產品與收集器之間的氣壓差最有效的冷凍干燥發生在樣品在它所能承受的最高溫度同時仍能保持冰凍壯態與此同時收集器溫度和系統真空度保持在所能達到的最低值干燥時間的變化依賴于被冷凍干燥的材料的低共熔溫度對于絕大多數的生物材料這個溫度低于0℃有的甚至要低于-40℃高的氣壓差和溫差將有產生有效的干燥
在初級干燥完成后所有的冰即被升化但是結合水仍舊存在于產品中在次級干燥時最后相的干燥牢固鍵合于固體樣品的水被稱為吸收水轉變成水蒸汽這一過程被稱為解吸作用解吸是一個緩慢的過程因為吸收水份比液體水在同一溫度下氣壓更低冷凍干燥在樣品和收集器的蒸汽壓力相等的徹低完成如果樣品在末完全干燥時過早的脫離系統它也許會很快的降解和失去結構及生物性能