配制成一定浓度的液体,为了能保证干燥后有一定的形状,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%最佳。Р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(或称第二阶段干燥)。Р一、预冻结Р预冻就是将溶液中的自由水固化,赋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。Р1、预冻的方法Р溶液的预冻方法有两种:冻干箱内预冻法和箱外预冻法。Р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冷冻。Р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。Р Р图2-2旋转型冷冻Р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。
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