冷凍干燥或凍干是將溶劑和/或混懸介質(zhì)在低溫條件下結(jié)晶，然后將其由固態(tài)直接升華為氣態(tài)的一種干燥過程。冷凍干燥通常應(yīng)用于以水為溶劑的情況。圖1所示為水的相圖，其中顯示了可將水從固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的區(qū)域。

圖1：水的相圖

表1：水的蒸氣壓力

表1所示為水蒸氣的壓力（mTorr和mbar)與溫度（℃ ）之間的關(guān)系。

冷凍干燥這一步驟對于純水而言相對簡單。如果產(chǎn)品在溶液或混懸液中含有兩種或兩種以上成分，則情況可能變得復(fù)雜，必須使用簡化模型物質(zhì)，使此過程更易于理解。這種復(fù)雜系統(tǒng)在生物物質(zhì)中廣泛存在。

干燥過程將非晶相的冰或水轉(zhuǎn)化為水蒸氣。如圖2所示 ，因?yàn)楸恼羝麎狠^低，所以水蒸氣的體積會變大。在干燥的第二階段，吸附于固體上的水被解吸出來。

圖2：水蒸氣體積-壓力曲線

此圖中水蒸氣的溫度為冰的溫度

冷凍干燥是為了獲得具有良好儲存穩(wěn)定性且在復(fù)水后不發(fā)生變化的物質(zhì)，當(dāng)然這在很大程度上也取決于此工藝的最后一步：包裝和儲存條件。

冷凍干燥的優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)如下：

在低溫條件下干燥可減少熱敏性產(chǎn)品的降解。

液體產(chǎn)品可進(jìn)行準(zhǔn)確加料 。

可在過程中控制最終產(chǎn)品的含水量。

冷凍千燥后產(chǎn)品可具有較好的物理形狀。

冷凍干燥產(chǎn)品比表面積大，可快速復(fù)水。

其缺點(diǎn)如下：

投資、運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)費(fèi)用高。

工藝及設(shè)備復(fù)雜，需要有經(jīng)過長期培訓(xùn)具備熟練技能的合作者。

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