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凍干曲線程序的制定

生物制品經(jīng)冷凍干燥后具有一定的物理形態(tài)，如均勻的顏色、合格的殘余水份含量、良好的溶解性、高的存活率或較長的保存期等。因此，不僅要對(duì)凍干過程和凍干后的密封保存進(jìn)行控制，更重要的是對(duì)冷凍干燥過程的每一階段的各參數(shù)進(jìn)行全面的控制，才能得到的產(chǎn)品。凍干曲線和時(shí)序就是進(jìn)行冷凍干燥過程控制的基本依據(jù)。

凍干曲線和時(shí)序不僅是手工操作凍干機(jī)的依據(jù)，也是自動(dòng)控制凍干機(jī)操作的依據(jù)。例如，利用凸輪法和滾筒法進(jìn)行凍干機(jī)的自動(dòng)控制時(shí)，凸輪和滾筒的刻劃依據(jù)就是凍干曲線和時(shí)序，在用微處理機(jī)對(duì)凍干機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，操作程序的編制依據(jù)也是凍干曲線和時(shí)序，按照微機(jī)的一定要求把凍干曲線和時(shí)序用操作鍵盤輸入微機(jī)的貯存器內(nèi)。

凍干曲線是凍干箱板層溫度與時(shí)間之間的關(guān)系曲線。一般以溫度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)。它反映了在凍干過程中，不同時(shí)間板層溫度的變化情況。

    凍干時(shí)序是在凍干過程中不同時(shí)間，各種設(shè)備的啟閉運(yùn)行情況。

    制定凍干曲線以板層為依據(jù)是因?yàn)楫a(chǎn)品溫度是受板層溫度支配的。控制了板層溫度也就控制了產(chǎn)品溫度。

   制定凍干曲線要考慮下列因素：

    產(chǎn)品的品種：產(chǎn)品不同則共熔點(diǎn)亦不同，共熔點(diǎn)低的產(chǎn)品要求預(yù)凍的溫度低；加熱時(shí)板層的溫度亦相應(yīng)要低些。有些產(chǎn)品受冷凍的影響較大，有些產(chǎn)品則影響較小；一般細(xì)菌性的產(chǎn)品受冷凍的影響較大，病毒性的產(chǎn)品受冷凍的影響較小。要根據(jù)試驗(yàn)找出一個(gè)產(chǎn)品的*冷凍速率，以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品和較短的冷凍干燥時(shí)間。另外產(chǎn)品不同，對(duì)殘余水份的要求也不同。為了長期保存產(chǎn)品，有些產(chǎn)品要求殘余水份含量低些。有些則要求高些。殘余水份含量要求低的產(chǎn)品，凍干時(shí)間需長些。殘余水份含量要求高的產(chǎn)品，凍干時(shí)間可縮短。

    裝量的多少也影響著凍干曲線的制定。一個(gè)是總裝量的多少，一個(gè)是每一容器內(nèi)產(chǎn)品裝量的多少。裝量多的凍干時(shí)間也長。

    容器的品種也是需要考慮的因素，底部平整和較清潔的瓶子傳熱較好。底部不平或玻璃厚的瓶子傳熱較差，后者顯然凍干時(shí)間較長。

    凍干機(jī)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到凍干曲線的制定，凍干機(jī)有各種不同的型號(hào)，因此它們的性能也各不相同。有些機(jī)器的性能好，例如板層之間，每板層的各部分之間溫差小；冷凝器的溫度低，冰負(fù)荷能力大；凍干箱與冷凝器之間的水蒸汽流動(dòng)阻力小；真空泵抽速快，真空度好而穩(wěn)定。有些機(jī)器則差一些。因此盡管是同一產(chǎn)品，當(dāng)用不同型號(hào)的凍干機(jī)進(jìn)行凍干時(shí)，曲線也是不一樣的，照搬其它型號(hào)機(jī)器的凍干曲線不一定能凍出好的產(chǎn)品來。

  制定凍干曲線和時(shí)序時(shí)要確定下列數(shù)據(jù)：

1.預(yù)凍速度

    預(yù)凍速度大部分機(jī)器不能進(jìn)行控制，因此只能以預(yù)凍溫度和裝箱時(shí)間來決定預(yù)凍的速率，要求預(yù)凍的速率快，則凍干箱先降至降低的溫度，然后才讓產(chǎn)品進(jìn)箱；要求預(yù)凍的速率慢，則產(chǎn)品進(jìn)箱之后再讓凍干箱降溫。

2.預(yù)凍的zui低溫度

    這個(gè)溫度取決于產(chǎn)品的共熔點(diǎn)溫度，預(yù)凍zui低溫度應(yīng)低于該產(chǎn)品的共熔點(diǎn)溫度的5℃～7℃。

3.預(yù)凍的時(shí)間

    產(chǎn)品裝量多，使用的容器底厚而不平整，不是把產(chǎn)品直接放在凍干箱板層上凍干，凍干箱冷凍機(jī)能力差，每一板層之間以及每一板層的個(gè)部分之間溫差大的機(jī)器，則要求預(yù)凍時(shí)間長些。為了使箱內(nèi)每一瓶產(chǎn)品全部凍實(shí)，一般要求在樣品的溫度達(dá)到預(yù)定的zui低溫度之后再保持1－2小時(shí)的時(shí)間。

4.冷凝器降溫的時(shí)間

    冷凝器要求在預(yù)凍末期，預(yù)凍尚未結(jié)束，抽真空之前開始降溫。降溫時(shí)間要由冷凝器機(jī)器的降溫性能來決定，要求在預(yù)凍結(jié)束抽真空的時(shí)候，冷凝器的溫度要達(dá)到-40℃左右，好的機(jī)器一般半小時(shí)后開始降溫。

    冷凝器的降溫通常從開始之后一直持續(xù)到凍干結(jié)束為止。溫度始終應(yīng)在-40℃以下。

5.抽真空時(shí)間

    預(yù)凍結(jié)束就是開始抽真空的時(shí)間，要求在半小時(shí)左右的時(shí)間真空度能達(dá)到20Pa。

    抽真空的同時(shí)，也是凍干箱冷凝器之間的真空閥打開的時(shí)候，真空泵和真空閥門打開同樣一直持續(xù)到凍干結(jié)束為止。

6.預(yù)凍結(jié)束的時(shí)間

預(yù)凍結(jié)束就是當(dāng)物料被預(yù)凍至共熔點(diǎn)溫度以下約2小時(shí)左右（視物料凍干量而定），通常在抽真空及進(jìn)行程序控溫啟動(dòng)之前結(jié)束。

7.開始加熱時(shí)間

    一般認(rèn)為開始加熱的時(shí)間（實(shí)際上抽真空開始升華即已開始）。開始加熱是在真空度達(dá)到10 Pa之后（接近1×10^-1毫米汞柱），開始加熱；有些凍干機(jī)是在抽真空之后半小時(shí)開始進(jìn)行程序控溫，這時(shí)真空度已達(dá)到10 Pa甚至更低。

8.產(chǎn)品加熱的zui高許可溫度

    板層加熱的zui高許可溫度根據(jù)產(chǎn)品來決定，在升華時(shí)板層的加熱溫度可以超過產(chǎn)品的zui高許可溫度因?yàn)檫@時(shí)產(chǎn)品仍停留在低溫階段，提高板層溫度可促進(jìn)升華；但凍干后期板層溫度需下降到與產(chǎn)品的zui高許可溫度相一致，由于傳熱的溫差，板層的溫度可比產(chǎn)品的zui高許可溫度略高少許。

9.凍干的總時(shí)間

    凍干的總時(shí)間為預(yù)凍時(shí)間，加上升華時(shí)間和第二階段工作的時(shí)間。總時(shí)間確定，凍干結(jié)束時(shí)間也確定。

    這個(gè)時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品的品種，瓶子的品種、裝箱方式、裝量、機(jī)器性能等來決定，一般冷凍工作的時(shí)間較長，在18－24小時(shí)左右，有些特殊的產(chǎn)品需要幾天的時(shí)間。

博醫(yī)康經(jīng)典中試凍干機(jī)（冷凍干燥機(jī)）Pilot3-6M