實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)的工作原理、分類、具體用途、特色優(yōu)勢及選購注意事項(xiàng)大部分的人都還不了解，其實(shí)實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)主要用于實(shí)驗(yàn)室藥品的冷凍和干燥，下面我們一起來了解一下實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)工作原理和購機(jī)注意事項(xiàng)等相關(guān)知識。
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)特色優(yōu)勢（以QFN-DGJ-10N(電加熱)壓蓋實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)為例）：
●采用進(jìn)口壓縮機(jī)，制冷功率高，噪音小；
●冷阱具有預(yù)凍功能，對樣品進(jìn)行預(yù)先凍結(jié)，替代低溫冰箱；
●冷阱捕冰均勻，捕冰能力強(qiáng)。
●液晶觸屏+冷凍干燥機(jī)專用控制系統(tǒng)，具有高可靠性和穩(wěn)定性；
●屏幕顯示多種凍干數(shù)據(jù)：樣品溫度、冷阱溫度、真空度、運(yùn)行時(shí)間、凍干曲線；
●智能化數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，可查詢歷史曲線及歷史記錄，并可實(shí)時(shí)修改存儲周期及數(shù)據(jù)記錄U盤導(dǎo)出。
●標(biāo)配一臺防返油真空泵。
●板層加熱安全控溫系統(tǒng)，可控制升溫速率。
●靈活的手動+自動控制方式，手動摸索工藝，自動批量化生產(chǎn)。
●實(shí)時(shí)報(bào)警顯示及歷史報(bào)警查詢功能，方便故障診斷及設(shè)備維護(hù)。
●可設(shè)置用戶等級和密碼，分權(quán)進(jìn)行操作管理。
●強(qiáng)大的傳感器校準(zhǔn)功能，確保長期使用測量值的精確性。
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)工作原理：
利用冷凍及抽真空的方式使物料冷凍干燥，從而達(dá)到凍干效果。在物料冷凍到冰點(diǎn)以下后，真空泵開始抽真空，不斷降低物料表面蒸汽壓和物料的表面溫度，當(dāng)物料的溫度達(dá)到共晶點(diǎn)以下時(shí)，物料完全成為固體，氣體兩象共存，而不存在液相的成分。氣相的溶劑在經(jīng)由超低溫的冷阱時(shí)被冷阱捕獲。可編程的控制器在升華的過程中通過加熱擱板不斷提供升華所需要的能量。在物料中的含水量達(dá)到1%以下時(shí)，采用極限真空，物料表面溫度降到—50℃以下，殘余的溶劑在極限真空下?lián)]發(fā)。
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)具體用途
主要用于實(shí)驗(yàn)室藥品冷凍干燥。凍干試驗(yàn)是在無損和高度安全的情況下從冷凍的物質(zhì)中去除水分的最好的方法，在真空狀態(tài)下，直接把結(jié)冰的溶劑升華為氣態(tài)而達(dá)到干燥的目的，凍干結(jié)束后的材料的溫度低于—10℃。
凍干過程能最大程度上保持物料分子的基本結(jié)構(gòu)和混合物的空間構(gòu)型，在加水以后能夠再次恢復(fù)原材料的物理，化學(xué).生物特性，從而是一種對材料無損傷的干燥方式。雖然水分被完全去除，但主要的化學(xué)鍵保持和量不變，干燥后和物料性質(zhì)長期保持穩(wěn)定，因此凍干是保存熱敏感的組織或材料的最佳方法。
凍干的過程物料的溫度可降至—50℃或更低，因此又是一種高度安全的干燥方法，在通常的加熱干燥過程中，需要大量的外界熱量輸入。因此對于易揮發(fā)，易爆炸，易污染，易損害等危險(xiǎn)物質(zhì)來說，凍干的優(yōu)點(diǎn)非常突出。一方面，超低溫保證了熱安全性，升華能量在微控制器的控制下有序平穩(wěn)供給，另一方面，凍干又是在高度真空的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此由空氣引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)無法進(jìn)行，進(jìn)一步保證了實(shí)驗(yàn)過程的安全性。
實(shí)驗(yàn)冷凍干燥機(jī)的分類
實(shí)驗(yàn)冷凍干燥機(jī)追求的性能指標(biāo)是體積小、重量輕、功能多、性能穩(wěn)定、測試系統(tǒng)準(zhǔn)確度高，最好是一機(jī)多用，能適應(yīng)多種物料的凍干實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)系列冷凍干燥機(jī)種類的主要?jiǎng)澐址椒ㄓ校?/span>
1、從結(jié)構(gòu)上分
鐘罩型冷凍干燥機(jī)：凍干腔和冷阱為分立的上下結(jié)構(gòu)，凍干腔沒有預(yù)凍功能。該類型的冷凍干燥機(jī)在物料預(yù)凍結(jié)束后轉(zhuǎn)入干燥過程時(shí)需要人工操作。大部分實(shí)驗(yàn)型冷凍干燥機(jī)都為鐘罩型，其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低。凍干腔多數(shù)使用透明有機(jī)玻璃罩，便于觀察物料的凍干情況。
原位型冷凍干燥機(jī)：凍干腔和冷阱為兩個(gè)獨(dú)立的腔體，凍干腔中的擱板帶制冷功能，物料置入凍干腔后，物料的預(yù)凍、干燥過程無需人工操作。該類型冷凍干燥機(jī)的制作工藝復(fù)雜，制造成本高，但原位型冷凍干燥機(jī)是冷凍干燥機(jī)發(fā)展方向，是進(jìn)行凍干工藝摸索的理想選擇，特別適用于醫(yī)藥、生物制品及其他特殊產(chǎn)品的凍干。
a、普通型
b、壓蓋型
c、普通多歧管型
d、壓蓋多歧管
e、T型
2、從功能上分
普通擱板型：物料散裝于物料盤中，適用于食品、中草藥、粉末材料的凍干。
帶壓蓋裝置型：適合西林瓶裝物料的干燥，凍干準(zhǔn)備時(shí)，按需要將物料分裝在西林瓶中，浮蓋好瓶蓋后進(jìn)行冷凍干燥，干燥結(jié)束后操作壓蓋機(jī)構(gòu)壓緊瓶蓋，可避免二次污染、重新吸附水分，易于長期保存。
多歧管型：在干燥室外部接裝燒瓶，對旋凍在瓶內(nèi)壁的物料進(jìn)行干燥，這時(shí)燒瓶作為容器接在干燥箱外的歧管上，燒瓶中的物料靠室溫加熱，通過多歧管開關(guān)裝置，可按需要隨時(shí)取下或裝上燒瓶，不需要停機(jī)。
帶預(yù)凍功能型：物料預(yù)凍過程，冷阱作為預(yù)凍腔預(yù)凍物料，在干燥過程，冷阱為捕水器，捕獲物料溢出的水分。帶預(yù)凍功能的冷凍干燥機(jī)，冷凍干燥過程物料的預(yù)凍、干燥等均在冷凍干燥機(jī)上完成，冷凍干燥機(jī)使用效率高，節(jié)省了低溫冰箱的費(fèi)用。
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)購機(jī)注意事項(xiàng)
1、凍干面積
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)型號中的數(shù)字代表該型號凍干面積，例如，SJIA-18N型實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)的凍干面積為0.18㎡。用戶應(yīng)根據(jù)自己的需要，通過計(jì)算來確定需用多大凍干面積的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)。例如每批需凍干1.8公斤(升)液體量的產(chǎn)品,用物料盤裝載物料，每盤裝載10㎜厚，則可計(jì)算得凍干板層的負(fù)荷面積：A(面積，㎡)=V(體積，m3)/H(高度，m)=0.0018m3/0.01m=0.18㎡即需選用板層負(fù)荷面積為0.18㎡的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)。
2、冷阱溫度
冷阱是冷凍干燥過程捕獲水分的裝置，理論上講，冷阱溫度越低，冷阱的捕水能力越強(qiáng)，但冷阱溫度低，對制冷要求高，機(jī)器成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。實(shí)驗(yàn)系列冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個(gè)檔次。冷阱溫度為-45℃的凍干適用于一些容易凍干的產(chǎn)品，冷阱溫度為-60℃左右的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)適用于大部分產(chǎn)品的凍干，冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產(chǎn)品的凍干。冷阱溫度對捕水能力的影響實(shí)驗(yàn)表明冷阱溫度從-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明顯，冷阱溫度低于-55℃，冷阱的捕水能力提升不明顯。因此，在沒有特殊需求的情況下，選用冷阱溫度-60℃左右是理想的選擇。雙嘉實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)中SJIA-10N,SJIA-12N,SJIA-18N型冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度≤-55℃，也可以定做成冷阱溫度≤-60℃，并且采用混合工質(zhì)制冷技術(shù)，在同樣制冷機(jī)組的情況下，制冷溫度低、制冷量大、工作穩(wěn)定性高、故障率低。雙嘉的冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度都可定制成≤-80℃，特別適用于醫(yī)藥和特殊產(chǎn)品的凍干。
3、降溫速率
降溫速率體現(xiàn)制冷系統(tǒng)的制冷能力，在空載情況下,冷阱溫度應(yīng)在1小時(shí)內(nèi)達(dá)到指標(biāo)規(guī)定的最低溫度。例如，冷阱溫度≤-60℃的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)，機(jī)器從打開制冷開始計(jì)時(shí)，冷阱溫度達(dá)到-60℃的時(shí)間應(yīng)不大于1小時(shí)。
4、極限真空度
極限真空度體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)的泄漏情況及真空泵的抽氣效率。凍干箱的真空度，過去的觀點(diǎn)認(rèn)為真空度是越高越好，現(xiàn)在的觀點(diǎn)認(rèn)為真空度應(yīng)在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。真空度太高了，不利于傳熱，干燥速度反而下降，但無論如何凍干箱的空載極限真空度應(yīng)達(dá)到15Pa以上。
5、抽真空時(shí)間
凍干箱空載的抽空速度，應(yīng)在半小時(shí)之內(nèi)從大氣壓抽到15Pa。
6、板層溫度均勻性及平整度
板層溫度的均勻性和平整度,對產(chǎn)品質(zhì)量的均一性有很大的影響,溫度均勻性和平整度越好，則凍干產(chǎn)品質(zhì)量的均一性也越好。實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)擱板溫度控制有加熱器型和中間流體型，采用中間流體控制板層的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)擱板溫度均勻性和平整度好，這種實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)板層為空心夾層結(jié)構(gòu)，板層的制冷和加熱均通過中間流體在板層內(nèi)部的流體通道循環(huán)來實(shí)現(xiàn)，因此板層溫度均勻一致。雙嘉實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)中SJIA-10F型冷凍干燥機(jī)就采用擱板中間流體的技術(shù)。鐘罩型實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)的擱板溫度控制基本上都是采用加熱器，板層溫度一致性稍差。但總體而言，醫(yī)藥用實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)板層溫差應(yīng)控制在±1．5℃，板內(nèi)溫差為±l℃，食品實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)可適當(dāng)放寬。
7、控制系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)的控制系統(tǒng)類型及功能各異，對于實(shí)驗(yàn)系列的實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)，主要應(yīng)用于物料的凍干工藝摸索和少量試生產(chǎn)。因此，控制系統(tǒng)應(yīng)可實(shí)時(shí)顯示凍干過程參數(shù)并自動記錄；設(shè)定、修改及有效地執(zhí)行凍干工藝程序；具備通訊接口，便于數(shù)據(jù)采集、保存。
總體來說，實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī)主要用于醫(yī)學(xué)、制藥、生物研究、化工和食品的使用中，操作具有一定的專業(yè)性要求，在使用時(shí)要熟悉它的工作原理和使用方法才可進(jìn)行操作。
