药品和食品的冷冻干燥(华泽钊,刘宝林,左建国编著)思维导图
食品的冻结与冻藏课件
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日本人有吃生鱼片的习惯。在荷兰，人们也 常生吃鲱鱼。为了杀死鱼肉中寄生虫的幼虫．荷兰 以法律的形式规定。用于生吃的鱼．厂商须履行在 -20℃条件下冻结24h的义务。
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国际冷冻协会（IIR）建议为防止微 生物繁殖，冻结食品必须在一12℃以下贮 藏。为防止酶及物理变化，冻结食品的品 温必须低于一18℃。
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第三阶段是残留的水分继续结冰。
已成冰的部分进一步降温至冻结终温。 水变成冰后其比热下降，冰进一步降温 的显热减小。但因还有残留水分结冰放 出冻结潜热，所以峰温没有第一阶 段．曲线也不及第一阶段那样陡。
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（一）冻结速率的表示法
冻结速率可用食品热中心温度下 降的速率或冰锋前进的速率表示。
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（四）干耗
食品冻结过程中，因食品中的水分从表面蒸发， 造成食品的质量减少，俗称“干耗”。干耗不仅会 造成企业很大的经济损失，还给冻品的品质和外观 带来影响。例如日宰 2 000头猪的肉联厂。干耗以 2%或3%计算，年损失 600多吨肉，相当于 15000 头猪。
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2.导热率
构成食品主要物质的热导率如表3-2所示。水 的热导率为0.6W／（m·℃），冰的热导率为 2.21W／（m·℃），约为水热导率的4倍。其他成 分的热导率基本上是一定的，但因为水在食品中 的含量很高，当温度下降，食品中的水分开始结 冰的同时，热导率就变大（参见表3－2），食品 的冻结速度加快。
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第2节 食品冻结过程中的冻结水量和冰结晶
第5章 食品真空冷冻干燥技术 ppt课件
冷藏与制冷技术
2.物料的冷却固化过程
（1）预冻温度 冷却固化过程的最终温度应当是完全固化温度，
它应低于物料的共晶温度，一般预冻温度要比 共晶点温度低5—10°C。
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冷藏与制冷技术
2.物料的冷却固化过程
（2）预冻速率 冻结对冷冻干燥的影响主要是冻结速率。 物料预冻时形成冰晶，冰晶升华后留下的空隙
干燥过程是水的物态变化和移动的过程。
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精品资料
冷藏与制冷技术
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
燥。即：
水分
湿物料
预冻
(物料冻结)
升华干燥
(除去结晶水)
解析干燥
(除残余水分)
真空冷冻干燥流程框图 冻干产品
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冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
冷冻真空干燥优点 1、因物料的干燥是在真空条件下进行，系统中 高度缺氧，能较好地抑制微生物的生长，使易氧 化的物料受到较好的保护。 2、由于物料的干燥是在冷冻下进行操作，物料 中的水分由冰直接升华为水蒸气被移出，使得物 料中的一些挥发性成分或营养成分损失很小，比 较适合一些生化制品或食品的干燥。
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冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
升华曲线是固态物质在温度低于三相点时温度的 饱和蒸汽压曲线。冰的温度不同，对应的饱和蒸 汽压也不同，只有在环境压强低于对应的冰的蒸 汽压时，才会发生升华。
冷冻干燥原理培训课件冻干原理
▪ 6．由于干燥在真空下进行，氧气极少， 因此一些易氧化的物质得到了保护。
▪ 7．干燥能排除95-99%以上的水份，使干 燥后产品能长期保存而不致变质。
三、冻干机的组成
1、冻干机的组成按系统分
▪ 1.1 制冷系统 ▪ 1.2 真空系统 ▪ 1.3 加热系统 ▪ 1.4 控制系统
4、冻干箱内的压强
▪ 4.3 当压强太高时，产品内冰的升华速率减慢， 产品吸热量将减少。于是产品自身的温度上升， 当高于共熔点温度时，产品将发生熔化，造成冻 干失败。
▪ 4.4 冻干箱的合适压强一般认为是在10-30Pa之 间，在这个压强范围内，既利于热量的传递又利 于升华的进行。超过30Pa时，产品可能熔化， 此时将发出真空报警信号，切断对产品的加热， 甚至启动冷冻机对冻干箱进行降温，以保护产品 不致发生熔化。
4、冻干箱内的压强
▪ 4.1 冷冻干燥时冻干箱内的压强，过去认为是越 低越好，现在则认为不是越低越好，而是要控制 在一定的范围之内。
▪ 4.2 压强低当然有利于产品内冰的升华。但由于 压强太低时对热传递不利，产品不易获得热量， 升华速率反而降低。实验表明：在冻干箱的压强 低于10Pa时，气体的对流传热小到可以忽略不 计；而压强大于10Pa时，气体的对流传热就明 显增加。在同样的板层温度下，压强高于10Pa 时，产品容易获得热量，因而升华速率增加。
▪ 冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华 出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面 上。
四、共溶点及其测量方法
1.共熔点的概念
▪ 制品内的各种组份全部冻结成固体的 温度即为共熔点。
2、共熔点的意义
▪ 由于冷冻干燥是在真空状态下进行。只有 制品全部冻结后才能在真空下进行升华， 否则有部分液体存在时，在真空下不仅会 迅速蒸发，造成液体的浓缩使冻干制品的 体积缩小；而且溶解在水中的气体在真空 下会迅速冒出来，造成象液体沸腾的样子， 使冻干产品鼓泡，甚至冒出瓶外。
冷冻干燥技术(共82张PPT)
在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于材料 制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物等精细 陶瓷粉末。
生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥保存。
主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的油 滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。
可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏水性药物的溶解 性能,增加它们的溶解度
我国中药品种数量丰富,对其进行深加工,可以增加附加值,或者对不易保存的中药 进行干燥贮藏,利用冷冻干燥技术能够确保药效及活性成分完整保留。
特点及应用
冻干技术的特点
优点：
药物是在低温真空条件下进行干燥的，所以分解率很低，纯度高；
冻干制品基本保持原溶液冻结时的体积，疏松多孔、外形美观、色泽均 一； 冻干制品遇水极易溶解，立即恢复原有的药物性质； 污染机会少，异物少，能够改善药物的溶解性能,提高制剂的澄明度。 冻干制品含水量为0.5%，较轻，可长期保存，便于运输。 装量准确，因为药物是以溶液形式填装进入安瓿，可以精确到μg，其 它的干燥方法是以粉末填装，远远达不到这样的要求
特2、别真是空对度有压法细：胞缩真膜空式的度生制法命是冷体利影机用响压较：力大升单，高一级的般快压冰慢晶缩与越残机大余，-水3细0分胞℃多膜少，越之易双问破的裂级相，关压从关而缩系造来机成确细可定胞冻死达干亡终-；点40的~。-60℃。两级单级压缩
（2）搁板升降系统液压或气动杆有保护套；
冷冻干燥中机采用组的成传热的方式复主要叠有式热传循导和环辐可射，达近年-来60也~有-在8干0℃燥箱，内采一用个循环单压力级法一来实个现双强制级对流-1加0热0，℃可。极大最地经提高济干最燥的方效率。
第六章药品的冷冻干燥
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2) 预冻过程中的降温速率
• 在水溶液的冻结过程中，先出现冰；当溶液温度降至共晶温度时， 溶质才开始析出。在原先冰晶的形成与生长的情况下，溶质的析 出形成了网状结构。不同的物料、不同降温速率，冰晶形成的大 小不同，溶质形成的网状结构也不同；由此造成不同的升华速率、 和干燥后物料的不同。所以说，预冻过程在很大程度上决定了干 燥过程的快慢和冻干产品的质量。
药品冷冻干燥的基本问题 纤维蛋白原的冷冻干燥
脂质体的冷冻干燥
1 School of Medical Instrument and Food Engineering
University of Shanghai for
Sc6ien.c1e 药and T品echn冷olog冻y 干燥的基本问题 1.药物的新剂型
• 不同生物制剂最佳的降温速率各不相同。如蛋白多肽类药物的冻 干，慢速冻结通常是有利的；而对于病毒、疫苗快速降温通常是 有利的；然而对于脂质体药物，较快或较慢的降温速率均不利。
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按照所采用的生物学工艺，可以大致将生物药品分成四类： • 采用发酵工程制成的药品。这些是指利用微生物代谢过程生产
的药品，如抗生素、维生素、有机酸、辅酶、酶抑制剂、激素、 免疫调节物质，以及其他生理活性物质。 • 采用基因工程制成的药品。这些是指利用重组DNA 生产的蛋白 质和多肽类药品，如干扰素、胰岛素、白细胞介素-2 等。 • 采用细胞工程制成的药品。这些是指利用动、植物的细胞培养 生产的药品，如人类生理活性因子、疫苗、单克隆抗体等。 • 采用酶工程制成的药品。这些是包括药用酶，和将酶或细胞固 定化后生产的药品。如蛋白酶、尿急酶、L-天冬酰胺酶、维生 素C等。
冷冻干燥技术推荐教材与补充讲义
《冷冻干燥原理》前言冷冻真空干燥也叫干燥。
升华干燥或简称冻干。
它是干燥方法之一，目的是为了贮存物品。
物品之所以会损坏、腐烂、变质，主要是由于外因和内因二个因素引起，外因者，空气、水、温度、生物等的作用；内因者，主要是生物物质自身的新陈代谢作用。
如果能使外因和内因的作用减小到最低程度，则能达到物品在一定时间内保持不变的目的。
干燥法就是驱除物品内部所含的水份，因为水份是一切生物生长的必要条件之一。
生物体水份减少到一定程度，则生物不易或不能生长繁殖。
因而能较长时间的贮藏保存；另外，当有水份存在时，一些酸碱溶解其内还会发生一些化学作用而使物品变质。
干燥的方法很多，如晒干、烘干、煮干、晾干、喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
其中唯有冷冻干燥法是保存有生命生物物质的最理想方法。
冷冻干燥之后的产品，进行真空或氮气封口，以隔绝空气特别是氧气，再在低温下存放，则水份、空气、温度三个因素被控制，使产品能在较长的时间内得到有效的保存。
冷冻干燥技术是在第2次世界大战期间，因大量需要血浆和青霉素而发展起来的。
现在已广泛应用于化学、制药工业、食品工业和科学研究等方面，特别是应用于含有生物活性物质的生物药品方面最为普遍。
我国在解放前就已使用冷冻干燥法制造疫苗，但数量极少，仅应用于人医，解放后我国的冷冻干燥事业得到迅速发展。
1952年起开始在兽医界应用，并在国内制造了一批大、中型的冷冻干燥机，现在全国所有的省、市自治区均有各种不同型号的冷冻干燥机。
在兽医方面，主要用于各种兽用微生物的贮存，各种兽医生物药品的制造，一切用于猪、牛、马、鸡、鸭、鹅、兔、狗的各种预防疾病的药品均离不开冷冻干燥机。
冷冻干燥属于边缘科学，它涉及到物理、化学、生物学等知识，包括制冷、真空、电工、仪表等技术。
因此也是一门综合性的专业科学技术。
第一章基础知识第一节物态的变化我们生活在物质世界之中，在我们周围的一切，如空气、水、铁等都是物质，一切物质均在不断地发生变化。
冷冻干燥PPT演示课件
旋冻机
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在一次干燥过程中，绝大部分水分随着冰晶体的升华逐步 排除。为了达到良好干燥状态，应进行解吸干燥，即第二 干燥阶段——除去结晶水以及固体吸附的水。
二次干燥所需的时间由制品中水分的残留量决定。在制品 共熔点/崩解温度一下，应尽量提高产品的温度以克服水的 吸附力。降低干燥体的压力以提供较大的压力梯度，从而 缩短二次干燥的时间。
且两者间压力差维持不变。
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搁板温度与制品温度控制变化过程曲线——冻干曲线
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冻干过程是主要受温度和压力的影响，它可以通过控制单位 时间内的热交换量和抽气量来调控，因此，冻干过程还取决 于冻干设备。
通常采用的制冷技术装备有电压缩制冷系统和液氮气化制冷 系统，电压缩制冷系统提供的制冷能力可以使冻干机的搁板 工作温度达－55℃，冷凝器盘管的温度达－75℃；而液氮气 化制冷方式，可以使冻干机的搁板工作温度达－90℃，冷凝 器盘管的温度达－120℃，甚至更低。
一般，冻干过程中每小时降温速度应控制在５～６℃。预 冻不实，预冻温度不够低或保持时间不够长，药液未完全冻结， 真空升华干燥时，液体沸腾，造成喷瓶。
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二、干燥阶段
干燥分为第一阶段干燥和第二阶段干燥。 第一阶段，即升华干燥过程。 （1）热量从搁板通过玻璃瓶或托盘传送到冻结冰晶体内，并
传导至制品的表面； （2）冰晶体升华过程产生的水蒸气通过制品枝状孔隙 (干燥通
⑥红外线加热 在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持 费用相当高，故很少应用于冷冻干燥食品方面。
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综上所述，各种加热方法各有其特点。人们在不 断认识冻干过程本质的基础上，探索出了多种加热、 辐射的组合，如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、 辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品 质量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。
关于冷冻干燥的原理应用和探讨
理技术的三大支柱之一,在美国工业工程已是工程界十大支柱学科之一。
214工业工程是把工业专业知识运用到系统工程中,去研究如何使生产要素更有效地发挥作用,以提高生产率为目标,为管理提供科学依据。
215工业工程的研究目标就是使生产系统中投入要素得到更高效利用,降低成本,保证质量和安全,提高生产率,获得最佳效益。
具体地讲,就是通过研究、分析和评估,对生产系统的每个组成部分进行设计(包括再设计、再创新),再将各个组成部分恰当地综合起来,设计出系统整体,以实现生产要素合理配置,优化运行,保证低成本、低消耗、安全、优质、准时、高效地完成生产任务。
它追求的是系统整体的优化与提高。
3 将IE与G MP有机结合,是现代化制药企业立足于市场的基础311人员因素的有效利用 G MP对人员的素质要求,主要是业务技术方面的要求,强调各级人员的业务技能。
而IE不同于其他工程学科的最主要的区别是强调和重视人的要素。
(1)运用IE的关于员工激励的方法建立合理化建议系统。
对所有的好建议进行反馈跟踪,有成效的建议给予一定的物质奖励;(2)运用IE关于“人的因素"研究原则开展培训和团队活动。
人的敬业与奉献精神、事业心和责任感,是生产率提高、产品质量保障的根本,在做好员工的业务技能培训的同时,利用一些培训、团队活动调动员工的主观能动性和工作积极性。
312降低库存,实现零浪费 这里所说的物料库存包括原辅料、包材、中间产品、成品。
GMP从保证物料质量、避免差错、污染、混淆方面进行了规范要求。
IE从优化物流系统,降低库存,实现零浪费进行了管理。
(1)根据市场需求(销售计划)安排生产计划;(2)根据生产计划、车间产品、仓库库存、车间每批投料量、原料供应商最小包装规格、产品工艺中原辅料物料配比、包装规格中包装材料需求量,以及生产偏差情况考虑安全库存,计算原辅料、包装材料需求量,编制物料采购计划;(3)协调市场、物流、质量、生产相关部门,制定物料采购、原辅料化验周、车间生产、产品检验、放行确切的周期,信息及时反馈,各部门工作有效结合;313设备、设施密切为生产服务 GMP规定设备的设计、选型、安装应符合生产要求,易于清洗、消毒或灭菌,便于生产操作和维修、保养,并能防止差错和减少污染。