冷冻干燥(冻干机)综述
冷冻干燥(冻干机)综述
药厂车间设计与设备题目：冷冻干燥设备综述学院专业学号学生姓名指导教师二〇一年月目录1.冻干技术原理 (2)2.冻干设备分类 (3)2.1.干燥搁板面积 (4)2.2.冻结方式 (4)2.3.干燥仓形状 (4)3.冷冻干燥机结构 (4)4.冻干基本过程 (4)4.1 前处理 (5)4.2 预冻 (5)4.3 干燥 (5)3.4 后处理 (6)5.冻干技术发展历史 (6)5.1 食品的冻干 (6)5.2 标本、医药品的冻干 (7)5.3 当今情况 (8)6.冻干设备医药领域应用 (8)6.1中药现代化 (8)6.2西药制备 (8)6.3生物制品的保存 (9)7.冻干设备主要厂商 (9)7.1国内主要厂商及产品 (9)7.2国外主要厂商及产品 (11)8.冻干发展现状和趋势 (11)8.1 制冷系统的发展现状和趋势 (12)8.2 控制系统的发展现状和趋势 (13)8.3 整合的冻干生产线 (13)8.4结论 (13)9.参考文献 (14)1.冻干技术原理真空冷冻干燥技术，也可称之为冷冻升华干燥，它是将经过一定处理的新鲜物料或者湿物料的温度降低到物料共晶点温度以下，使物料内部的水分完全冻结，形成固态的冰，然后适当抽取干燥仓内的空气，使其达到一定的真空度，之后对加热板进行加热达到适当的温度下，使冰直接升华为水蒸气，再利用真空系统的捕水器或者制冷系统的水气凝结器将水蒸气冷凝，从而得到干制品物料的一种技术。
真空冷冻干燥技术其干燥过程是物料内部水分的物理状态变化并且逐渐移动的过程，由于这种变化和移动是发生在低温低压条件下的，因此，真空冷冻干燥技术的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。
在低压下水的相变过程和常压下大体相似，但相变时的具体温度不同。
例如在103 Pa压力下，固态冰转化为液态水的温度略高于0℃，而液态水转化为蒸汽的温度为6.3℃，可见降低压力后冰点变化不大，而沸点却大大降低了。
可以想象，当压力降低到某一值时，沸点即与冰点相重合，固态冰就可以不经液态而直接变为气态，这时的压力称为三相点压力，相应的温度称为三相点温度。
冷冻干燥机的工作原理
冷冻干燥机的工作原理冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物(lyophilizer)，该过程称作冻干(lyophilization)。
物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。
干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。
在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。
冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。
主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。
它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份(冰)直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。
物料经前处理后，被送入速冻仓冻结，再送入干燥仓升华脱水，之后在后处理车间包装。
真空系统为升华干燥仓建立低气压条件，加热系统向物料提供升华潜热，制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。
本设备采用高效辐射加热，物料受热均匀；采用高效捕水冷阱，并可实现快速化霜；采用高效真空机组，并可实现油水分离；采用并联集中制冷系统，多路按需供冷，工况稳定，有利节能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。
对冻干制品的质量要求是：生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快，残余水分低。
要获得高质量的制品，对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。
冻干工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。
合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。
(一)制品的冻结溶液速冻时(每分钟降温10~50℃)，晶粒保持在显微镜下可见的大小；相反慢冻时(1℃/分)，形成的结晶肉眼可见。
粗晶在升华留下较大的空隙，可以提高冻干的效率，细晶在升华后留下的间隙较小，使下层升华受阻，速成冻的成品粒子细腻，外观均匀，比表面积大，多孔结构好，溶解速度快，便成品的引湿性相对也要强些。
真空冷冻干机的工作原理介绍 冻干机工作原理
真空冷冻干机的工作原理介绍冻干机工作原理真空冷冻干燥机是针对目前现有的常规真空干燥及烘箱，进行改造升级换代而设计，紧要由制冷系统和真空系统两部分构成。
其工作原理在于：利用真空干燥原理，通过将湿物料冻结到共晶点温度下，使物料中的水分变成固态冰，然后在较高真空环境下；通过给物料加热，将冰直接升华成水蒸气，再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝，从而达到物质脱水干燥的目的。
真空冷冻干机的构成通常由干燥仓、冷凝器（捕水器）、加热系统、真空系统、制冷系统和电气掌控系统六大部件构成。
1、干燥仓集抽真空与加热干燥功能为一体的的密闭容器，物料的升华干燥过程在干燥仓内完成的，物料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的；每一层搁板上都有一个可供测量物料温度的探头，用以监测整个冻干过程中的物料温度。
2、捕水器（冷井）是凝结升华水气的密闭装置，通常位于干燥仓后部，内部有一个较大面积的金属吸附面，从干燥仓物料中升华出来的水蒸气可凝结吸附在其金属表面上；吸附面的工作温度可达—45℃～—65℃，冷凝器外形是不锈钢或铁制成的圆筒，内部盘有冷凝管，分别与制冷机组相连，构成制冷循环系统。
3、加热系统冻干机加热系统的作用是对干燥仓内物料进行加热，使物料不断的受热升华，从而达到规定的含水率要求。
冻干机加热系统的加热方法紧要分为接触式加热与辐射式加热。
在接触式加热中，接受的是循环介质加热法，当加热系统工作时，先对循环液进行加热；液温通过液箱掌控调整仪选定的温度自动掌控加热,管道泵开启后，可将循环液送入干燥箱内搁板中，对搁板加热，然后返回液箱进行加热循环。
而在辐射式加热中我们通常接受蒸气加热，当循环介质为硅油时，隔板最高温度可达（+60～+70）℃。
4、真空系统真空系统由真空泵及罗茨真空泵构成，罗茨泵为增压泵不能单独使用，必需先启用真空泵，使其工作一段时间，当系统中的真空度达到1Kpa以下时，再自动启动罗茨泵。
真空泵结构、罗茨泵结构等见说明书。
冷冻干燥中冻干制剂的一些问题综述讲解
冷冻⼲燥中冻⼲制剂的⼀些问题综述讲解冷冻⼲燥中冻⼲制剂的⼀些问题综述综述2013.6 陈亚飞摘要：冷冻⼲燥技术是⽣物制剂的主要⽣产⼯艺，采⽤冷冻⼲燥⼯艺可保持产品原有的理化性质和⽣物活性，且有效成分损失极少。
⼲燥后的产品形状、体积、晶型等理化指标均⼀性好。
产品因含⽔量低⽽易于长期保存, 因疏松多孔⽽使得加⽔后可迅速完全溶解。
但在冻⼲制剂的⽣产或实验中我们总会有⼀些冻⼲上的问题，下⽂就是我们在冻⼲制剂上的主要问题的分析。
关键词：制剂预冻共晶温度玻璃态转化崩解温度⼲燥稳定性⽔分保护剂⼀冷冻⼲燥技术1 冷冻⼲燥技术的发展随着真空泵和制冷机的出现，冷冻和⼲燥理念的结合，近些年来冷冻⼲燥技术在全世界发展迅速，应⽤⾮常⼴泛。
冷冻⼲燥技术的发展史已经百年有余，从最初发现冷冻⼲燥技术，以及真空条件下⽔的饱和蒸汽压于⽔的温度关系，到采⽤主动加热⽅法减短⼲燥时间并⽤于⽣产化。
1958年的第⼀届冷冻⼲燥会议促进了冻⼲的发展，在⾷品、药品、建材等⾏业得到⼴泛应⽤。
近些年来，伴随着电⼦计算机和传感测量技术在冻⼲领域的应⽤，冻⼲技术已加⼊⾼新技术领域⾏列。
⼈体器官的保存和再植的研究，营养保健⾷品的追求，超轻隔热陶瓷在航天飞机的应⽤，以及低温超导材料等纳⽶级超细微粉材料的制备，都需要真空冷冻⼲燥技术和设备。
在医药领域中，真空冷冻⼲燥技术对药品和医疗事业都有重要应⽤。
药品⽅⾯上包括⽣物制品（活菌菌苗、活毒疫苗、⼀些⽣物制品和⽣化药品等）、化药⽣产（多位注射剂：抗⽣素药、循环器官⽤药、中枢神经⽤药、维⽣素类和肿瘤⽤药等）、中药⽣产（中草药、中成药）；医疗事业上对保存⾎液、动脉、⾻骼、⽪肤、⾓膜和神经组织等各种器官上效果良好。
2 冷冻⼲燥的定义及优缺点简述冷冻⼲燥是指将被⼲燥含⽔物料冷冻成固体，在低温减压条件下利⽤⽔的升华性能，使物料低温脱⽔⽽达到⼲燥⽬的的⼀种⼲燥⽅法。
是将热能通过与物料接触的壁⾯以传导⽅式传给物料，使物料中的湿分⽓化并由周围空⽓⽓流带⾛⽽⼲燥的操作。
冻干机
关于蘑菇阀
• 蘑菇阀是安装与冻干机前箱与后箱之间 的一个阀门，靠液压系统控制开或关。 主要作用是在冻干过程结束后化霜时将 前箱和后箱分开的作用。 • 冷凝器捕捉水分能力的大小主要看蒸发 器面积的大小。在相同面积的情况下， 如果蘑菇阀的外形设计的好就可以提高 冷凝器捕捉水分能力。 • 蘑菇阀的外形像一个雨伞，由于它的独 特外形是他在使用时，充分利用蒸发器 面积，提高制冷量。
冻干箱结构
• 能够致冷到-40℃左右，能够加热到 +80℃左右的高低温箱，也是一个能抽 成真空的密闭容器。 • 冻干箱有效面积为38㎡～ 40㎡ 。冻 干箱共有隔板15 ～ 16层，最上面一 层为辐射板，上面不能放制品。 • 隔板最上面有液压板,在其上面连接液 压杆,用于隔板的升降。 • 冻干机前箱外部还安装有液压泵，液 压缸。
控制系统
• 现场部分：在现场各种温度，压力信号 被收集并将模拟信号转换为数字信号传 输到计算机。接受计算机发出的数字信 号并转换为可以控制设备的电信号，控 制设备运行。 • 控制室部分：计算机将各种数据汇总后， 根据事先设定的程序对数据进行处理， 再将控制指令发出，控制设备按程序运 行，
真空系统
隔板的结构
• 隔板内部是迷宫式 管道，这种结构是 主要保证隔板温度 一致。 • 隔板的后部与硅油 进出管道（波纹管） 相连，
进 口 出 口
冻干机后箱结构
冻干机在中药浓缩提取液冷冻干燥处理应用原理和优势
冻干机在中药浓缩提取液冷冻干燥处理应用原理和优势中药浓缩提取液作为传统中药制剂的一种形式，具有保健和治疗功效作用。
中药浓缩提取液的保鲜和保管始终是中药行业关注的重点问题。
利用传统的热风干燥方法会导致中药有效成分的损失，而冻干机作为一种高效的干燥工艺，能够特别好地保管中药有效成分，确保中药浓缩提取液的品质和功效。
本文将认真介绍冻干机在中药浓缩提取液处理中的应用原理和优势，为中药行业的研究和生产供应参考。
一、冻干机在中药浓缩提取液处理中的应用原理：1.冻干技术概述：冻干技术，也称为冷冻干燥技术，是一种将悬浮液体或溶液中的水分以冰晶形式冷冻，然后在真空条件下升华水分的过程。
这种技术被广泛应用于食品、药品、生物制品等领域，以保持原材料子的活性成分和延长产品的保质期。
2.冻干过程原理:冻干过程是将溶液或悬浮液在低温冷冻状态下升华去除水分的过程。
冻干过程紧要包含三个阶段：冷冻、升华和干燥。
3.在中药浓缩提取液冷冻前，通常需要进行过滤、去泡沫、调整ph值、添加稳定剂、浓缩等预处理工作来确保提取液的质量和稳定性。
二、冻干机在中药浓缩提取液处理中的优势：1.有效保管中药有效成分冷冻干燥过程中低温保护了中药中的活性成分，减少了热敏性成分的损失。
冻干机通过升华作用将水分从固态直接转化为气态，躲避了水分对中药成分的溶解和流失。
2.提高中药浓缩提取液的稳定性：冻干机能够将中药浓缩提取液变动为干燥的粉末状，降低了水分含量，减少了微生物的生长和氧化反应，从而提高了产品的稳定性和保管期限。
3.便于运输和储存：冻干处理后的中药浓缩提取液是干燥的粉末状，相较于液态形式更加便于运输和储存，降低了运输本钱和风险。
冻干机处理后的中药浓缩提取液重量轻、体积小，便于携带和使用。
冻干机作为一种稳定化干燥工艺设备，在中药浓缩提取液的处理中能够保管中药有效成分，提高产品的稳定性和保管期限，同时方便运输和储存。
随着中药行业的不绝发展和创新，冻干机广泛应用在人参提取浓缩冻干、黄精提取浓缩冻干、石斛提取浓缩冻干、三七提取浓缩冻干等加工生产，为中药浓缩提取液的优质干燥与保鲜供应强有力的支持。
冷冻干燥机的优缺点介绍
冷冻干燥机的优缺点介绍一、优点干燥的方法多种多样，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等,但一般干燥方法通常都在0℃以上或更高的温度下进行。
干燥所得的产品一般都存在体积缩小、质地变硬的问题，易挥发的成分大部分会损失掉，一些热敏性的物质发生变性、失活，有些物质甚至发生了氧化。
因此，干燥后的产品与干燥前相比，在性状上有很大的差别。
冻干法则基本上在0℃以下进行，即在产品冻结的状态下进行，解析干燥的时候一般不超过60℃。
在真空条件下，当水蒸汽直接升华出来后，残存物留在冻结时的冰架中，形成仿佛海绵状疏松多孔架构，因此它干燥后体积大小几乎不变。
再次使用前，只要加入注射用水，又会立刻溶解。
冻干机相对常规方法，冻干法具有如下优点：*很多热敏性的物质不会发生变性或失活。
*在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小。
*在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
*由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
*由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地调配在物料之中。
升华时，溶于水中的溶解物质就析出，避开了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
*干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解快速，几乎立刻恢复原来的性状。
*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。
*干燥能排出95%～99%以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。
*因物料处于冻结状态，温度很低，所以供热的热源温度要求不高，采纳常温或温度不高的加热器即可充足要求。
假如冷冻室和干燥室分开时，干燥室不需绝热，不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。
二、缺点真空冷冻干燥技术的重要缺点是成本高。
由于它需要真空和低温条件，所以真空冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统，因而投资费用和运转费用都比较高。
冻干机冻干技术
冻干机冻干技术冷冻干燥机(冻干机)由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。
主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热冷却装置等。
冷冻干燥简称冻干，就是将含水物质，先冻结成固态，而后使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。
冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后，在最后的20年中取得了长足进展。
进入21世纪，真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点，越来越受到人们的青睐，除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外，其应用规模和领域还在不断扩大中。
为此，真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。
冻干是从冻结的物料产品中去除水分的过程，冻干分为真空冷冻干燥和常压冷冻干燥二种，由于一些条件限制目前采用的是真空冻干燥。
冻干目的是保留产品的完整的生物和化学结构及其活性。
象其它许多的技术步骤，一种冻干的类型被称做升华，是自然发生的。
升华指的是溶剂，比如水，象干冰一样，直接从固态变为气态的过程。
传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞。
这种情况将不会发生在冻干里，因为固体构成被在其位置上的坚冰支持着。
在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。
冻干过程分为冷冻、升华、解析干燥三个阶段，每一个阶段都有相应的要求，不同的物料其要求各不相同，各阶段工艺设计及控制手段的差异直接关系冻干产品的质量和冻干设备的性能。
一、冷冻阶段冷冻干燥首先要把原料进行冻结，使原料中的水变成冰，为下阶段的升华做好准备。
冻结温度的高低及冻结速度是控制目的，温度要达到物料的冻结点以下，不同的物料其冻接点各不相同。
冻结速度的快慢直接关系到物料中冰晶颗粒的大小，冰晶颗粒的大小对固态物料的结构及升华速率有直接关联。
一般情况下，要求1--3小时完成物料的冻结，进入升华阶段。
二、升华阶段升华干燥是冷冻干燥的主要过程，其目的是将物料中的冰全部汽化移走，整个过程中不允许冰出现溶化，否则便告冻干失败。
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药厂车间设计与设备题目：冷冻干燥设备综述学院专业学号学生姓名指导教师二〇一年月目录1.冻干技术原理 (2)2.冻干设备分类 (3)2.1.干燥搁板面积 (4)2.2.冻结方式 (4)2.3.干燥仓形状 (4)3.冷冻干燥机结构 (4)4.冻干基本过程 (4)4.1 前处理 (5)4.2 预冻 (5)4.3 干燥 (5)3.4 后处理 (6)5.冻干技术发展历史 (6)5.1 食品的冻干 (6)5.2 标本、医药品的冻干 (7)5.3 当今情况 (8)6.冻干设备医药领域应用 (8)6.1中药现代化 (8)6.2西药制备 (8)6.3生物制品的保存 (9)7.冻干设备主要厂商 (9)7.1国内主要厂商及产品 (9)7.2国外主要厂商及产品 (11)8.冻干发展现状和趋势 (11)8.1 制冷系统的发展现状和趋势 (12)8.2 控制系统的发展现状和趋势 (13)8.3 整合的冻干生产线 (13)8.4结论 (13)9.参考文献 (14)1.冻干技术原理真空冷冻干燥技术，也可称之为冷冻升华干燥，它是将经过一定处理的新鲜物料或者湿物料的温度降低到物料共晶点温度以下，使物料内部的水分完全冻结，形成固态的冰，然后适当抽取干燥仓内的空气，使其达到一定的真空度，之后对加热板进行加热达到适当的温度下，使冰直接升华为水蒸气，再利用真空系统的捕水器或者制冷系统的水气凝结器将水蒸气冷凝，从而得到干制品物料的一种技术。
真空冷冻干燥技术其干燥过程是物料内部水分的物理状态变化并且逐渐移动的过程，由于这种变化和移动是发生在低温低压条件下的，因此，真空冷冻干燥技术的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。
在低压下水的相变过程和常压下大体相似，但相变时的具体温度不同。
例如在103 Pa压力下，固态冰转化为液态水的温度略高于0℃，而液态水转化为蒸汽的温度为6.3℃，可见降低压力后冰点变化不大，而沸点却大大降低了。
可以想象，当压力降低到某一值时，沸点即与冰点相重合，固态冰就可以不经液态而直接变为气态，这时的压力称为三相点压力，相应的温度称为三相点温度。
水的三种聚集态随温度和压强不同而变化，以压强为纵坐标，温度为横坐标表示水的聚集态，称为水的相平衡图。
由图可以看出，OS,OL，OK三条曲线把相图分成三个区域，即气相、液相、固相。
OS曲线为气固两相平衡共存的状态，这时的水蒸气压强为水的饱和蒸汽压，OL曲线为液固两相平衡共存的状态，OK曲线为气液两相平衡共存的状态，K为水的临界点，K点温度为374℃，压强为2.11×107Pa，在此点液态水不存在。
O点为三条曲线的交点，即三相点，三相点温度为0.01℃，三相点压力为610.5Pa，是水的三相平衡共存的状态。
真空冷冻干燥是在三相点以下进行的。
2.冻干设备分类冻干机按照不同用途可划分为实验用冻干机和生产用冻干机；冷冻干燥设备综述2.1.干燥搁板面积按照干燥搁板面积大小划分为小、中、大 3 种类型（冻干面积在 1 m以下的为小型；1~10 m为中型；10~50 m为大型）；2.2.冻结方式按冻结方式划分为冻干合一型和冻干分离型；按作业方式划分为间歇式、半连续式和连续式；2.3.干燥仓形状按干燥仓形状划分为方形、圆型和隧道式；按自动化程度划分为手动型、半自动型和全自动型。
3.冷冻干燥机结构图8-1 真空冷冻干燥流程1冷冻干燥箱； 2搁板温度计； 3真空度传感器； 4主真空阀；5 度调节器；6真空冷凝器；7热风风机；8 罗茨泵；9 油回转真空泵； 10主冷冻机；11 控制冷冻机；12导热液泵；13 液压泵； 14控制屏； 15空气或氮气4.冻干基本过程真空冷冻干燥流程图真空冷冻干燥过程一般可以分为四个主要的阶段：前处理、预冻、干燥和后处理4.1 前处理对于不同的待干物料，前处理的方法是不同的。
有的工序比较复杂，有的工序则相对比较简单。
但是通常为了获得安全卫生的产品，对冷冻干燥设备进行消毒是必不可少的工序。
常用的消毒方法有：（1）气体杀菌消毒法该消毒法是利用气态的或汽化的化学物质来处理设备或材料，常用消毒剂有：环氧乙烷、甲醛、环氧丙烷、溴代甲烷及ß丙醇酸内脂。
（2）加热杀菌法干加热：利用氧化方法杀死细菌，实际上大部分是焚化了；直接蒸汽加热：采用专门的低压蒸汽消毒蒸锅，要求蒸汽温度保持在120℃左右，持续时间至少 30 分钟。
为了防止蒸汽加热不到死角现象的出现，在通入蒸汽前应将整个系统抽真空至 100Pa。
用 70%的酒精在箱内喷雾，经过 24 小时后用消毒布擦干；负压蒸汽加热杀菌剂：将冻干箱和整个系统抽真空至 10Pa 以下，通入 70～90℃的蒸汽加福尔马林溶剂，使容器保持在热状态下 2 小时。
（3）辐射杀菌法紫外线辐射：采用低压汞放电灯作为辐射源，产生波长为2.537×l0-3m 的紫外线进行辐射杀菌，这些紫外线对人体的皮肤、眼睛是有损害的，使用时要特别注意防护；X 射线：高压下产生的 X 射线具有很强的渗透力，可用来消毒食品和药品，它对各种微生物都具有杀伤作用，但若要杀死全部细菌则需要相当长的辐射时间；阴极射线：阴极射线具有快速杀菌作用。
4.2 预冻预冻就是将物料中的自由水固化，从而确保干燥后的产品与干燥前有相同的形态，防止真空干燥时起泡、抽缩、浓缩和溶质移动等不可逆变化的发生，减少因真空干燥后温度下降引起物质的可溶性降低和物质生命特性的变化。
预冻对冻干产品的质量起着至关重要的作用，因此必须满足以下两项基本要求：适当的降温速率。
降温速率过快，细胞外溶液开始结冰时，细胞内部的水分来不及通过细胞膜渗透到细胞外面，从而使细胞内部溶液过冷，形成胞内冰；降温速率过慢，使细胞过度脱水，严重皱缩，细胞在不太低的温度下，在高浓度的溶液中经历的时间过长，从而导致细胞损伤，甚至死亡。
降温速率取决于冷源的温度、样品数量、容器体积和表面积、样品容器和冷环境之间的传热等。
人们经过多年的探索，发现针对不同的细胞和不同的保护剂，存在着各不相同的最佳冷。
4.3 干燥物料的干燥阶段一般分为两个阶段，升华干燥阶段和解析干燥阶段。
（1）升华干燥阶段升华干燥阶段也称第一阶段干燥，将冻结后的产品置于密闭的真空容器中加热，使冰晶升华成水蒸汽逸出，从而使产品脱水干燥。
干燥是由外表面逐步向内推移的，冰晶升华后残留下的空隙就变成尔后升华水蒸汽的逸出通道。
已干层和冻结部分的分界面称为升华界面。
当全部冰晶除去时，第一阶段的干燥就完成了，此时约除去全部水分的 90%左右。
但在干燥过程中，应该始终保持物料中的未干燥部分为冻结状态。
若温度过高则会引起冰晶融化，所以应使物料的冻结层温度低于其共晶点温度。
另外，也不能加热过快使已干层温度超过其崩解温度，所谓崩解温度就是某些已干的产品当温度达到某一数值时会失去刚性发生类似崩溃的现象，失去疏松多孔的性质而使干制品发粘、比重增加、颜色加深等。
干制品发生崩冷冻干燥设备综述解以后影响冻干层中出来的水蒸汽的通过，导致产部分融化。
为了提高冻干层的导热系数，干燥室内压力越高越好，但干燥室内压力过高又会使水蒸汽很难从升华界面逸出，造成升华界面温度过高，冻结层融化和干燥层崩解。
综合考虑，一般将干燥室内压力控制在 13~150Pa 之间。
（2）解吸干燥阶段解吸干燥阶段也称为第二阶段干燥。
在第一阶段干燥结束之后，在干燥物料的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水，这些水是未被冻结的。
当它们达到一定含量，就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件。
实验证明，即使是分子层以下的低含水量，也可以成为某些化合物的溶液，产生与水溶液相同的推移性和反应性。
因此，为了改善产品的贮存稳定性，延长其保存期，需要除去这些水分。
3.4 后处理冻干后的产品不仅含水量低，而且疏松多孔，因而吸湿性强，再加上物料表面积相对增大，易受氧化影响，为便于保存，后处理不容忽视。
后处理容为封装和储藏。
产品不同，包装方法也不同。
对于生物制品，冻干结束后要向箱内充入无菌的干燥空气，然后在无菌室内将容器封口，或在冻干结束后在冻干箱内真空加塞或包装。
5.冻干技术发展历史真空冷冻干燥技术的用途是非常广泛，而且干燥后的产品品质较高，其发展史可以从以下两个方面分别来进行阐述。
5.1 食品的冻干很早以前人们就知道冻干能够长时间保存食物。
古代北欧的海盗利用干寒空气的自然条件来干燥和保存食物，就是其中一例。
而真正的食品冻干技术起源于20世纪30年代。
1930年,Flosdorf 进行了食品冻干的试验，他在1949 年的著作中展望了冻干在食品和其他疏松材料方面应用的前景。
1941年，英国的 Kidd 利用热泵原理冻干食品。
食品冻干的系统研究始20世纪50年代。
其中规模最大的是英国食品部在Aberdeen 试验工厂进行的研究。
他们在综合了当时一些研究成果的基础上,于1961年公布了试验成果，证明用冻干法加工食品是一种能获得优质食品的方法。
在20世纪50年代后期，欧美国家相继建立了一批冻干食品厂，开始了食品冻干的工业生产。
到60年代初，美国农业部的“Bird”报告预测食品冻干将有很大发展，在此推动下，许多制造商参与了食品冻干机的开发制造。
但到 20 世纪 60 年代后半期发现，实际与预测的差距很大。
除冻干咖啡有较大增长外，各种固态食品(蔬菜、肉类、海产品)的冻干未见多大发展，导致食品冻干设备几乎没有什么改进。
此后产生了第一代食品冻干机，它主要用加热隔板、托盘与食品材料间的接触传热来提供升华热。
直到20世纪60年代后期和70年代初期，相继开发了非托盘连续冻干机。
后来又开发了与连续型冻干方法相似的批次式冻干机。
这种将制品置于托盘中在干燥室内输送的方式，避免了制品微粉的飞散，这就是沿用至今的第二代食品冻干机。
它的成功开发，缩短了食品冻干周期，降低了生产成本，对食品冻干的发展是一个有力的推动。
随着日本的民族饮食文化的发展，冻干葱、蒜、豆酱、方便面汤料等的需要量很大，日本的食品冻干业迅速发展起来。
食品冻干设备的制造业也跟着兴起。
5.2 标本、医药品的冻干1890 年，Altmann 在制作标本时，为了防止标本中的物质在有机溶剂中溶解造成不可逆损失，改变过去用有机溶剂脱水的方法，而采用冷冻干燥法干燥了多种器官和组织。
他的工作确立了生物标本系统的冻干程序，这是冻干在制作生物标本中的最早应用。
1909 年，Shackell 将冻干引入细菌学和血清学领域。
采用盐冰预冻，在真空状态下用硫酸作吸水剂，对补体、抗毒素、狂犬病毒、免疫血清、肉和血液等进行冻干，其设备虽十分简陋，但却是后世先进冻干机的雏形。
他在研究与开发生物制品、蛋白质的冷冻干燥技术方面开创了一个新纪元。
1912 年，Carrel 首先提出用冻干技术为外科移植保存组织。