冻干工艺的优化
响应面法优化寒富苹果真空冷冻干燥工艺
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟响应面法优化寒富苹果真空冷冻干燥工艺在前期单因素试验基础上，采用Box-Behnken 试验设计建立寒富苹果真空冷冻干燥的回归模型，分析寒富苹果片厚度、加热板温度、绝对压力对苹果片酥脆度、色差值和水分含量的影响。
结果表明：寒富苹果真空冷冻干燥最佳工艺条件为寒富苹果片厚度8.31mm、加热板温度71.62℃、绝对压力62.76Pa，实验证明实测值与预测值之间具有较好的拟合度。
苹果营养元素丰富，有益健康，被营养专家所推荐为每日必食的果品。
由于苹果干制品既可以直接食用又是二次加工的原材料，因此干制苹果片是苹果加工一种常用手段。
近来，消费者越来越重视食品的功能性，而传统干燥方式生产的苹果片存在口感差、颜色深、干燥速率低和营养成分损失较大等缺点。
真空冷冻干燥后苹果片保留着新鲜苹果的细胞骨架，细胞内和细胞间的水分以升华方式散逸，因此它不但可以保持物料基本形态不变，同时最大程度地保留物料芳香成分的挥发性物质，并保持原有颜色和纹理。
冻干过程的传热和传质，是一个与食品本身物性参数和冻干过程参数有关的问题。
目前国内外，冻干技术的研究涉及理论推最佳工艺参数，探讨工艺参数对耗电量、生产率、冻干食品品质的影响，以及冻干过程模型计算与分析等方面，由此得出冻干产品优化工艺参数。
本实验采用真空冷冻干燥技术加工寒富苹果片，在前期单因素试验基础上，应用SAS 8.0 软件，选择Box-Behnken 试验设计和响应曲面(RSM)分析方法，分析苹果片厚度、加热板温度、绝对压力3 个因素对真空冷冻干燥苹果片酥脆度、色差值和水分含量的影响以及它们之间的交互作用，从而确定寒富苹果片真空冷冻干燥的最佳工艺，意在为寒富苹果今后的深加工利用提供参考。
基于响应面的黄花菜冷冻干燥工艺参数优化
农 机 化 研 究
第 １ ２期
基 于 响 应 面 的 黄 花 菜 冷 冻 干 燥 工 艺 参 数 优 化
郭 向 明 ，崔 清 亮 ，李 斐 ，负 慧 星
（ １ ． 山 西农 业 大 学 ＿ ｌ Ｌ 学 院 ， 山两 太谷 ０ ３ ０ ８ ０１ ； ２ ． 中闰热 带 农 业 科 学 院 农 业 机 械研 究 所 ，Ｊ ’ 一 东 湛江 ５ ２ ４ ０ ９ １ ）
质、 维 生素 、 无 机 盐及 多 种 人 体 必 需 的氨 基 酸 ， 具 有很
１ 材 料 与方 法
１ ． １ 试验 材料
为减少 试 验样 品 间 的差 异 ， 按试 验设 计 所 需 的 数 量从 当地 超 市一 次性 选 购新 鲜 黄 花菜 ， 选 购 品种 为 当 地 种植 较 普 遍 的 大 种 花 。购 回后 ， 装 于保 鲜 袋 内 ， 置 于５ 下贮 藏 保 鲜 ， 试 验 前 测 得 仞 始 含 水 率 为
通讯作者 ： 清亮（ １ ９ ６ ８ 一 ） ， ， ｉ 龋繁 峙人 ， 教授， 博ｊ ， 博： 上导帅 ，
（ Ｅ～ｍａ ｉ ｌ ） Ｑ１ Ｊ ｃ ｕ ｉ ＠１ ２ ６． （ １ ０ １ ３ １ 。
作 者 简 介 ：郭 向 明 （ １ ９ ８ ３ 一） ． ， ｌ Ｉ Ｉ 西文 水 人， 实 研 究 员 ， （ Ｅ— ｍａ ｉ Ｉ ）
ｇ ｕｏ ｘ ｍ一２ ０ ０ ４ ＠ １ ６ ３． ｃ １ ） ｌ ｎ。
冻 ｆ机 主 要 由 冻 干 室 、 冷阱、 真 空 系统 、 制 冷 系 １ ． ２ 试验 仪 器
试 验采 用 中科 院兰 州 近代 物 理研 究 所研 制 的 Ｊ Ｄ Ｇ
一
冻干技术的原理、工艺过程及常见问题_概述及解释说明
冻干技术的原理、工艺过程及常见问题概述及解释说明1. 引言1.1 概述冻干技术，也被称为低温真空干燥技术，是一种将物质在低温和真空条件下获得固态而去除水分的方法。
该技术通过冷冻样品并施加真空，使水分直接从固态转变为气态，从而避免了液态中间阶段的形成。
这种技术特别适用于保留样品中的活性成分、延长产品的保质期以及提高药物和食品的稳定性。
1.2 文章结构本文将首先介绍冻干技术的原理，包括其定义、背景和原理解释。
然后，我们将讨论该技术在不同领域中的应用。
接下来，我们将详细描述冻干技术的工艺过程，包括前处理步骤、冷冻步骤和干燥步骤。
此外，在第四部分中，我们还将探讨常见问题，并提供解决方法，涵盖质量问题与控制措施、设备故障与维护工作以及工艺优化与提高产能措施。
最后，在结论部分，我们将总结冻干技术的重要性和应用价值，展望未来的发展趋势，并给出本文的结束语。
1.3 目的本文旨在全面介绍冻干技术的原理、工艺过程以及常见问题与解决方法。
通过对这些方面的详细说明，读者将能够更好地了解冻干技术的基本概念和操作流程，并掌握解决常见问题所需的知识和技能。
同时，通过对该技术在不同领域中的应用案例进行分析，读者将明确冻干技术在现实生产中的重要性，并为未来发展提供参考建议。
2. 冻干技术的原理2.1 定义和背景冻干技术，也叫冷冻干燥技术，是一种将湿润的物质（例如食品、药物或生物制品）通过低温冷冻和真空脱水处理使其直接从固态转变为气态的过程。
这种技术可以有效地保留物质中的大部分营养成分和化学性质，并延长其保存期限。
因此，在食品工业、医药工业以及生物科学领域得到了广泛应用。
2.2 原理解释冻干技术基于三个关键原理：低温固化原理、减压脱水原理和由气体直接向固体状态转移的升华原理。
- 低温固化原理：在冷冻步骤中，物质被迅速降温至低于其平衡点以下，使水分凝固并形成冰晶。
这些冰晶在后续的干燥过程中起到支撑作用，防止物质结构塌陷并加速水分蒸发。
医药行业生物制药工艺优化方案
医药行业生物制药工艺优化方案第1章绪论 (3)1.1 生物制药行业概述 (3)1.2 工艺优化的重要性 (3)1.3 方案目标与意义 (3)第2章生物制药工艺现状分析 (4)2.1 国内外生物制药工艺发展现状 (4)2.2 我国生物制药工艺存在的问题 (4)2.3 工艺优化方向 (4)第3章生物制药上游工艺优化 (5)3.1 培养基优化 (5)3.1.1 培养基组分优化 (5)3.1.2 培养基物理性质优化 (5)3.2 菌株选育与改良 (6)3.2.1 菌株筛选 (6)3.2.2 菌株改良 (6)3.3 发酵过程优化 (6)3.3.1 发酵条件优化 (6)3.3.2 发酵过程控制策略 (6)第4章生物制药下游工艺优化 (7)4.1 提取与纯化工艺优化 (7)4.1.1 提取工艺优化 (7)4.1.2 纯化工艺优化 (7)4.2 色谱技术及其在生物制药中的应用 (7)4.2.1 色谱技术在生物制药中的应用 (8)4.2.2 色谱技术优化 (8)4.3 冻干工艺优化 (8)第5章生物制药过程质量控制 (8)5.1 质量控制策略与指标 (8)5.1.1 质量控制策略 (9)5.1.2 质量控制指标 (9)5.2 在线监测与实时控制 (9)5.2.1 在线监测技术 (9)5.2.2 实时控制策略 (9)5.3 工艺过程异常处理与优化 (10)5.3.1 异常处理 (10)5.3.2 工艺优化 (10)第6章生物制药工艺参数优化 (10)6.1 工艺参数筛选与优化方法 (10)6.1.1 参数筛选原则 (10)6.1.2 参数优化方法 (10)6.2 模型建立与验证 (10)6.2.1 模型建立 (10)6.2.2 模型验证 (11)6.3 参数优化案例分析 (11)6.3.1 实验设计与数据获取 (11)6.3.2 模型建立与优化 (11)6.3.3 模型验证与优化效果评估 (11)第7章生物制药设备与工艺改进 (11)7.1 设备选型与优化 (11)7.1.1 设备选型原则 (11)7.1.2 设备优化策略 (12)7.2 工艺流程优化 (12)7.2.1 工艺流程设计 (12)7.2.2 工艺参数优化 (12)7.2.3 工艺改进措施 (12)7.3 自动化与信息化在生物制药工艺中的应用 (12)7.3.1 自动化技术应用 (13)7.3.2 信息化技术应用 (13)第8章生物制药生产成本控制 (13)8.1 成本分析 (13)8.1.1 直接成本分析 (13)8.1.2 间接成本分析 (13)8.2 生产过程优化降低成本 (13)8.2.1 生物制药工艺改进 (13)8.2.2 生产设备与工艺自动化 (13)8.3 供应链管理优化 (14)8.3.1 供应商管理 (14)8.3.2 物流管理 (14)第9章生物制药环境友好型工艺 (14)9.1 环保法规与政策 (14)9.2 生物制药废水处理与资源化 (14)9.3 能源优化与减排 (14)第10章生物制药工艺优化实施与评估 (15)10.1 优化方案实施步骤与策略 (15)10.1.1 实施步骤 (15)10.1.2 实施策略 (15)10.2 工艺优化效果评估 (15)10.2.1 评估指标 (15)10.2.2 评估方法 (15)10.3 持续改进与优化方向展望 (15)10.3.1 持续改进 (16)10.3.2 优化方向展望 (16)第1章绪论1.1 生物制药行业概述生物制药是利用生物技术，以生物体、细胞、基因及其代谢产物为原料，通过现代生物化学工程方法生产药物的一种新兴产业。
冻干鱿鱼熟片的预冻工艺参数优化
， 从而影响产品品质及复水性。 正因为慢冻导
。 预冻温度选定为 －
致大冰晶的 形 成 ， 而冰晶在升华后遗留下来的空 穴比较大 ， 从而有利于后续冰晶升华时的水蒸气 的逸出
［11］
， 导致冻干速率比较高 。 预冻速度越快 ，
鱿鱼中的冰晶越小 ， 越不易损伤细胞 ， 干品中形成 的空洞 细 小 均 匀 ， 冻 干 品 的 品 质 好， 但冻干速率 低， 干燥耗时长 ℃ / min 之间 。 2． 3 正交试验结果与分析 在以上单因素试验基础上， 初步选定预冻温度 预冻时间为 2． 25 ～ 2． 75 h 之 为 － 20 ～ 25 ℃ 之间， 预冻速率为 1． 0 ～ 2． 0 ℃ / min 之间。 采用正交 间，
化冻干鱿鱼的预冻工艺。见表 1 。
表1 冻干鱿鱼因素水平表 因素 水平 1 2 3 A 预冻速率 / （ ℃ / min） 1． 0 1． 5 2． 0 B 预冻 时间 / h 2． 25 2． 50 2． 75 C 预冻 温度 / ℃ － 20． 0 － 22． 5 － 25． 0
1． 4 1． 4． 1
继续降低温度， 复水比增长缓慢， 但造成冻结速率过 大， 鱿鱼内部产生的冰晶较小， 形成的晶核数量多， 水蒸汽逸出阻力大， 且小的冰晶溶解快， 不利于升华 进行， 干燥速率反而会下降 20 ℃～ 25 ℃ 之间。 2． 2． 2 影响 鱿鱼处理后预冻， 预冻温度 － 18 ℃ ， 预冻速率 1 ℃ / min， 1． 5 ， 2， 2． 5 ， 3， 3． 5 ， 6 个水 预冻时间为 1 ， 平进行冻干， 试验结果如图 2 所示。 预冻时间对冻干鱿鱼冻干速率与复水比的
收稿日期： 2012 － 09 － 03 基金项目： 浙江省科技厅项目（ 2011C24003 ） ； 2012 年浙江省大学生 科技创新 活 动 计 划 （ 新 苗 人 才 计 划 ） 资 助 项 目 （ 2012R 411053 ） 1988 年出生， 作者简介： 刘娟娟， 女， 河北衡水人， 硕士研究生． 1972 年出生， 通讯作者： 方旭波， 男， 浙江舟山人， 副教授， 博士．
平菇冻干预处理工艺优化及其对品质的影响
平菇冻干预处理工艺优化及其对品质的影响孙亚男;赵淑芳;李文香;胡欣蕾;樊铭聪【摘要】本文以平菇为试验材料，采用真空冷冻干燥技术进行平菇冻干。
单因素试验探讨了烫漂温度、烫漂时间、麦芽糊精浸渍液浓度、预冻终温对冻干平菇品质影响，在此基础上，利用正交试验进一步优化平菇冻干预处理工艺，确定了最佳预处理工艺参数为：烫漂温度80益，烫漂时间90s，麦芽糊精浸渍液浓度2.5%，预冻终温-19益。
此条件下可最大程度保持平菇原有的色泽与风味，提高冻干平菇的品质。
%Based on the Pleurotus ostreatus as the experimental material, made freeze-dried Pleurotus ostreatus with vacuum freeze drying technology. The single factor and orthogonal experiment were used to study the four factors(blanching temperature, blanching time, the concentration of the impregnation liquid, precool final temperature)on the quality of freeze-dried sensory score, determining the best Pleurotus ostreatus freeze-drying process: blanching temperature 80℃, blanching time 90s, impregnation liquid concentration 2.5%, the precool final temperature -19℃. The process can maintain the Pleurotus ostreatus own color flavor in the greatest extent, and improve the quality of freeze-dried Pleurotus ostreatus .【期刊名称】《中国果菜》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P10-14)【关键词】平菇;真空冷冻干燥技术;预处理;品质【作者】孙亚男;赵淑芳;李文香;胡欣蕾;樊铭聪【作者单位】青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109; 山东省应用真菌重点实验室，山东青岛266109;山东省农业技术推广总站，山东济南250100;青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109; 山东省应用真菌重点实验室，山东青岛266109;青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109; 山东省应用真菌重点实验室，山东青岛266109;青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109; 山东省应用真菌重点实验室，山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】S646.1平菇（Pleurotus ostreatus）学名侧耳，属担子菌亚门、层菌纲、伞菌目、侧耳科、侧耳属，又名糙皮侧耳[1]。
基于响应面的黄花菜冷冻干燥工艺参数优化
基于响应面的黄花菜冷冻干燥工艺参数优化郭向明;崔清亮;李斐;贠慧星【摘要】In order to determine the optimal parameters for low energy consumption in vacuum freeze-drying daylily flo wer , an experiment was designed according to the method of response surface analysis of three factors and five levels . Selected variables were temperature of heating plate , chamber pressure and loading capacity of the plate as well as freeze-drying energy consumption per unit moisture content taken as the response variable .The results indicated that the signif-icant experimental factors on energy consumption during vacuum freeze-drying were:the plate loading capacity , heating plate temperature and chamber pressure .The optimum parameters were 78 .0℃,3680 .6 g/m2 , 40 .0 Pa respectively and the response value 142.705 MJ/kg.The results would be valuable for vacuum freeze-drying daylily flower at low energy consumption .%为确定黄花菜低能耗冷冻干燥工艺参数，以冷冻干燥单位水分能耗为响应值，以加热板温度、冻干室压力和装盘量为试验因素，采用3因素5水平响应面设计法进行试验。
注射用冻干制剂新药申报中的药学常见问题和基本考虑
注射用冻干制剂新药申报中的药学常见问题和基本考虑注射用冻干制剂新药申报中的药学常见问题和基本考虑一、引言冻干制剂(lyophilized preparations)是指将药物溶液冷冻后，疏脱溶剂，得到固态制剂，再将制剂置于真空下加热，使水分直接从固态向气态转变而蒸发，最后封存得到的制剂。
冻干法主要是将药物冷冻，通过降低压力，使水分直接从固态向气态转变。
在新药申报过程中，冻干制剂的研发和申报面临着许多药学常见问题和基本考虑。
本文将从不同角度探讨这些问题和考虑。
二、冻干制剂申报中的关键问题1. 冻干工艺的优化和控制冻干工艺是制备冻干制剂的关键环节，对于制剂保持稳定、可复溶和成品合格至关重要。
冻干工艺主要包括预处理、冷冻、真空干燥和封闭等步骤。
在申报过程中，需要详细描述冻干工艺的参数和条件，以确保制备的冻干制剂质量可控。
2. 药物稳定性的评价和保护冻干制剂的稳定性直接影响制剂的质量和有效期。
在申报中，需要充分评价药物在冷冻和真空干燥过程中的稳定性，并采取相应的保护措施，如添加稳定剂、调整pH值等，以确保药物在制剂中的稳定性和活性。
3. 冻干制剂的复溶性和稳定性评价复溶性是指冻干制剂在溶液中的溶解度和稳定性。
复溶性的评价包括对冻干制剂溶解的步骤、条件和速度的研究，并在申报中提供相应的数据支持。
还需要评价制剂在复溶后的稳定性，以确保制剂在使用时的质量和可利用性。
4. 注射用冻干制剂的容器和封闭系统选择容器和封闭系统的选择对于冻干制剂的稳定性和有效性有重要影响。
在申报中，需要选择适合的容器和封闭系统，确保冻干制剂在制剂和保存过程中的质量和稳定性。
三、基本考虑及个人观点1. 品质控制品质控制是冻干制剂申报中不可或缺的一环。
在申报过程中，需要制定严格的品质控制标准，并建立相应的分析方法和质量控制流程。
个人观点是，应加强对制剂物理稳定性、化学稳定性和生物活性等方面的评价，以确保制剂质量和疗效的稳定性。
2. 存储条件和有效期的确定冻干制剂的存储条件和有效期是保证制剂质量和疗效的重要因素。
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Most Important Step 最重要的步骤
Formulation 配方
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Why is the Formulation so Important? 为何配方如此重要 Defines the freezing process 限定冷冻过程 Defines the drying process parameters限定干 燥过程参数 Defines the freeze drying equipment requirements 限定冷冻干燥设备要求 Defines the shelf-life of the product 限定产品的货架寿命 Defines if the process is going to be lyophilized or freeze dried 限定产品是冻干还是冷冻干燥
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Example of a Freezing Process 冻干过程举例
Degree of Supercooling = 7 oC 过冷度= 7 oC
Collapse temperature (Tc) = - 23 oC 塌陷温度= - 23 oC
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Collapse Temperature 塌陷温度
The collapse temperature is defined as that temperature at which the mobility of the water in the interstitial region approaches zero. 塌陷温度是指脉间区的水的流动性为零时温度
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Degree of Crystallization 结晶度
The degree of crystallization is the ratio of the ice formed in the product to the amount of ice formed in an equal amount of water. 结晶度是指产品中形成的冰的量和等量水形成的 冰的量的比率
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Key Properties of the Formulation 配方的关键性质
Composition 组成
Stability 稳定性 Thermal Properties热性质
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冻干是一个使物质稳定化的过程，在该过程中，首先使 产品冷冻，然后将溶剂升华和解吸附，使产品中的含水量 减少到不足以支持生物生长和发生化学反应的程度
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Definition of Freeze Drying 冷冻干燥的定义
Freeze drying is a stabilizing process in which there is first crystallization of the solvent to form a structure in the product and then the amount of solvent is removed first by sublimation and then by desorption to values that will no longer support biological growth or chemical reactions.
Degree of Crystallization 结晶度
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Basic Definition of a Eutectic 共晶点的基本定义
That temperature at which the number of degrees of freedom in a system during freezing is zero. (f = 0) 冷冻过程中，该温度下系统的自由度为零
The point of intersection between the solubility curve for a saturated solution and the depression of the freezing point of the solvent 饱和溶液的溶解曲线和溶剂结冰点凹陷的交点
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Key Thermal Properties 主要热性质
Degree of Supercooling 过冷度
Eutectic or Collapse Temperature 共晶或塌陷温度 Degree of Crystallization 结晶度
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Key Process Steps
主要工艺步骤
Freezing 冷冻
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Key Thermal Properties 主要的热性质
Degree of Supercooling 过冷度 Eutectic or Collapse Temperature 共晶或塌陷温度 Degree of Crystallization 结晶度
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Key Thermal Properties 主要热性质
Degree of Supercooling 过冷度
Eutectic or Collapse Temperature 共晶和塌陷温度 Degree of Crystallization 结晶度
What to consider for the Freezing Process 冷冻过程中需要考虑的问题
Initial shelf surface temperature (formulation, fill volume, stability) 搁板表面的初始温度（配方，装料体积，稳定性） Initial shelf surface temperature (ambient, 4 - 8 oC, << 0 oC) 搁板表面的初始温度（室温，4 - 8 oC, << 0 oC) Shelf cooling rate (supercooling and fill volume) 搁板冷却速率（过冷河装料体积） Freezing temperature (eutectic or collapse temperature 10 oC lower – mobility of water is zero) 冷冻温度（共晶和塌陷温度10 oC更低-水的移动性为零 Time (fill volume)/ 时间（装料体积）
What to consider before the Freezing Process 冷冻开始前需要考虑的因素
Stability of the liquid formulation 液体配方的稳定性 Molded vial, tubing vial or tray 模制西林瓶，管制西林瓶或托 盘 Dimensions and composition of the container 容器的尺寸和成分 Fill volume and aspect ratio (w/h) >1 Copyright 2006 Phase Technologies, Inc 装料体积和长宽比（w/h）>1
冷冻干燥是一个是物质稳定的过程，在该过程中，冻干的 溶剂先结晶，在产品中形成一定的结构，然后靠升华和解 吸附作用将溶剂的量减少至不足以维持生物生长和发生化 学反应的程度。
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Basic Difference 基本差别
Lyophilization – product remains frozen during the drying process 冻干-干燥过程中产品保持冷冻
Supercooling 过冷度
The degree of supercooling is defined as the number of degrees below the equilibrium freezing temperature where ice first starts to form. 过冷度是指低于冰开始形成时的冷冻平衡温度的 度数
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Effect of Freezin Was there a change in the composition of the formulation?/ 配方的成分时候有变化 Any change in turbidity?/混浊度是否有变化 Nature of the frozen cake (uniform or crust or glaze) 冷冻饼状物的性质（均一或者硬壳或冻胶层）