真空冷凍干燥技術起源于19世紀20年代，如今廣泛應用于食品、血液制品、生物制品、醫藥和活性物質領域。尤其在制藥行業，真空冷凍干燥機(簡稱凍干機)應用廣泛，它具備廣泛的優點。正是由于產品對真空冷凍干燥的需要，使凍干機迅速在各種生產領域得到廣泛使用。現將一般應用中的真空冷凍干燥機在使用中需要注意的情況及故障原因、排除方法介紹如下：

一、真空冷凍干燥原理

　　我們可以從理論上分析：圖1為水的相圖，曲線OA、OB、OC分別為液-固平衡線、氣-液平衡線及氣-固平衡線，其交匯于3相點O。當溫度低于3相點O時，如果系統壓力降至0.6106kPa以下，固態冰可不經過熔化而直接氣化，這就是升華過程。

圖1 水的相圖

　　直觀的說冷凍干燥就是把含有大量水分的物質，預先進行降溫凍結成固體。然后在真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來，而物質本身留在凍結時的冰架子中。因此它干燥后體積不變、疏松多孔。整個干燥是在較低的溫度下進行的。

二、凍干技術的應用

　　1.中藥材的加工與保鮮。凍干技術可用于中藥材的新型加工及活性保鮮。

　　2.現代中藥制劑。①中藥脂質體及納米粒。液態脂質體是一種混懸乳劑，性質不穩定，易發生凝聚、融合，并導致其包封藥物泄漏。脂質體在液體狀態下只能貯存幾周，使應用受限。凍干技術使脂質體等作為藥物載體的優勢進一步擴大，既可單獨制備、儲存，可延長藥物作用時間，降低其毒副作用，提高生物利用度。②中藥凍干粉針。需要注射用的中藥復方或單方制成凍干粉針后成型性、水溶性均優于傳統注射液，而且凍干粉針的穩定性也大大提高。③中藥口服片劑。冷凍干燥還可用于中藥口服片劑的制備。

　　3.西藥制劑。①西藥脂質體。西藥制劑的冷凍干燥技術較為成熟，目前國內較大型的制藥廠都有冷凍干燥設備，很多劑型(針劑、口服制劑、滴眼劑等)都采用了冷凍干燥工藝，提高了藥品質量和貯存期限。如克拉霉素、米非司酮、維甲酸等。②西藥凍干粉針。西藥制成凍干粉針，可藥品不變質，適合長期存放;容易實現無菌化操作;定量準確;復水性能好，如棓丙脂、阿莫西林鈉等。③其他劑型。口腔速崩片具有使用方便、分劑量準確、崩解迅速、對消化道刺激作用小等優點。凍干法制備的口崩片除具有上述優點外，還可避免藥品因高溫而分解變質，并且由于產品含水量低，微生物不易生長繁殖，易于保存。

　　4.生物藥品。針對大多數生物藥品的化學、物理性質不穩定，凍干已被真空技術網(m.203scouts.com)實踐證明為一種非常有效的手段。冷凍干燥在低溫下進行，且處于高真空狀態，因此對于許多熱敏性的物質特別適用;干燥后的物質疏松多孔，溶解迅速完全;凍干產品脫水徹底，可采取真空或充氮氣包裝和避光保存，保質期長。

　　5.在食品工業中的應用。最早的食品凍干技術與設備出現在1943年的丹麥。60年代德國、荷蘭等西歐國家首先應用于工業生產，隨后在日、美等國開始迅速發展。我國于60年代后期開始在北京、上海等地建立凍干食品廠。

三、真空冷凍干燥機操作中的注意事項

　　1.在進行干燥前，首先將樣品物質進行簡單處理，使樣品形狀大小一致，松散平鋪在金屬盤上，或放在玻璃器皿和其他容器里，使厚度一致，一般厚度不大于2cm。

　　2.樣品容器要放在金屬板上，不要使容器互相疊壓，容器與金屬板不要有間隔。

　　3.由于各種樣品物質性質不同，所需的最低溫度，保持的時間也不同，一般含水量高的，營養物質豐富，帶有特殊氣味的物體，都要求急速冷凍，以保持其營養成分不被破壞并可保持原有的氣味。

　　4.在對樣品物質進行冷凍時，一般要求樣品冷凍到設定最低溫度之后并保持1～2h，方可開始抽真空進行干燥處理，如果沒有凍實，樣品就會在真空的作用下發生破裂，如果樣品是液體物質就會噴發冒出來，導致冷凍干燥失敗。

　　5.進行凍干時，冷凝室溫度要保持在-40℃以下，真空泵要能保持住一定的真空度，一般壓強為0.1～0.3mbar之間。

　　6.樣品物質冷凍干燥時，升華是關鍵階段，樣品室的層板不僅能產生冷而且還產生熱。層板溫度設定高，樣品獲得的熱量就多，升華干燥時間就短;板層溫度設定低，樣品獲得的熱量就少，升華時間就長;層板溫度過高，產品獲得過多的熱量使產品發生迅速解凍，導致凍干失敗;層板溫度過低，產品得不到足夠的熱量會延長升華干燥時間。因此，板層的溫度設定是關鍵。要隨時觀察樣品物質顏色的變化，隨時調整樣品室設定溫度，樣品室溫度在升華階段一般應保持20℃～-10℃，10～18h;最后為樣品完全干燥要將溫度升到0℃以上，并保持4～6h。

　　7.樣品物質干燥完成時，樣品室溫度要升到(降到)室溫，首先關閉真空泵與樣品室，冷凝室之間的閥門，再關掉真空泵，慢慢地打開放氣閥，切不可一下全打開，以免干燥樣品被吹走。

　　8.每次開機前，要檢查制冷系統是否正常，真空泵油面是否在兩條紅線之間。

　　9.樣品物質干燥完成后，請關掉總電源，完全打開放氣閥，同時放掉真空泵里的水，打開真空泵放油閥，首先放出的是真空泵里的水，直到放出油，然后從加油孔處補加真空泵油到兩個紅線之間的位置上。

四、系統常見故障、原因和排除方法

1、真空系統

　　①真空度不高。產生原因：泵溫太高，可能是泵的閥片或內腔刮傷磨損，轉子軸心產生位移造成單面磨損。泵油有問題：油位過低，密封不嚴;油被污染呈黃色;油位正常，油路不通，泵腔內沒有保持適當的油量。泵本身漏氣：密封圈、氣針閥墊圈損壞或未壓緊，排氣閥片損壞，造成密封不好。進氣口過濾網被堵塞。排除方法：修復后重新裝配。加油;換油;檢查油路及油閥的進油量。針對具體情況更換密封圈或閥片。拆下清洗。