喷雾冷冻干燥的毕业论文

喷雾干燥法特点：1.干燥速度快，物料受热时间短。2.干燥条件和产品的质量指标易于调节。3.生产效率高，操作人员少。4.生产过程简化，后续工序少。缺点是干燥室庞大，回收被废气夹带的成品粉末的装置复杂。流化床式干燥法特点：干燥均匀度较好，但因干燥时间较短其降水幅度较小（1%——）。该机没有冷却装置，干燥后的粮食需由人工摊晒降温。真空冷冻干燥法特点：1.加热蒸汽玉沸腾体之间的温度差可以增大。2.可以用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。3.由于蒸汽温度较低，有利于保存食品中的营养成分及色.香.味。4.浓缩设备的热损失减少。不足之处须有抽真空系统，热量消耗大。

红外线干燥、流化床干燥器、喷雾干燥、气流干燥器、真空耙式干燥、带式干燥机、流化床干燥器、微波干燥各自原理和优缺点（一）红外线干燥：湿物料用皮带机送入器内，物料在输送过程中被加热干燥。采用辐射热源。用可控阀调节空气进出流量。缺点：1.地空间大:是因为需要使用比较大的风扇，因此占地空间较大。2.不适合脆性物体:由于远红外干燥在机械上可能会产生一定的扭曲，因此不适合脆性物体的干燥。3.间消耗大:在某些情况下，如果物体中的水分含量较高，则可能需要一定的时间才能将水分从物体中带走，因此远红外干燥的干燥时间较长。（三）喷雾干燥用喷雾器将稀释液（如含水量在75-80%以上的溶液）喷成雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸发而得到固体产品。干燥时间一般仅需3-10秒。喷雾器是喷雾干燥器的关键部分。缺点：1、投资大。由于一般干燥室的水分蒸发强度仅能达到／(m3·h)，故设备体积庞大，且雾化器、粉尘回收以及清洗装置等较复杂。2、能耗大，热效率不高。一般情况下，热效率为30％~40%，若要提高热效率，可在不影响产品质量的前提下，尽量提高进风温度以及利用排风的余热来预热进风。另外，因废气中湿含量较高，为降低产品中的水分含量，需耗用较多的空气量，从而增加了鼓风机的电能消耗与粉尘回收装置的负担。（四）气流干燥器热空气与物料同时送入粉碎机，物料经粉碎后再干燥器底部被高速热气流吹起。泥状、粉粒状的物料悬浮于气流中，在气流输送过程中进行干燥。在旋风分离器底部，借固体流动分配器定时排出干燥物作为产品或干物料部分循环。缺点：1、气体流速较高，颗粒有一定磨损，因此对晶体形状有一定要求的物料不宜采用。对管壁粘附性很强的物料，以及需要干燥到临界湿含量的物料，也不宜采用此种干燥方法。2、气流干燥器的附属设备较大，操作气速高。物料在气流的作用下，冲击管壁，以及物料之间的相互碰撞，物料和管子的磨损较大，对坚硬固体如石英砂等干燥器应采用特殊材料并对转弯结构进行特殊设计。3、气流干燥也不适于粘附性很强的物料，如精制的葡萄糖等。4、对于在干燥过程中易产生微粉、又不易分离的物料，以及需要空气量极大的物料，都不宜采用气流干燥。（五）真空耙式干燥加热蒸汽加热夹套内侧的浆膏状物料。装料后器内抽真空。水平搅拌器每隔数分钟交替正反转动，将粘附在器壁上的物料刮下并混合。搅拌器叶片之间自由放置四根碾辊，碾辊落下打击叶片，将粘附在叶片上的物料震落。干燥完毕后，停止加热，接通大气，卸料，完成一个间歇操作。缺点：结构复杂，造价较贵。由于是间歇操作，干燥时间长，股产量低；又由于不易出清物料，因此不适宜经常调换品种的生产。同时，为了保证真空度，必须经常维护检修真空装置。（六）带式干燥机对脱水滤饼类的膏状物料， 需经造粒或制成条状后方可干燥缺点：1.结构复杂，设备费用高2.设备的进出料口，密封不严，易产生漏气。（七）流化床干燥器它是由空气过滤器，沸腾床主机旋风分离器或布袋除尘器，高压离心通风机、操作台组成。缺点：1、被干燥物料颗粒度一般要求不小于30微米，不大于4毫米为合适。2、不能混合干燥。3、由于流化干燥机的物料返混比较激烈，所以在单级连续式流化干燥装置中，物料停留时间不均匀，有可能发生未经干燥的物料随产品一起排出床层。（八）微波干燥与传统干燥方式相比，具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，因而在干燥的各个领域越来越受到重视。微波干燥设备的特点有：1、干燥迅速微波干燥与传统干燥方式完全不同。它是使物料本身成为发热体，不需要热传导的过程。因此，尽管是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到干燥温度。微波干燥设备2、节能高效由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗。故热效率高、节能。它比红外干燥节能1/3以上。微波干燥设备。3、干燥均匀无论物体各部位形状如何，微波干燥均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。所以干燥均匀性好，不会出现外焦内生的现象。微波干燥设备4、工艺先进只要控制微波功率即可实现立即干燥和终止。应用人机界面和PLC可进行干燥过程和干燥工艺规范的可编程自动化控制。5、杀菌、防霉、保鲜微波干燥具有热效应和生物效应，能在较低温度温度下灭菌和防霉。由于干燥速度快、时间短，能很大限度地保存物料的活性和食物中的维生素、原有的色泽和营养成份。6、安全无害由于微波能是控制在金属制成的干燥室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染，既不污染食物，也不污染环境。（南京金佰力微波设备有限公司专业从事微波技术开发欢迎大家留言探讨）

我给你一部分，因为太多了，过不来，具体的你点击下面的网址自己挑选吧，拼拼就成了！干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。干燥的方法许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。而冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。冷冻干燥有下列优点：一．冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。二．在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。三．在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性装。四．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。五．干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。六．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。七．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。因此，冷冻干燥目前在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。第二节 冻干机的组成和冻干程序产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机，简称冻干机。冻干机按系统分，由致冷系统、真空系统、加热系统、和控制系统四个主要部分组成。按结构分，由冻干箱或称干燥箱、冷凝器或称水汽凝集器、冷冻机、真空泵和阀门、电气控制元件等组成。图十三是冻干机组成示意图。冻干箱是一个能够致冷到-40℃左右，能够加热到+50℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分，需要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上，对产品进行冷冻，并在真空下加温，使产品内的水份升华而干燥。冷凝器同样是一个真空密闭容器，在它的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到-40℃以下，并且能恒定地维持这个低温。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。冻干箱、冷凝器、真空管道和阀门，再加上真空泵，便构成冻干机的真空系统。真空系统要求没有漏气现象，真空泵是真空系统建立真空的重要部件。真空系统对于产品的迅速升华干燥是必不可少的。致冷系统由冷冻机与冻干箱、冷凝器内部的管道等组成。冷冻机可以是互相独立的二套，也可以合用一套。冷冻机的功用是对冻干箱和冷凝器进行致冷，以产生和维持它们工作时所需要的低温，它有直接致冷和间接致冷二种方式。加热系统对于不同的冻干机有不同的加热方式。有的是利用直接电加热法；有的则利用中间介质来进行加热，由一台泵使中间介质不断循环。加热系统的作用是对冻干箱内的产品进行加热，以使产品内的水份不断升华，并达到规定的残余水份要求。控制系统由各种控制开关，指示调节仪表及一些自动装置等组成，它可以较为简单，也可以很复杂。一般自动化程度较高的冻干机则控制系统较为复杂。控制系统的功用是对冻干机进行手动或自动控制，操纵机器正常运转，以冻干出合乎要求的产品来。冷冻干燥的程序是这样的：在冻干之前，把需要冻干的产品分装在合适的容器内，一般是玻瓶或安瓶，装量要均匀，蒸发表面尽量大而厚度尽量薄些；然后放入与冻干箱尺寸相适应的金属盘内。装箱之前，先将冻干箱进行空箱降温，然后将产品放入冻干箱内进行预冻，抽真空之前要根据冷凝器冷冻机的降温速度提前使冷凝器工作，抽真空时冷凝器应达到-40℃左右的温度，待真空度达到一定数值后（通常应达到100uHg以上的真空度），即可对箱内产品进行加热。一般加热分两步进行，第一步加温不使产品的温度超过共熔点的温度；待产品内水份基本干完后进行第二步加温，这时可迅速地使产品上升的规定的最高温度。在最高温度保持数小时后，即可结束冻干。整个升华干燥的时间约12-24小时左右，与产品在每瓶内的装量，总装量，玻璃容器的形状、规格，产品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。冻干结束后，要放干燥无菌的空气进入干燥箱，然后尽快地进行加塞封口，以防重新吸收空气中的水份。在冻干过程中，把产品和板层的温度、冷凝器温度和真空度对照时间划成曲线，叫做冻干曲线。一般以温度为纵坐标，时间为横坐标。冻干不同的产品采用不同的冻干曲线。同一产品使用不同的冻干曲线时，产品的质量也不相同，冻干曲线还与冻干机的性能有关。因此不同的产品，不同的冻干机应用不同的冻干曲线。图十四是冻干曲线示意图（其中没有冷凝器的温度曲线和真空度曲线）。第三节 共溶点及其测量方法需要冻干的产品，一般是预先配制成水的溶液或悬浊液，因此它的冰点与水就不相同了，水在0℃时结冰，而海水却要在低于0℃的温度才结冰，因为海水也是多种物质的水溶液。实验指出溶液的冰点将低于溶媒的冰点。另外，溶液的结冰过程与纯液体也不一样，纯液体如水在0℃时结冰，水的温度并不下降，直到全部水结冰之后温度才下降，这说明纯液体有一个固定的结冰点。而溶液却不一样，它不是在某一固定温度完全凝结成固体，而是在某一温度时，晶体开始析出，随着温度的下降，晶体的数量不断增加，直到最后，溶液才全部凝结。这样，溶液并不是在某一固定温度时凝结。而是在某一温度范围内凝结，当冷却时开始析出晶体的温度称为溶液的冰点。而溶液全部凝结的温度叫做溶液的凝固点。因为凝固点就是融化的开始点（既熔点），对于溶液来说也就是溶质和溶媒共同熔化的点。所以又叫做共熔点。可见溶液的冰点与共熔点是不相同的。共熔点才是溶液真正全部凝成固体的温度。显然共熔点的概念对于冷冻干燥是重要的，因为冻干产品可能有盐类、糖类、明胶、蛋白质、血球、组织、病毒、细菌等等的物质。因此它是一个复杂的液体，它的冻结过程肯定也是一个复杂的过程，与溶液相似，也有一个真正全部凝结成固体的温度。即共熔点。由于冷冻干燥是在真空状态下进行。只有产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产品的体积缩小；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。这是我们所不希望的。为此冻干产品在升华开始时必须要冷到共熔点以下的温度，使冻干产品真正全部冻结。在冻结过程中，从外表的观察来确定产品是否完全冻结成固体是不可能的；靠测量温度也无法确定产品内部的结构状态。而随着产品结构发生变化时电性能的变化是极为有用的，特别是在冻结是电阻率的测量能使我们知道冻结是在进行还是已经完成了，全部冻结后电阻率将非常大，因此溶液是离子导电。冻结是离子将固定不能运动，因此电阻率明显增大。而有少量液体存在时电阻率将显著下降。因此测量产品的电阻率将能确定产品的共熔点。正规的共熔点测量法是将一对白金电极浸入液体产品之中，并在产品中插一温度计，把它们冷却到-40℃以下的低温，然后将冻结产品慢慢升温。用惠斯顿电桥来测量其电阻，当发生电阻突然降低时，这时的温度即为产品的共熔点。电桥要用交流电供电，因为直流电会发生电解作用，整个过程由仪表记录。（图十六）也可用简单的方法来测量，如图十五所示。用二根适当粗细而又互相绝缘的铜丝插入盛放产品的容器中，作为电极。在铜电极附近插入一支温度计，插入深度与电极差不多，把它们一起放入冻干箱内的观察窗孔附近，并用适当方法把它们固定好，然后与其他产品一起预冻，这时我们用万用表不断地测量在降温过程中的电阻数值，根据电阻数值的变化来确定共熔点。把电极引线通过一个开关与万用表相连，可以不分正负极。如果冻干箱没有电线引出接头，则可以用二根细导线从箱门缝处引出，在电线附近涂些真空密封蜡，这样不致于影响真空度。待温度计降至0℃之后即开始测量并作记录。把万用表的转换开关放在测量电阻的最高档（×1K或×10K）。由于万用表内使用的是直流电，为了防止电解作用，在每次测量完之后要把开关立即关掉，把每一次测量的温度和电阻数值一一记录下来。开始时电阻值很小，以后逐步增高。到某一温度时电阻突然增大，几乎是无穷大，这时的温度值便是共熔点数值。用这种方法测量的共熔点有一定的误差，因为铜电极处多少有些电解作用。万用表对于高阻值没有电桥灵敏；另外，冻结过程与熔化过程电阻的变化情况并不完全相同，但所测之值仍有实用参考价值。共熔点的数值从0℃到40℃不等，与产品的品种、保护剂的种类和浓度有关。一些物质的共熔点列表二十二供参考，因实际的冻干产品还有其它成份。所以与此不相同。第四节 产品的预冻产品在进行冷冻干燥时，需要装入适宜的容器，然后进行预先冻结，才能进行升华干燥。预冻过程不仅昰为了保护物质的主要性能不变；而且要获得冻结后产品有合理的结构以利于水份的升华；还要有恰当的装量，以便日后的应用。产品的分装通常有散装和瓶装二种方式。散装可以采用金属盘，饭盒或玻璃器皿；瓶装采用玻璃瓶和安瓿。玻璃瓶又有血浆瓶。疫苗瓶和青霉素小瓶等，安瓿也有平底安瓿、长安瓿和圆安瓿等；这些需根据产品的日后使用情况来决定，瓶子还需配上合适的胶塞。表二十二 一些物质的共熔点（℃）物质 共熔点氯化钠溶液 -2210%蔗糖溶液 -2640%蔗糖溶液 -3310%葡萄糖溶液 -272%明胶、10%葡萄糖溶液 -322%明胶、10%蔗糖溶液 -1910％蔗糖溶液、10%葡萄糖溶液、氯化钠溶液 -36脱脂牛奶 -26马血清 -35各种容器在分装之前要求清洗干净并进行灭菌处理。需要冻干的产品需配制成一定浓度的液体，为了能保证干燥后有一定的形状，物质含量在10~15%之间最佳。产品分装到容器有一定的表面积与厚度之比。表面积要大一些，厚度要小些。表面积大有利于升华，产品厚度大不利于升华。一般分装厚度不大于10mm。有些产品需用大瓶。并冻干较大量的产品时，可以采用旋冻的方法冻成壳状，或倾斜容器冻成斜面，以增大表面积，减小厚度。产品的预冻方法有冻干箱内预冻法和箱外预冻法。箱内预冻法是直接把产品放置在冻干机冻干箱内的多层搁板上，由冻干机的冷冻机来进行冷冻。大量的小瓶和安瓿进行冻干时为了进箱和出箱方便，一般把小瓶或安瓿分装在若干金属盘内，再装进箱子。为了改进热传递，有些金属盘制成可分离式，进箱时把底抽走，让小瓶直接与冻干箱的金属板接触；对于不可抽低的盘子要求盘底平整，以获得产品的均一性。采用旋冻法的大血浆瓶要事先冻好后加上导热用的金属架或块后再进行冷冻。箱外预冻有二种方法。有些小型冻干机没有进行预冻产品的装置。只能利用低温冰箱或酒精加干冰来进行预冻。另一种是专用的旋冻器，它可把大瓶的产品边旋转边冷冻成壳状结构。然后再进入冻干箱内。还有一种特殊的离心式预冻法，离心式冻干机就采用此法。利用在真空下液体迅速蒸发，吸收本身的热量而冻结。旋转的离心力防止产品中的气体溢出，使产品能“平静地”冻结成一定的形状。转速一般为800转/分左右。冷冻会对细胞和生命体产生一定的破坏作用，其机理是非常复杂的。目前尚无统一的理论，但一般认为主要是由机械效应和溶质效应引起。生物物质的冷冻过程首先是从纯水结冰开始，冰晶的生长逐步造成电解质的浓缩。随后是低共熔混合物凝固。最后全部变为固体。机械效应是细胞内外冰晶生长而产生的机械力量引起的。特别是对于有细胞膜的生命体影像较大。一般冰晶越大，细胞膜越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶小，对细胞膜的机械损伤也较小。缓慢冷冻产生的冰晶较大，快速冷冻产生的冰晶较小；就此而言。快速冷冻对细胞的影响较小。缓慢冷冻容易引起细胞的死亡。溶质效应是由于水的冻结使间隙液体逐渐浓缩，从而使电解质的浓度增加，蛋白质对电解质是较敏感的。电解质浓度的增加引起蛋白质的变性，而使细胞死亡；另外电解质浓度的增加会使细胞脱水而死亡。间隙液体浓度越高。上述原因引起的破坏也越厉害。溶质效应在某一温度范围最为明显。这个温度范围在水的冰点和该液体的全部固化温度之间。若能以较高的速度越过这一温度范围，溶质效应所产生的效果就能大大减弱。另外冷冻时所形成的晶体大小在很大程度上也影响干燥的速率和干燥后产品的溶解速度。大的冰晶容易升华，小的冰晶不利于升华；但大的冰晶溶解慢，小的冰晶溶解快。冰晶越小、干燥后越能反映产品的原来结构。综上所述，需要有一个最优的冷却速率。以得到最高的细胞存活率，最好的产品物理性状和溶解速度。当然提高存活率与在产品中加入抗低温剂（保护剂之一）还有很大的关系。列如甘油、二甲亚砜、糖类等。这些抗低温物质能帮助产品扩大最优冷却速率的范围，以便使更多的细胞存活下来。为了获的不同的降温速度。就要采取不同的预冻方法；列如有时需装箱之后才开始冻干箱的降温，有时需让机器预先降到低温，再将产品装入冻干箱内。预冻的目的也是为了固定产品，以便在真空下进行升华。如果没有冻实。则抽真空时产品会冒出瓶外来，没有一定的形状；如果冷的过低，则不仅浪费了能源和时间，而且对某些产品还会降低存活率。因此预冻之前应确定三个数据。其一是预冻的速率，应根据产品不同而试验出一个最优冷冻速率。其二是预冻的最低温度，应根据改产品的共熔点来决定，预冻的最低温度应低于共熔点的温度。其三是预冻的时间，根据机器的情况来决定，保证抽真空之前所有产品均已冻实。不致因抽真空而冒出瓶外，冻干箱的每一板层之间，每一板层的各部分之间温差越小，则预冻的时间可以相应缩短，一般产品的温度达到预冻最低温度之后1－2小时即可开始抽真空升华。第五节 产品的第一阶段干燥产品的干燥可分为二个阶段，在产品内的冻结冰消失之前称第一阶段干燥、也叫作解吸干燥阶段。产品在升华时要吸收热量，一克冰全部变成水蒸汽大约需要吸收670卡左右的热量，因此升华阶段必须对产品进行加热。但对产品的加热量是有限度的，不能使产品的温度超过其自身共熔点温度。升华的产品如果低于共熔点温度过多，则升华的速率降低，升华阶段的时间会延长；如果高于共熔点温度，则产品会发生熔化，干燥后的产品将发生体积缩小，出现气泡，颜色加深，溶解困难等现象。因此升华阶段产品的温度要求接近共熔点温度，但又不能超过共熔点温度。由于产品升华时，升华面不是固定的。而是在不断的变化，并且随着升华的进行，冻结产品越来越少。因此造成对产品温度测量的困难，利用温度计来测量均会有一定的误差。可以利用气压测量法来确定升华时产品的温度，把冻干箱和冷凝器之间的阀门迅速地关闭1－2秒的时间（切不可太长）。然后又迅速打开，在关闭的瞬间观察冻干箱内的压强升高情况，计下压强升高到某一点的最高数值。从冰的不同温度的饱和蒸汽压曲线或表上可以查出相应数值，这个温度值就是升华时产品的温度。产品的温度也能通过对升华产品的电阻的测量来推断。如果测得产品的电阻大于共熔点时的电阻数值，则说明产品的温度低于共熔点的温度；如果测得的电阻接近共熔点时的电阻数值，则说明产品温度已接近或达到共熔点的温度。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。压强低当然有利于产品内冰的升华。但由于压强太低时对传热不利，产品不易获得热量，升华速率反而降低。实验标明：在冻干箱的压强低于毫巴时，气体的对流传热小到可以忽略不计；而压强大于毫巴时，气体的对流传热就明显增加。在同样的板层温度下，压强高于毫巴时，产品容易获得热量，因而升华速率增加。但是，当压强太高时，产品内冰的升华速率减慢，产品吸热量降减少。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。冻干箱的合适压强一般认为是在毫巴之间，在这个压强范围内，既利于热量的传递又利于升华的进行。超过毫巴时，产品可能熔化，此时应发出真空报警信号，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。冻干箱内的压强是由空气的分压强和水蒸汽的分压强组成的，因此要使用能测量全压强的热真空计来测量真空度；而不宜使用压缩式真空计，以水银为介质的压缩式真空计由于水银蒸汽有害产品应禁止使用。1克冰在压强毫巴时大约能产生10000升体积的蒸汽，为了排除大量的水蒸汽，光靠机械真空泵排除是不行的。冷凝器作为冷却使大量水蒸汽凝结在其内部的制冷表面上，因此冷凝器实际上起着水蒸汽泵的作用。大量水蒸汽凝结时放出的热量能使冷凝器的温度发生回升，这是正常的现象。但由于冷凝器冷冻机的制冷能力不够，冷凝器吸附水蒸汽的表面太小，或对产品提供热量过多而产生过多的水蒸汽等原因，会引起冷凝器温度的过度回升。当发生这种情况时。冻干箱和冷凝器之间的水蒸汽压力差减小，从而导致升华速率的降低；与此同时冻干机系统内水蒸汽的分压强增强，使真空度恶化，进而又引起升华速率的减慢，产品吸收热量减少，产品温度上升，致使产品发生熔化，冻干失败。因此为了冷冻干燥出好的产品，需要保持系统内良好而稳定的真空度。需要冷凝器始终能低于-40℃以下的低温，因为-40℃时冰的蒸汽压为毫巴左右。在升华干燥阶段，冻干箱的板层是产品热量的来源。板层温度高，产品获得的热量就多；板层温度低，产品获得的热量就少；板层温度过高，产品获得过多的热量使产品发生熔化；板层温度过低，产品得不到足够的热量会延长升华干燥时间。因此，板层的温度应进行合理的控制。板层温度的高低应根据产品温度、冻干箱的压强（即冻干箱的真空度）、冷凝器温度三个因素来确定。如果在升华干燥的时候，产品的温度低于该产品的共熔点温度较多，冻干箱内的压强小于真空报警设定的压强较多，冷凝器温度也低于-40℃较多，则板层的加热温度还可以继续提高。如果板层温度提高到某一数值之后产品的温度已接近共熔点温度，或者冻干箱的压强上升到接近真空报警的数值或者冷凝器温度回升到-40℃，则板层温度不可再继续提高，不然会出现危险的情况。实际上升华时板层温度的高低还与冻干机的性能有关，性能较好的冻干机，板层的加热温度可以升得高一些。升华阶段时间的长短与下列因素有关：产品的品种：有些产品容易干燥，有些产品不容易干燥。一般来说，共熔点温度较高的产品容易干燥，升华的时间短些。产品的分装厚度：正常的干燥速率大约每小时使产品下降1毫米的厚度。因此分装厚度大，升华时间也长。升华时提供的热量：升华时若提供的热量不足，则会减慢升华速率，延长升华阶段的时间。当然热量也不能过多地提供。冻干机本身的性能，这包括冻干机的真空性能，冷凝器的温度和效能，甚至机器构造的几何形状等，性能良好的冻干机使升华阶段的时间较短些。在产品的第一阶段时，除了要保持冻结产品的温度不能超过共熔点以外，还要保持已干燥的产品温度不能超过崩解温度。所谓崩解温度是对已经干燥的产品而言的。已干燥的产品应该是疏松多乱，保持一个稳定的状态，以便下层冻结产品中升华的水蒸汽顺利通过，使全部的产品都良好的干燥。但某些已干燥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，失去了疏松多乱的性质，使干燥产品有些发粘。比重增加，颜色加深。发生这种变化的温度就叫做崩解温度。干燥产品发生崩解之后，阻碍或影响下层冻结产品升华的水蒸汽的通过，于是升华速度减慢冻结产品吸收热量减少，由板层继续供给的热量就有多余。将会造成冻结产品温度上升，产品发生熔化发泡现象。崩解温度与产品的种类和性质有关，因此应该合理的选择产品的保护剂，使崩解温度尽可能高一些，例如产品的崩解温度应高于该产品的共熔点温度。崩解温度一般由试验来确定，通过显微冷冻干燥试验可以观察到崩解现象，从而确定崩解温度。

喷雾冷冻干燥颗粒显示出多孔性质，具有改善的表面积和球形形态，空气动力学直径为μm。然而，喷雾干燥的颗粒是球形和凹坑结构，空气动力学直径为μm。使用级联冲击器确定SD和SFD颗粒的细颗粒分数，以确认所生产粉末的空气动力学粒径。喷雾冷冻干燥是一种相对较新的干燥技术，涉及的步骤包括：液滴形成、冷冻和升华。与其他干燥方法相比，它的优势在于生产出的产品具有更高的结构完整性、优良的质量和更好的货架稳定性。凭借这些优点，喷雾冷冻干燥已在药物递送领域获得了大量应用。喷雾冷冻干燥产生的颗粒在肺、鼻粘膜、肠道和皮肤中表现出更高的稳定性。与传统干燥技术相比，这些颗粒还具有通过各种递送途径持续释放和特异性的重要特性。推动了喷雾冷冻干燥药物的商业化市场。本文重点介绍了喷雾冻干粉的制造方法和其在药物传递系统中的应用。还概述了喷雾冷冻干燥的其他应用。1.介绍人体是复杂器官的组合体，容易发生疾病。使用药物来治疗不同的疾病，涉及不同的递送系统。药物递送系统(DDS)是指将药物或生物分子引入生命系统以达到积极治疗效果的方法。DDS的主要是开发靶向治疗，在目标区域使药物制剂达到最佳释放。DDS旨在通过减少与药物消耗相关的副作用来延长人类寿命。药物递送方法分为传统系统和新型系统。传统的药物传递系统传统的DDS包括口服给药、颊/舌下给药、直肠给药、静脉给药、皮下给药和肌肉内给药。而且传统的DDS具有一定的局限性，会产生依从性差、生物利用度低、药物浓度波动大，还会使蛋白质和肽相关的药物发生酶降解、分子大小变化和电荷效应，导致治疗效率降低。此外，该DDS还具有非特异性的特点。目前需要新型DDS来完善传统DDS的不足。新型给药系统新型DDS具有更安全的药物输送和更长的药物半衰期，以及可开发用于药物缓释和靶向递送的新概念和技术。在靶向DDS中，药物被靶向并递送到特定部位（结肠、肺等），药物在此处释放，避免了首过效应，副作用最小，治疗效果更好。这种新型的DDS通过在指定的时间段内以预定的速率输送药物，解决了与常规药物输送相关的问题。该DDS采用不同的技术制备，使用载体或标记物，如脂质体、纳米颗粒、微球、微乳液、单克隆抗体、纳米混悬剂、重新密封的红细胞和胶束。制剂在经过喷雾干燥（SD）、冷冻干燥（FD）、沉淀和喷雾冷冻干燥（SFD）过程制备后，应用到人体。对生产温度、pH和盐浓度敏感的药物来说，SFD制备方法是绝佳的选择。SFD方法可以很好地控制制剂的粒度，且制备过程中使用快速冷冻的方法，避免了药物和赋形剂之间的相分离范围，提供了更好的分子分布并。同时，避免了SD使用高干燥温度和FD工艺耗时等问题，且设备成本远远低于FD。与FD中生产的高孔隙率的饼状结构不同，SFD制备的粉末是球形的，具有光滑的形态。本综述重点介绍SFD用于DDS的新型应用。图片2.喷雾冷冻干燥SFD是一种干燥工艺，应用于制药技术领域和食品技术领域。SFD已被用于生产高活性的微囊益生菌细胞和具有高质量的脱脂奶粉。由于涉及低温制备，所以可以保护高挥发性的化合物。SFD按照应用可以分为三类：(1)高价值食品；(2)药品；(3)活性成分。前两类侧重于干燥作为单元操作，后者侧重于封装感兴趣的成分。众所周知，SFD（）是两种干燥技术（即SD和FD）的组合。典型的SFD过程中涉及三个主要步骤：将液体分散成液滴，通过冷冻使液滴凝固，在低温下进行真空干燥。在SFD技术中，雾化是将液体分解成较小液滴的主要步骤。影响雾化的因素包括喷嘴类型、料液粘度、雾化能量、进料流速和表面张力。 SFD在输送系统中的应用世界纳米技术的发展引起了制药领域对改进靶向给药系统的需求。SFD具有改进药物粉末的物理性能和治疗特性。前者侧重于粒径分布、空气动力学行为和体积密度，后者指的是其在生物系统中的活性，目前已证明SFD在疫苗、胰岛素、干质粒、阿霉素和重组人血管内皮生长因子（rHEGF）中的潜力。口服给药与其他药物递送途径相比，口服途径被认为是最优选的药物递送途径，其优点是不会引起任何组织损伤或受试者的感觉不适。口腔是口服给药途径的第一步，由角质化区、舌下区、颊部和非角质化区域等黏膜层组成。疫苗最好能用口服给药，因为能以较低的成本向受试者提供保护。同时指出，口服胰岛素能较好地维持血糖稳态，并被认为是胰岛素输送的最佳方法，因为它可以适当地释放激素以补偿糖尿病的代谢异常。研究人员认为口服给药是最优选的非侵入性给药途径。还强调了低无菌限制、药物剂量的灵活性、生产的便利性、更好的患者依从性和相对较低的成本，作为口服 DDS 的附加优势。胃肠道（GIT）中的药物稳定性和吸收高度依赖于个体的生理和药物的性质等因素相关。通常，药物的口服生物利用度都以溶出度、渗透性和溶解度表示。由于 GIT 中涉及复杂的代谢，口服药物在目标部位的作用仍面临一些挑战。口服给药的主要挑战来自胃肠道，如吸收减少就会导致其在肠上皮细胞的生物利用度差。另外，胃中的pH值也会导致给药药物的更高降解率。为了克服这些问题，应该对药物进行修改，以通过靶向给药来保正其在特定部位的作用。减小药物制剂尺寸可以增加表面积，以获得更好的药物溶解和扩散速率。为提高维生素E的口服生物利用度而进行的一项研究中，使用SD、FD和SFD等不同技术进行了微胶囊化。研究结果表明，SFD生产的多孔颗粒具有更高的溶解速率。同时，发现SFD技术制备的维生素E具有最高的口服生物利用度。阿奇霉素是一种高度不溶于水的抗生素，但使用SFD技术可以提高阿奇霉素的口服生物利用度。研究表明，使用SFD技术生产的脂溶性药物，溶出度会提高倍。如图2阿奇霉素的光滑球形（图2C和2D），其天然不规则形状（图2A和2B）。聚集效应明显并且观察到皱褶形态，阿奇霉素表面积的减少归因于SFD过程，从而导致药物分子在载体内明显分散，颗粒表面光滑与进料浓度有关。可通过化学修饰、共溶性、pH调节、微粉化固体分散等方法改善难溶性药物的溶解度，从而使药物通过口服途径获得生物利用度。除了药物外，SFD还用于包封植物乳杆菌，包括植物乳杆菌、干酪乳杆菌和副干酪乳杆菌等多种益生菌菌株。结果表明，与其他技术相比，该技术提高了口服生物利用度。因此，SFD可用于改善脂溶性药物的口服生物利用度。肺部给药由于肺部给药方法是非侵入性的，药物的肺部输送受到了极大的关注。该方法在各种呼吸系统疾病的治疗中起着至关重要的作用。人肺的更大表面积和更高的溶质渗透性改善了通过肺部途径的药物递送。肺部给药的优点，避免首过代谢和上皮细胞的薄壁，有助于各种疾病的治疗。肺部药物输送的机制包括惯性撞击、重力沉降和布朗扩散。用于向肺部给药的递送装置包括雾化器、加压计量吸入器和干粉吸入器。动物和人体研究都证明了使用肺DDS的潜力。制备用于鼻腔递送的颗粒必须满足不会在鼻腔中产生任何刺激或不适。此外，颗粒尺寸的过度减小可能会导致其转运到肺部深处。对于在肺中靶向递送药物，空气动力学粒径起着重要作用。较轻的颗粒比较重的颗粒在空气动力学上更好，因为较轻的颗粒可以递送到深入肺内，从而获得药物的有效吸收。如前所述，空气动力学直径范围在1-5μm的颗粒非常适合吸入，它可以更好的递送至肺部。图片从表1中可以明显看出，大多数喷雾冷冻干燥药物可用于肺部靶向。空气动力学颗粒尺寸是控制这种系统中颗粒输送的主要因素。在肺DDS中，颗粒的性质及其大小起着重要作用。由于碰撞效应，最大尺寸颗粒会滞留在呼吸道的上部。尺寸范围为1-5μm的超细粉末悬浮在呼吸道的肺泡区域，因此该尺寸可以达到有效的药物输送。对于经鼻给药，颗粒的空气动力学直径应为μm；而对于表皮给药，空气动力学直径应在40-70μm的范围内。除了粒径分布外，药物的溶解度对于在体内实现所需活性和全身循环也起着重要作用。干粉吸入剂的应用已在生物制药中广泛应用，制备干粉的方法有：SD、机械研磨和沉淀技术等。SD技术可生产规定尺寸范围内的自由流动粉末，缺点是在入口处温度较高，容易发生使材料变性和热降解。使用SD和SFD制备了一种蛋白质吸入粉，且均使用双流体喷嘴系统。喷雾冷冻干燥颗粒显示出多孔性质，具有改善的表面积和球形形态，空气动力学直径为μm。然而，喷雾干燥的颗粒是球形和凹坑结构，空气动力学直径为μm。使用级联冲击器确定SD和SFD颗粒的细颗粒分数，以确认所生产粉末的空气动力学粒径。在撞击器的不同阶段收集粉末，并在扫描电子显微镜下进一步检查。结果表明，SFD产生了更大的多孔颗粒，与SD相比，SFD中的雾化效果至少可提高50%，其产量大于95%。还得出结论，与液体对照制剂相比，喷雾冷冻干燥制剂的稳定性更好，特别是蛋白质/肽。使用SFD作为鼻内给药的替代方法制备流感疫苗，颗粒形态显示高度多孔的颗粒，空气动力学直径为μm，有利于颗粒沉积在肺。此外，还观察到抗原的保留很高，从而提高了药物的免疫原性反应。图片图片使用SFD技术配制的疫苗粉末可以更好地替代传统DDS。使用双流体喷嘴SFD技术制备了鲑鱼降钙素，用以治疗骨质疏松症和佩吉特病。颗粒的形态被发现是高度多孔的球形，表明它可以用于药物的肺部输送。此外，确定了喷雾冷冻干燥颗粒的体外沉积行为，颗粒表现出令人满意的细颗粒分数大于40%，且颗粒聚集度低，表明肺泡区域的颗粒沉积更好。卡那霉素作为吸入药物的SFD工艺，在10%卡那霉素浓度下，退火温度、时间、压力和喷嘴尖端提升的优化条件分别为−15°C、5小时、100kPa和1mm。使用该工艺获得了约μm的空气动力学粒径，与原始卡那霉素相比，该药物显示出的抗生素活性。颗粒的高孔隙率很明显（）。此外，使用SFD技术制备了布地奈德颗粒，吸入给药用于哮喘治疗的。最初，使用反溶剂方法在微流控反应器中制备颗粒，然后使用超声雾化探针对其进行喷雾冷冻干燥，然后表征颗粒的体外气溶胶特性。结果表明，使用SFD制备的粉末表现出良好的气溶胶性能，因此可以有效地用于通过肺部途径递送药物。使用SD和SFD使用海藻糖固定化胰蛋白酶，并进行了表征。配方结果表明，与SD相比，1:1的胰蛋白酶包衣海藻糖对酶活性具有更好的保护作用。因此，与生产吸入用粉末的其他工程方法相比，SFD是制备具有球形形态、高比表面积和低密度颗粒的最合适方法，便于肺部沉积。还观察到喷雾冷冻干燥的颗粒更容易到达肺部深处，具有独特的空气动力学特性，可以促进药物的全身循环。图片透皮给药透皮递送使用皮肤作为连续给药及其全身循环的部位。通常，将药物贴片放置在皮肤上，以便将受控剂量的活性制剂释放到血流中。透皮给药克服了肝脏首过效应，从而提高了药物的生物利用度。此外，它允许通过一个狭窄的治疗窗口有效地使用具有较短生物半衰期的药物。通过透皮层递送药物已被广泛接受，因为它能够作用于目标部位而不会破坏皮肤。药物在透皮层内的渗透机制涉及通过表皮，也称为经表皮吸收。经表皮途径面临的主要阻力最初是在角质层，其厚度约为10-20μm。下一步涉及药物渗透通过有活力的表皮，最后药物渗透到真皮层内。由于药物在透皮层内扩散途径简单，避免了GIT内部涉及的复杂新陈代谢，不会产生任何副作用。由于患者间的差异很小，经皮DDS以预定的速率将药物输送到血流中。任何透皮给药系统的设计都取决于药物的渗透率，目的是药物可以很容易地到达目标部位。使用超声SFD技术和冻干法配制负载rhEGF的脂质体粉末。在制备rhEGF粉末时选择了脂质体，因为它们是药物的有利载体。结果表明，使用超声SFD技术生产的脂质体粉末产生多孔颗粒，其结构完整性没有明显变化。这是因为在SFD中避免了冰晶的形成，而在传统的冻干技术中，由于冷冻时间延长，观察到脂质体双层的破坏。体外释放研究也证实了这一结果，其中在通过冻干配制的脂质体的情况下观察到初始突释（即前1小时内50%）；而使用SFD制备的脂质体在8小时内显示出持续的药物释放。因此，SFD的情况下与冻干相比，可以防止干燥过程中的药物泄漏。在透皮给药中，使用SFD技术制备的负载rhEGF的脂质体粉末显示出改善的结果，这已从荧光显微图像中得到证实（）。由于SFD粒径范围比冻干制备的脂质体小，导致SFD配制的rhEGF脂质体的渗透性更高。与常规递送系统相比，SFD可用作改善药物治疗特性的有效技术。