近年來，隨著我國制藥、化妝品、食品等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，許多企業(yè)開始采用冷凍干燥工藝進(jìn)行生產(chǎn)，冷凍干燥機(jī)是保證其產(chǎn)品質(zhì)量的重要設(shè)備，它的設(shè)備特性不僅要保證能夠長期、穩(wěn)定、安全地正常運(yùn)行，還必須符合GMP的基本要求。為此，我們對冷凍干燥機(jī)的主要技術(shù)特性和如何選用問題進(jìn)行了探討 , 以供大家參考。

根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模或實(shí)驗(yàn)室的需要，凍干機(jī)一般可分為三個(gè)系列 ，即實(shí)驗(yàn)室系列、中試及小規(guī)模生產(chǎn)系列以及工業(yè)生產(chǎn)系列。

1. 冷凍干燥機(jī)分類

a.實(shí)驗(yàn)系列的凍干機(jī)用于研發(fā)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次一般都是低于6公斤，干燥室的板層面積小于0.2平方米。

b.中試及小規(guī)模生產(chǎn)系列用于中試模擬凍干工藝及小批量生產(chǎn)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次一般都在6~25公斤之間，干燥室的板層面積在 0.2~2.0 平方米之間。

c.工業(yè)生產(chǎn)系列的凍干機(jī)用于工廠大規(guī)模生產(chǎn)之用，冷阱的結(jié)冰量每批次在40公斤以上，甚至有些達(dá)到1000公斤以上，而干燥室的板層面積在2平米以上，甚至有些達(dá)到100平方米左右。

2、凍干機(jī)容量的選擇思路：

一般可以參考凍干機(jī)的板層面積即盤裝法和瓶裝法。盤裝法充分利用了板層面積，而瓶裝法由于瓶之間的間隙未充分利用，所需的板層面積較大。下面按盤裝和瓶裝兩種工藝分別予以計(jì)算：

2.1. 盤裝法

每盤的裝載高度為10毫米（為保證凍干效果和速度，盤裝液體建議高度不超過10mm），則10 公斤(升)的液體所需的板層面積為：

A(面積，m2) = V(容積，m3) ÷ H(高度，m) = 0.01 m3÷0.01m = 1 m2

即需選用板層面積為1m2的凍干機(jī)，再查一下1m2凍干機(jī)的冷阱的結(jié)冰量是否能承受10公斤(升)的能力，如果滿足要求，就可以選定該種型號的凍干機(jī)。

按照這些信息進(jìn)行選型，例如永合創(chuàng)信的凍干機(jī)，就可以選擇CTFD-100S或者CTFD-100T型號。

2.2. 瓶裝法

使用的瓶子為國產(chǎn)20ml西林瓶(直徑為22mm，高度為 50mm)，每瓶內(nèi)的裝量為 5ml，例如某用戶要凍干1000支20ml西林瓶。選型方法如下：

計(jì)算干燥室的板層面積：A(面積，m2) = a(每瓶占用面積 m2) × N(總瓶數(shù))  = 3.14 ×(0.011×0.011) × 1000 = 0.38 m2

考慮圓瓶子之間的間隙所占有空間，因此實(shí)際占用面積比上述計(jì)算面積要大，大致可除上一個(gè)系數(shù)0.9。即：0.38 ÷ 0.9 = 0.42 m2。可選用板層面積為0.42~0.5平方米的凍干機(jī)。

再算一下大含水量，5ml*1000支=5L（5kg）。

此外，該用戶需要凍干的是西林瓶，需要壓塞功能。

按照這些信息進(jìn)行選型，例如永合創(chuàng)信的凍干機(jī)，就可以選擇CTFD-50T型號，該型號凍干面積為0.5平方米，大凝冰能力10kg，帶液壓壓塞功能，*用戶這個(gè)凍干需求。

3. 制冷劑類型的選擇

由于某些氟里昂制冷劑對大氣臭氧層有破壞作用，故被禁止或限制使用。目前大部分品牌已選用不含氟，無破壞臭氧作用的制冷劑運(yùn)用到凍干機(jī)生產(chǎn)。

4. 凍干機(jī)的關(guān)鍵制造工藝和零部件

凍干機(jī)的設(shè)計(jì)制造工藝、零部件的選擇與凍干機(jī)的質(zhì)量、可靠性、使用壽命有著直接的關(guān)系。

為了使板層的致冷和加熱溫度均勻一致，目前凍干機(jī)制造廠家大部分采用空心夾層板層，內(nèi)部帶有隔條，由傳溫中間流體循環(huán)在板層之中。老式或落后的制造方法是在板層的上下二塊或其中一塊板上打許多孔，用塞焊法把金屬板與隔條焊接起來，然后機(jī)械加工而成。由于凍干工藝的低溫、真空甚至高溫、受壓的特殊工況，這種焊接方法在使用一定年限后，可能會在塞焊處滲漏傳溫流體，在真空狀態(tài)下，傳溫流體瞬間霧化，導(dǎo)致凍干品被污染而報(bào)廢。而新式或*制造方法是上下二塊金屬板均不打孔，使用特殊的內(nèi)焊設(shè)備制造而成，從根本上消除了滲漏的發(fā)生。

5.凍干機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)

許多凍干機(jī)帶有自動(dòng)控制系統(tǒng)，并同時(shí)兼?zhèn)溆惺謩?dòng)控制功能。所謂凍干機(jī)的自動(dòng)控制應(yīng)該包括二個(gè)部分，一是凍干機(jī)的各零部件按凍干工藝要求在規(guī)定的時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)；二是干燥室板層溫度按凍干曲線要求自動(dòng)跟蹤，整個(gè)凍干進(jìn)程不需要人工操作，操作人員僅負(fù)責(zé)監(jiān)控。