凍干機是利用升華原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù),是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié),然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下,使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物,該過程稱作凍干。 凍干機由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成,主要部件為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
對于生物樣品的保存首要選擇方法是真空冷凍干燥的方法,簡稱凍干也稱升華干燥。由于水在一定的壓力和溫度下,可固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三態(tài)共存,此點稱為三相點。凍干技術(shù)通常是把含有大量水分的物質(zhì),預(yù)先降溫凍結(jié)成固體,再在一定真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華,而物質(zhì)本身則留在凍結(jié)時的冰架子里,因此它干燥后不會破壞溶質(zhì)原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)和形態(tài),具有生物活性的材料重新溶解后仍能恢復(fù)凍干前的構(gòu)象和生物學(xué)功能。因此凍干是一種對干燥物質(zhì)性質(zhì)影響小、安全的干燥方法。
凍干機凍干技術(shù)適用于許多熱敏性的物質(zhì),如蛋白質(zhì)、微生物之類不會發(fā)生變性或失去生物活力;
物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小,適合一些化學(xué)產(chǎn)品、藥品和食品干燥;
微生物的生長和酶的作用無法進(jìn)行,因此能保持原來的性狀;
由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥,因此體積幾乎不變,保持了原來的結(jié)構(gòu),不會發(fā)生濃縮現(xiàn)象;
由于干燥在真空下進(jìn)行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù);
能排除95-99%以上的水份,使干燥后產(chǎn)品能長期保存而不致變質(zhì)。
目前凍干機被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等行業(yè)的科研和生產(chǎn)中,如生物制品、生化藥物;微生物和藻類;還有一些易損、易氧化物質(zhì)的干燥操作,如生物標(biāo)本和生物組織、歷史檔案、文物的除濕保藏、微孔零件的除濕等。