實(shí)驗型噴霧冷凍干燥機(jī)設(shè)備工藝原理

實(shí)驗型噴霧冷凍干燥機(jī)設(shè)備工藝原理概述噴霧干燥法是一種將液態(tài)混合物通過高壓噴霧器霧化成小液滴，然后在高速的熱風(fēng)中干燥成為粉末的干燥方法。而冷凍干燥法是一種將含有生物制品的水溶液冷凍成均勻的固體后，將制品從固體中蒸發(fā)掉水分的干燥方法。聯(lián)合起來，就有噴霧冷凍干燥法。噴霧冷凍干燥機(jī)是通過將生物藥物的溶液噴霧成粉狀物后進(jìn)行冷凍干燥，得到精細(xì)制品的干燥設(shè)備。設(shè)備原理噴霧系統(tǒng)噴霧系統(tǒng)是噴霧冷凍干燥機(jī)的核心部分。整個系統(tǒng)主要包含噴霧頭，高壓泵，壓力計和控制系統(tǒng)等部分。噴霧頭是將溶液霧化成細(xì)小顆粒的關(guān)鍵部件。噴霧頭的精度決定著顆粒大小和顆粒形狀。在實(shí)驗型噴霧冷凍干燥機(jī)中，通常采用霧化芯片式噴嘴進(jìn)行霧化，其霧化均勻性和顆粒大小分布都較為理想。高壓泵是噴霧系統(tǒng)的核心裝置，將溶液壓入噴頭形成液滴。高壓泵需具備較高的精度和速度，以確保噴液滴的均勻性和穩(wěn)定性。壓力計用于監(jiān)測高壓泵的輸出壓力，以保證噴頭的工作壓力和噴霧效果。冷凍系統(tǒng)冷凍系統(tǒng)是噴霧冷凍干燥機(jī)的另一個關(guān)鍵部分，用于降低生物藥物的溫度，實(shí)現(xiàn)水的凍結(jié)和初步干燥的過程。冷凍系統(tǒng)主要由冷凍機(jī)組和冷凝器組成。冷凍機(jī)組通常采用兩級制冷系統(tǒng)，通過蒸發(fā)冷凝循環(huán)，使噴頭上的零件溫度降至約-40℃以下，以實(shí)現(xiàn)凍結(jié)。冷凝器主要用于將制品中的水分冷凝成液體，以便后續(xù)的干燥。一般采用差壓式冷凝器。加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)用于提高冷凍后形成的固態(tài)物質(zhì)的溫度，以將水分從固態(tài)物質(zhì)中揮發(fā)出來。加熱系統(tǒng)一般包括加熱板和加熱棒等。加熱板是件長方形的鐵片，在應(yīng)用時只需放在整個噴霧冷凍干燥機(jī)的底部，通過其提供足夠的熱量以完成后續(xù)的烘干過程。加熱棒是塑料管一樣的東西，將其插入制品的瓶子中，通過加溫使制品中的水分蒸發(fā)出來。真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)是噴霧冷凍干燥機(jī)中比較重要的組成部分，其主要作用是在干燥過程中，降低氣壓低至非常低，從而使水分相對較易于從固體中轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)板上，升華過程加快，干燥時間縮短。真空系統(tǒng)主要由真空泵和氣體收集裝置組成。工藝原理噴霧冷凍干燥技術(shù)的工藝原理是將噴頭噴出的微小液滴在冷凍條件下立即凍結(jié)成為小球(塊)，其中的揮發(fā)性溶劑物質(zhì)在此時初步凍結(jié)的物質(zhì)中形成高濃度的固體溶液;在此基礎(chǔ)上，將減壓的方式加快其升華速度并用溫度升高的方式減少其升華所需的時間，使凍結(jié)的物質(zhì)迅速經(jīng)過平衡溫度進(jìn)入半液態(tài)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，溶劑蒸發(fā)在固相中進(jìn)行，但整個過程中固相基本保持不動，不導(dǎo)致固相的流動。由此可以保持凍結(jié)前物質(zhì)的原有形態(tài)和活性。噴霧冷凍干燥技術(shù)對于高分子材料及天然生物制品的制劑、生產(chǎn)工藝和性質(zhì)均有很大的優(yōu)點(diǎn)，如未經(jīng)顯微鏡，易于制得均勻細(xì)致的顆粒；制品較為穩(wěn)定，不致因溫度或水分的變化而發(fā)生結(jié)晶、凝膠或表面變質(zhì)等現(xiàn)象；操作簡便，制品的生物活性較高，并且制得制品有較長的貯存期。結(jié)論實(shí)驗型噴霧冷凍干燥機(jī)作為生物藥物干燥技術(shù)中的一種新穎技術(shù)，應(yīng)用前景非常廣泛。