本文简要介绍了真空冻干技术的原理，操作步骤和特点，并回顾了真空冻干技术在制药，食品，中的应用和发展。物材料和新材料。空冷冻干燥;食品工业;制药业;生物材料;新材料中图分类号：TB79文献参考编号：A产品编号：1672-979X（2007）08-0057-04真空冷冻干燥技术包括真空，冷冻和冷冻技术。整的干燥技术结合了多学科领域，如真空，传热和传质，流体力学，制冷，自动控制和生物工程。空冷冻干燥是干燥领域最复杂的设备之一，具有最高的能耗和干燥成本。比于用热空气干燥的传统材料，技术特点是下述[1，2]：（1）水的三相点的压力（610.5 Pa）的条件下干燥，所述平衡温度相应的相位低，缺氧程度高。此，它适用于干燥极其敏感和高度可氧化的材料，并且可以在新鲜材料中保留大部分营养素和活性成分; （2）该材料在冷冻时形成稳定的固体骨架，并且固体骨架基本上在水升华后保留。品的形状和多孔结构具有优异的溶解性，再水化和快速复水率; （3）真空冷冻干燥可以去除95％以上的物料水分，使产品可以在室温或更高的温度下长期保存，质量轻，易于运输。空冻干方法自二十世纪成立以来得到了很大的改进和发展，其应用领域逐渐从最初仅在制药和食品工业中的应用扩展到用于制造材料的方法。空航天，石油，海洋和新材料。军。制药工业中的应用药物的冻干包括两部分：西药和中药。医的冷冻干燥技术的日趋成熟，已达到工业大échelle.La冻干传统的中国药目前仅限于药用物质，如人参，鹿茸，将少量山药和冬虫夏草，尚未达到大规模生产。干药物的目的是防止活性成分的流失，减少活性成分的损失，适合长期储存，精确定量，补液和大规模无菌生产。物制药生物制药主要包括蛋白质，肽，酶，多糖等药物，以及血清，疫苗和抗毒素等生物制剂。冻干燥技术在生物制药产品领域的应用非常重要。献表明，大约14％的抗生素，92％的大分子生物药物和52％的其他生物制剂必须冻干。
　　包掴等人[3]讨论了由生物药物，的关键过程参数的控制和冷冻生物药的保护作用的冷冻干燥冷冻干燥的过程中所带来的问题，并分析变性和蛋白质药物冻干过程的预防措施。物中蛋白质的变性程度与冰晶和预冷冻过程中形成的蛋白质分子之间的总接触面积有关。触面积越大，冻干过程中活性的损失越大。此，在冷冻干燥过程和在干燥状态下，糖类（保护剂）能够代替水分子形成具有的蛋白质分子形成氢键的和可以更好地保护蛋白质的活性。传统中药中，植物蛋白，微生物，挥发油和多糖等有效成分在干燥，干燥和加工过程中会被破坏。

　　芋甘露聚糖是从魔芋粉中提取的高价值多糖，具有减肥，降血脂，抗肿瘤控制和增强人体免疫力等活性。力Wang等人[4]确定在湿产物魔芋甘露聚糖的三个点的温度为-20℃和最小真空度为80帕，这取决于能量消耗和生产成本。于潮湿的魔芋甘露聚糖产品可以承受的共晶温度极限，在-21℃下测定储存温度。使用的过程参数，冻干的产物的颜色为白色，疏松多孔，10.50％的被测水含量和纯度魔芋甘露聚糖，是96.408％（基于纯干物质）这为大量冷冻干燥的魔芋甘露醇真空提供了参考。据。用比干燥产品更有效的中国传统真空冻干药，逐渐取代中药，具有广阔的应用前景。食品工业中的应用20世纪50年代，食品的冷冻干燥被应用于从实验研究到先进技术的小规模生产，但它也发展成为大规模的工业化。年来，人们越来越重视加工食品的便利性，保健性和高品质。果和蔬菜加工中国是一个农业大国，水果和蔬菜资源丰富。期以来，中国的农产品在出口原材料或初加工时都被锁链，技术含量低。冻干燥食品比普通干食品贵5到10倍，市场需求量巨大。

　　冻干燥食品的开发可以提高中国食品出口质量，提供附加值和更大的经济效益。果和蔬菜的结构和组成决定了冻干处理的容易程度。常，材料尺寸越小并且结构越均匀，就越容易处理。于这些材料具有大的表面，均匀的加热和冷却，因此冷冻干燥时间短且易于控制。
　　果和蔬菜的冷冻干燥过程基本相同：清洁 - 预处理 - 漂白 - 冻干 - 充满空气的调理。于食品研究人员的不断努力，已经确定了水果和蔬菜冷冻干燥过程的某些参数。如，段江莲[5]确定了大枣在-3°C的共晶点;储存温度每增加10℃，冷冻干燥时间缩短2.0小时，厚度每增加2.0毫米，冷冻干燥时间增加2.3小时;颜色保护维生素C，贮存温度至70℃，制作与所述片的枣3.0毫米的厚度冻干梨枣的，最大限度地风味，形状和原果色和冻干时间短，生产成本低。是冻干梨枣加工工业生产的基础。产品加工水产品加工是提高水产品效益和整体附加值的重要手段。入处理可以提高优质水产品的质量，增加营养源，完全利用和劣质水产品的附加值。西锕等人[6]比较冷冻温度-25℃，冷阱的温度-29℃〜-31℃，10〜20帕的真空度，冻干的最终温度60℃，冻干海参与海参感官指标，理化指标，结果显示无显着差异。于蘑菇加工的食用菌是一种未受污染的天然绿色食品，具有很高的食用价值和健康价值。被称为21世纪的健康食品。和等。[7]所使用的电阻测量装置，以确定香菇菌的共晶点和金针菇°和-32℃下分别于-29℃及金针菇在-18℃的共晶点;分析了截面厚度，压力，干燥温度和冷冻速率。率的影响。果表明，香菇的无漂白的厚度为6毫米，在-35℃下冷冻90分钟，冷冻速度为-1.0℃/分钟，在-18℃的升华7小时，在40℃下分析6小时，分析升温速率为0.5℃/ min;金针菇的热烫在39℃下冷冻90分钟，冷冻于-1.0℃/分钟，在-20℃下升华进行10小时，在45℃下进行分析6小时，在分析的速度温度升高0.5℃/分钟在这些优化条件下，进行冷冻干燥。用菌的营养保持得更好，补液效果良好。用生物材料的制备到角膜的制备是薄膜最外层的透明眼球，其厚度仅0.58〜0.64毫米，其结构分为五层，其主要成分是水，蛋白多糖，氨基酸等含水量为72％至82％。成海等[8]分析了真空冻干过程对角膜活动的影响。果表明，冻干过程中角膜细胞可分为两个阶段：冻结和干燥，通过调整工艺参数，成功冻干了熟练的人角膜。
　　干后的角膜容易长时间保存，其结构与用生理盐水补液后的新鲜角膜相似。原蛋白 - 羟基磷灰石复合物是修复骨缺损的理想生物医学材料。烧结之前，通常使用真空冷冻干燥来获得含有大量微孔的粉末，其可以提供合适的物理和化学微环境以指导骨组织的生长并增强生物相容性。洪灿等[9]使用聚丙烯单丝和聚乙交酯纤维形成直管状网管。壁覆盖有聚氨酯和胶原蛋白膜，而外壁覆盖有多孔胶原蛋白 - 羟基磷灰石海绵，用于创造新型。造气管假体。空冻干胶原蛋白 - 羟基磷灰石海绵具有独特的三维多孔结构，其孔径可控在100和200μm之间。间很常见，为细胞粘附，爬行和组织生长提供了足够的空间。macropolysaccharide（茶多糖）的制备是与在茶叶的蛋白质结合的酸或糖蛋白多糖具有药理作用，例如减少在血液中，抗炎，抗凝血糖水平和抗血栓形成。脂等[10]粉碎在微波和在水浴中，离心分离，浓缩，在乙醇沉淀提取茶叶，然后在真空中冻干，得到灰色粉末状的原料茶多糖，脱蛋白通过Sevag法，4的体积比的方法：1氯仿/正丁醇的混合物中加入到样品中，并通过该混合物，将残留蛋白质形成的凝胶通过离心除去，最后在真空下干燥，得到一种米白色茶多糖。过程复杂，但茶多糖具有更高的纯度，更好地保持生物活性，真空冻干是关键。新材料的制备方法中，金属超微粉末材料的制备僖小丽[11，冷库安装12]和另一个“通过液 - 液掺杂冻干两步还原法”制备的一系列粉末钨基于纳米稀土（W-La2O3，W-Y2O3，W-CeO2）。末颗粒在20至30nm之间。过SPS烧结粉末以获得发射钨和稀土的热电子的材料，从而提供优异的性能。“冻干液 - 液掺杂”技术基本上改变了钨基质中稀土氧化物掺杂的均匀性。液 - 液混合条件下，第二相的尺寸极小并且体积分数增加，即第二相得到改善。此，液 - 液掺杂基本上使用晶界和孔的第二相来控制钨晶粒的生长，从而使钨晶体的尺寸稳定在一定范围内。果，纳米稀土钨材料被均匀掺杂，沿晶界分布的稀土氧化物具有更高的密度和均匀的分布。殊结构材料的制备Moon等。[13]通过冻干技术制备了具有径向孔结构的NiO-YSZ管状材料。
　　NiO-YSZ浆料倒入用乙醇冰（-30℃）冷却的特殊管状容器中，将其冷冻以使径向生长冰。悬浮液完全冷冻，然后在真空下干燥，使其完全升华并在1000℃下烧结2小时。成特殊的结构材料，其中细胞径向排列。多孔材料可用作固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极，其具有高电化学反应性并且可避免浓差极化。Fukasawa等[14]将氧化铝粉末，分散剂和浆料倒入导热金属容器中，仅将容器底部浸入低温乙醇中;这导致在顶部和单向凝胶中形成冰，形成多孔层。瓷陶瓷具有约10μm的良好排列的通道结构，并且通道的内壁具有约0.1μm的小孔。

　　合超声造影剂的聚合物可以改善成像灰度血液和组织，增强彩色多普勒血流信号，提高病变检测速率和多普勒血流信号并制备用于超声诊断和疾病鉴定。断。涛Qi等人[15]使用能在人体内生物降解作为体外发展成膜材料乳酸/羟基乙酸共聚物（PLGA）的一种新的合成聚合物的共聚物。先，通过双乳液法制备涂有水滴的PLGA微球，并通过真空冷冻干燥使微球的水升华以形成空隙，然后形成氟烷气体。常压下在常压下缓慢冲洗并平衡一段时间。有氟代烷烃气体的PLGA微泡超声造影剂是高度聚合的。空冷冻干燥技术的应用现状和发展真空冷冻干燥限制了设备投资，高运行成本和高能耗，并限制了其大规模使用。低生产成本能耗是21世纪真空冷冻干燥技术的重要研究课题。Donsi等人。[16]施加的组合干燥苹果冷冻土豆，胡萝卜和致密西葫芦比较干燥和冷冻干燥的产品，这表明所述组合的干燥是干燥技术潜在脱水。于真空冷冻干燥技术应用于不同行业，干燥时间的缩短和不同类型产品的最佳工艺仍然是未来需要研究的主题。Phanindra及其同事[17]比较了干燥速度，总的能量消耗，减少干干热空气的物理化学性质和属性组合胡萝卜，南瓜，示出了方面和组合产品的再水化比例。于优于热风干燥的产品，其质量接近于完全冷冻干燥的产品。并干燥时间和总能量比完全冻干短50％，这类似于热风干燥，表明组合干燥有效地提高了脱水蔬菜的质量，并允许节省时间和能源消耗。物工程领域对真空冻干设备有很高的要求，冻干过程发展缓慢。
　　空冷冻干燥为粉末的生物材料的制备中重要的过程，并保证granulés.Pour生物制品，冷库安装特别是制药和生物制品，真空冷冻干燥器必须极其无菌的和无粉尘的安全。国食品和药物管理局（FDA）要求真空冷冻干燥药物，使用蒸汽灭菌系统来控制灭菌操作的温度，压力和时间，确保完全消毒，无死锁。物活性物质的真空冷冻干燥应保留其独特的功能和活性，必须绝对安全，对人类和动物无毒。使得难以确定药物，血液制品和生物制剂的冷冻干燥工艺参数。干过程中使用的保护剂必须标准化以改善冻干产品的质量。论真空冻干技术已成功应用于许多领域。而，与其他干燥方法相比，设备投资高，能耗和产品成本高，这限制了该技术的进一步发展。此，降低能耗和成本，同时提高产品质量，改善生产工艺，是真空冷冻干燥技术研究的新方向。前，研究人员正在研究提高冷凝制冷剂温度的可能性，使用冷凝器作为加热系统的热源，以节省能源并更好地利用微波加热提高产品质量。
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