实验室冻干机是生物医药、食品科学、材料研究等领域的关键设备,能够通过冷冻干燥技术去除样品中的水分,同时保留其活性成分和物理结构。
工作原理:为什么需要“先冻后干”?
冷冻干燥的本质是通过低温升华将样品中的水分直接从固态(冰)转化为气态(水蒸气),从而避免液态水对热敏性物质的破坏(如蛋白质变性、细胞结构塌陷等)。整个过程分为三个阶段:
1.预冻
将样品快速冷冻至共晶点以下,使水分凝固为冰晶。
关键参数:冷冻速率需与样品特性匹配。例如,细胞类样品需缓慢冷冻以减少冰晶损伤,而某些溶液需快速冷冻以形成细小冰晶。
2.升华干燥
在真空环境下,通过加热板提供少量热量,促使冰晶升华。
冷阱负责捕获升华的水蒸气,维持系统真空度。
3.解析干燥
进一步升温至室温,去除样品中残留的“结合水”。
此阶段真空度可能略微提高,以确保干燥。
核心优势:
保留样品的多孔结构,便于复水(如疫苗、益生菌)。
延长保存期限(如酶制剂、中药材)。
BIOCOOL实验室冻干机系统配置:
1.冻干自动控制系统:可程序化编程,从冻干到除霜均程序化控制。
2.板层加温控制系统:热循环监视保护,特殊加热材料,模糊PID控制算法。
3.冷阱除霜系统:热氟+辅热除霜方式,安全性能高;除霜速度快,解决了传统采用浸泡除霜带来的不便。
4.压塞系统:压塞系统可自动上下移动,利于西林瓶压塞,免除手动压塞压力不足及不方便的诸多问题。压塞部分装在冻干机的底部,全部板层升起后,可对箱底底部进行完整清洁。
5.升华结束判定系统:可在升华阶段结束后,自动进行升华结束判定,防止升华未结束进入解析阶段带来的冻干失败。
6.冻干终点测试系统:可在解析干燥阶段结束后自动进行冻干终点测试,确保物质含水率到达标准要求。
7.真空调节系统:升华及解析干燥过程进行真空度调节,可自由控制干燥过程的热量多少,从而实现冻干的精细要求。
8.脉冲回填系统:可慢速、中速、快速三种回填模式选择,避免了对于冻干结束后颗粒状及絮状物质充气产生有效物质被吹跑流失的问题。
9.自动排水系统:排水结束后与真空系统互锁,避免再次使用忘记关闭排水阀产生的真空系统故障。
10.手自动模式选择:手动模式用于摸索工艺参数(人为干预性强),自动模式用于工艺成熟阶段,一键操作,简单便捷。
11.数据记录系统:数据记录系统多项选择。
11.1本机内存存储,最多可存储3个月。
11.2外存存储(U盘),存储数据量与U盘的容量有关系。
11.3PC数据库存储,存储数据量与电脑硬盘可使用容量有关系。
12.监视系统:可手机、电脑实时监视系统任一界面。温度,真空度,采集频率50ms/次。
13.冻干工艺配方存储功能:可存储2000组固定或者用户自定义冻干工艺配方。
14.PC远程监控系统:可远程监控设备运行状况,最远监控距离1.5KM。
15.共晶点测试功能:可离线、在线测试制品的共晶点温度,可人工或自动分析图谱。
16.校准功能:可进行温度及真空度校准,确保长期使用测量值的精确性。
17.冻干曲线查询功能:可查询温度及真空度曲线,方便工艺优化及冻干效果验证。