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產(chǎn)品的冷凍干燥需要在一定裝置中進行，這個裝置叫做真空冷凍干燥機，簡稱凍干機。
凍干機按系統(tǒng)分，由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)四個主要部分組成。按結構分，由凍干箱或稱干燥箱、冷凝器或稱水汽凝集器、冷凍機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。圖十三是凍干機組成示意圖。
凍干箱是一個能夠致冷到-40℃左右，能夠加熱到+50℃左右的高低溫箱，也是一個能抽成真空的密閉容器。它是凍干機的主要部分，需要凍干的產(chǎn)品就放在箱內分層的金屬板層上，對產(chǎn)品進行冷凍，并在真空下加溫，使產(chǎn)品內的水份升華而干燥。
冷凝器同樣是一個真空密閉容器，在它的內部有一個較大表面積的金屬吸附面，吸附面的溫度能降到-40℃以下，并且能恒定地維持這個低溫。冷凝器的功用是把凍干箱內產(chǎn)品升華出來的水蒸氣凍結吸附在其金屬表面上。
凍干箱、冷凝器、真空管道和閥門，再加上真空泵，便構成凍干機的真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)要求沒有漏氣現(xiàn)象，真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要部件。真空系統(tǒng)對于產(chǎn)品的迅速升華干燥是*的。
制冷系統(tǒng)由冷凍機與凍干箱、冷凝器內部的管道等組成。冷凍機可以是互相獨立的二套，也可以合用一套。冷凍機的功用是對凍干箱和冷凝器進行致冷，以產(chǎn)生和維持它們工作時所需要的低溫，它有直接制冷和間接制冷二種方式。
加熱系統(tǒng)對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質來進行加熱，由一臺泵使中間介質不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對凍干箱內的產(chǎn)品進行加熱，以使產(chǎn)品內的水份不斷升華，并達到規(guī)定的殘余水份要求。
控制系統(tǒng)由各種控制開關，指示調節(jié)儀表(見下圖)及一些自動裝置等組成，它可以較為簡單，也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統(tǒng)較為復雜。控制系統(tǒng)的功用是對凍干機進行手動或自動控制，操縱機器正常運轉，以凍干出合乎要求的產(chǎn)品來。
冷凍干燥的程序是這樣的：在凍干之前，把需要凍干的產(chǎn)品分裝在合適的容器內，一般是玻瓶或安瓶，裝量要均勻，蒸發(fā)表面盡量大而厚度盡量薄些；然后放入與凍干箱尺寸相適應的金屬盤內。裝箱之前，先將凍干箱進行空箱降溫，然后將產(chǎn)品放入凍干箱內進行預凍，抽真空之前要根據(jù)冷凝器冷凍機的降溫速度提前使冷凝器工作，抽真空時冷凝器應達到-40℃左右的溫度，待真空度達到一定數(shù)值后(通常應達到100uHg以上的真空度)，即可對箱內產(chǎn)品進行加熱。一般加熱分兩步進行，一步加溫不使產(chǎn)品的溫度超過共熔點的溫度；待產(chǎn)品內水份基本干完后進行二步加溫，這時可迅速地使產(chǎn)品上升的規(guī)定的較高溫度。在較高溫度保持數(shù)小時后，即可結束凍干。與產(chǎn)品在每瓶內的裝量，總裝量，玻璃容器的形狀、規(guī)格，產(chǎn)品的種類，凍干曲線及機器的性能等等有關。
凍干結束后，要放干燥無菌的空氣進入干燥箱，然后盡快地進行加塞封口，以防重新吸收空氣中的水份。
在凍干過程中，把產(chǎn)品和板層的溫度、冷凝器溫度和真空度對照時間劃成曲線，叫做凍干曲線。一般以溫度為縱坐標，時間為橫坐標。凍干不同的產(chǎn)品采用不同的凍干曲線。同一產(chǎn)品使用不同的凍干曲線時，產(chǎn)品的質量也不相同，凍干曲線還與凍干機的性能有關。因此不同的產(chǎn)品，不同的凍干機應用不同的凍干曲線。圖十四是凍干曲線示意圖(其中沒有冷凝器的溫度曲線和真空度曲線)。
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