1.真空冷冻干燥技术的特点
多孔材料的真空冷冻干燥技术是在低温下将物料中的水分冻结,然后在真空环境中提供升华潜热使冰晶直接升华的干燥技术。生物材料在升华干燥以前,需进行预冻结处理,将含水的制品快速低温冻结使其游离水结晶成固体冰晶,然后在高真空、极低的温度条件下,使制品中的冰升华后再除去制品中的部分吸附水,即成为冻干制品。当含水混合物的温度低于水的结晶温度时,水结晶凝固致使固液相分离,有机物和无机粒子作为“杂质”从冰晶中被排除,形成连续相,在冰升华的过程中,形成相互贯通的多孔支架,其孔结构类似于冰晶形状。真空冷冻干燥技术广泛应用于生物材料的制备,如微胶囊制备、药品控释材料、人体组织材料、生物制剂等。
真空冷冻干燥制品主要有以下特点:真空冷冻干燥制品在升华干燥过程中,其物理结构不变,化学结构变化也很小,制品仍然保持原有的固体结构和形态;在升华干燥过程中,固体冰晶升华成水蒸气后在制品中留下孔隙,形成特有的海绵状多孔性结构,具有理想的速溶性和近乎完全的复水性;真空冷冻干燥过程是在极低的温度和高真空的条件下进行的干燥加工,生物材料的热变性小,可以最大限度地保证材料的生物活性;真空冷冻干燥处理的制品,脱水彻底,适合于制品的长期保存。冻干后的固体物质由于微小的冰晶体的升华而呈现多孔结构,并保持原先冻结时的体积,加水后极易溶解而复原,制品在升华过程中温度保持在较低温度状态下(一般低于-25℃),因而对于那些不耐热的物质,如酶、抗生素、激素、核酸、血液和免疫制品等热敏性生物制品的干燥尤为适宜。干燥的结果能排出970/0~99%以上的水分,有利于制品的长期保存。制品干燥过程是在真空条件下进行的,故不易氧化。
……
展开