一個(gè)完整的凍干機(jī)由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、壓塞系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凍干箱,冷阱,真空系統(tǒng),硅油循環(huán)系統(tǒng),在位清洗系統(tǒng),在位滅菌系統(tǒng)組成。
凍干箱是一個(gè)能夠制冷到-55℃或者更低-70℃左右,能夠加熱到+70℃左右的高低溫箱,也是一個(gè)可以抽真空的密閉容器,真空泄漏率要低,越低越好,對(duì)產(chǎn)品的控制越好。凍干箱是凍干機(jī)的主要組成部分,是一個(gè)對(duì)板面平整度和光滑度要求*的組件,平整的板面溫度均勻,易清潔。他能夠加熱,能夠降溫,可以在位預(yù)凍、升華和解析。如果是盤裝物料直接放在凍干箱的平板上,也可以做成無(wú)底抽屜托盤,如果是西林瓶裝物料放在托盤內(nèi)再放平板上。冷卻是為了預(yù)凍,升溫加熱時(shí)為了升華和解析。因此凍干箱通常來(lái)說是一個(gè)可以升降溫的高低溫部件。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)易教學(xué)機(jī),是沒有預(yù)凍功能的和加熱功能的,溫度控制就是輻射和對(duì)流。
冷阱也叫冷凝器,同樣是一個(gè)真空密閉容器,冷阱要求有較大表面積的吸附面,吸附面的溫度能降到-55℃~-85℃以下,并且能維持這個(gè)低溫范圍。冷凝器的功用是把凍干箱內(nèi)產(chǎn)品升華出來(lái)的水蒸氣凍結(jié)吸附在其金屬表面上,從而使得升華和解析順利進(jìn)行。
凍干箱、冷阱、真空管道、中隔閥、真空泵等構(gòu)成凍干機(jī)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,主要是負(fù)責(zé)抽除不可凝性的氣體,蒸汽等可凝性氣體是冷阱負(fù)責(zé)吸附的,冷阱是過程中大的真空泵,但是真空的建立和維持離不開真空泵。真空系統(tǒng)對(duì)于產(chǎn)品的迅速升華干燥和解析干燥是*的,是需要和溫度配合調(diào)節(jié)進(jìn)行控制升華和解析的。
制冷系統(tǒng)由制冷機(jī)與凍干箱、冷凝器內(nèi)部的管道等組成。制冷機(jī)可以是互相獨(dú)立的二套或以上,也可以合用一套。制冷機(jī)的功用是對(duì)凍干箱和冷凝器進(jìn)行制冷,以產(chǎn)生和維持它們工作時(shí)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(duì)于不同的凍干機(jī)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(zhì)(通常是硅油)進(jìn)行加熱,由一臺(tái)泵(或加一臺(tái)備用泵)使中間介質(zhì)不斷循環(huán)從而加熱板層進(jìn)行換熱的,循環(huán)加熱系統(tǒng)比電加熱系統(tǒng)溫度更加均勻,溫度控制更精準(zhǔn)。加熱系統(tǒng)的作用是對(duì)凍干箱內(nèi)板層進(jìn)行制熱,從而使得傳導(dǎo)熱傳給物料的升華界面,提高升華溫度,提高升華效率。
在位清洗(CIP)系統(tǒng)由清洗泵和安裝在凍干箱和冷阱內(nèi)的一系列管道和噴嘴組成, 作用是完成對(duì)凍干箱,板層和冷阱的自動(dòng)清洗。并且配有水環(huán)真空泵,用作清洗后的干燥之
用,為了防止清洗水漏入無(wú)菌室內(nèi),凍干箱的箱門應(yīng)有鎖緊裝置,一般生產(chǎn)性設(shè)備必須配CIP,實(shí)驗(yàn)室用和科研用可以不配。
在位滅菌(SIP)系統(tǒng)用于凍干箱、冷阱和放氣過濾器的滅菌之用,在位滅菌系統(tǒng)的凍干箱和冷阱必須是壓力容器,必須按壓力容器的設(shè)計(jì)要求和制造要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造,材料和設(shè)備必須能耐受滅菌時(shí)的壓力和溫度的要求;凍干箱必須有箱門鎖緊裝置。為了滅菌之后的干燥也需要配備水環(huán)泵,較大型號(hào)的凍干機(jī)還要有冷卻水夾套,用于滅菌之后的冷卻之用。在位滅菌系統(tǒng)對(duì)于生物制劑生產(chǎn)型機(jī)器必須配備,其他機(jī)器一般可以選配。
控制系統(tǒng)由各種控制開關(guān),指示調(diào)節(jié)儀表及一些自動(dòng)裝置等組成,它可以較為簡(jiǎn)單,也可以很復(fù)雜。一般自動(dòng)化程度較高的凍干機(jī)則控制系統(tǒng)較為復(fù)雜,控制的參數(shù)多,采集的數(shù)據(jù)全??刂葡到y(tǒng)分為手動(dòng)或自動(dòng)控制,操縱機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn),以使凍干機(jī)生產(chǎn)出合乎要求的產(chǎn)品來(lái),手動(dòng)控制是為了摸索工藝參數(shù),自動(dòng)控制系統(tǒng)適用于工藝成熟的產(chǎn)品的自動(dòng)化運(yùn)行。