冷凍干燥機(jī)的凍干原理主要包括以下幾個(gè)步驟：
1. 預(yù)凍階段 - 將需要干燥的物料放置在凍干機(jī)的冷凍室內(nèi)，通過制冷系統(tǒng)使其溫度迅速降低，直至物料中的水分完-全凍結(jié)成固態(tài)。這個(gè)過程通常要將物料冷卻到共晶點(diǎn)以下，以確保水分能夠完-全固化。
2. 升華干燥階段 - 在物料被充分凍結(jié)后，對干燥室抽真空，創(chuàng)造一個(gè)低壓環(huán)境。在低壓下，冰的飽和蒸汽壓大于環(huán)境的水蒸氣分壓，使得固態(tài)的冰不經(jīng)過液態(tài)而直接升華為水蒸氣。 - 熱量通過擱板或者輻射等方式提供給物料，以維持升華所需要的能量，使得冰不斷地升華，從而逐漸去除物料中的水分。
3. 解析干燥階段 - 在升華干燥階段結(jié)束后，物料中的冰大部分已被去除，但仍可能存在一些結(jié)合較緊密的水分。此時(shí)，通過提高溫度，增加提供給物料的熱量，使剩余的水分以蒸發(fā)的形式被除去，這個(gè)階段稱為解析干燥。
例如，在凍干一種蛋白質(zhì)溶液時(shí)，首先將其在-40°C 下冷凍，然后在真空環(huán)境中，冰升華成水蒸氣被排出，接著升高溫度進(jìn)一步去除結(jié)合水，最終得到干燥的蛋白質(zhì)粉末，其活性和結(jié)構(gòu)得以良好保留。
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