中試小型凍干機的操作步驟遵循“預處理→預凍→真空干燥→后處理”的核心流程,確保物料在低溫真空環境下高效脫水,同時保留其活性與結構完整性。
1、樣品準備與裝料
將待凍干的物料(如生物制劑、藥品、食品等)均勻分裝至西林瓶或物料盤中,控制厚度不超過15mm,避免堆疊影響升華效率。若為液體樣品,可添加甘露醇、蔗糖等保護劑防止結構坍塌。所有容器需預先清洗、烘干,無菌樣品還需高溫滅菌。
2、設備檢查與開機準備
檢查真空泵油位是否在1/2~2/3刻度之間,油質清澈無雜質;
確認冷阱、干燥艙、密封圈清潔無損,管路連接緊密無漏氣;
打開總電源,啟動制冷系統,預冷冷阱至-40℃以下(部分機型可低至-80℃),為預凍做好準備。
3、預凍階段
將裝好樣品的物料盤放入預凍架,插入溫度探頭監測核心溫度;
放入冷阱內并蓋好保溫蓋,啟動“預凍程序”;
設置預凍溫度低于物料共晶點5~10℃(常規為-40℃~-60℃),持續2~4小時,直至樣品完全凍結、內部無液態水;
判斷標準:樣品堅硬、敲擊有清脆聲,或通過控制系統曲線確認溫度穩定。
4、真空升華干燥
預凍完成后,迅速將物料轉移至干燥架,罩上玻璃罩,確保密封圈貼合;
啟動真空泵,緩慢打開真空閥,防止壓力驟降導致噴濺;
待真空度降至10~50Pa后,進入升華干燥階段;
設置擱板溫度略高于預凍溫度(如-20℃~-10℃),持續加熱使冰晶升華為水蒸氣,被冷阱捕獲;
觀察冷阱結霜情況,當霜層不再增厚時,表明自由水已基本去除。
5、解析干燥(二次干燥)
升華結束后,逐步提高擱板溫度至0℃~30℃(根據樣品耐熱性調整,如蛋白類不超過25℃);
維持高真空(5~10Pa),促進結合水解析;
持續1~4小時,直至樣品重量恒定、呈疏松多孔狀,無黏連或潮濕感。
6、停機與取樣
關閉加熱系統,保持真空泵運行5~10分鐘讓樣品自然降溫;
緩慢打開充氣閥,通入干燥氮氣或空氣破真空(防氧化、防吸潮);
待壓力恢復常壓后,打開艙門,快速取出樣品并立即密封包裝(如壓塞、真空封裝);
儲存于低溫干燥環境(4℃或-20℃)以保證長期穩定性。
7、設備清潔與維護
關閉真空泵和電源,待冷阱升溫后清理內部結霜;
用無塵布擦拭干燥艙、擱板和密封圈,必要時用75%乙醇消毒;
檢查真空泵油狀態,油色渾濁或工作超200小時需及時更換;
密封設備,防止灰塵進入,為下次使用做好準備。
整個操作過程中需全程監控溫度與真空度,避免參數波動影響凍干效果。不同物料需個性化調整工藝參數,建議首次使用時進行小批量驗證。