實驗室凍干機(jī)是一種廣泛用于科學(xué)研究和制藥工業(yè)中的儀器設(shè)備。該儀器的主要功能是將液態(tài)樣品凍結(jié)并在真空環(huán)境下進(jìn)行凍干(也稱為凝固干燥)，以從樣品中去除水分，從而保持樣品的化學(xué)性質(zhì)和活性。
通常由以下主要組件構(gòu)成：
1、冷凍系統(tǒng)：冷凍系統(tǒng)用于將樣品迅速冷卻到低溫，使其形成固態(tài)。這通常通過壓縮機(jī)和冷凝器等部件來實現(xiàn)。冷凍系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于獲得高質(zhì)量凍干產(chǎn)品至關(guān)重要。
2、減壓系統(tǒng)：減壓系統(tǒng)用于創(chuàng)建真空環(huán)境。在低溫下，將樣品中的水分轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵⑼ㄟ^減壓系統(tǒng)排出。這有助于避免樣品進(jìn)一步融化，并有助于提高凍干效率。
3、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)用于監(jiān)測和調(diào)節(jié)冷凍溫度、真空度和干燥時間等參數(shù)。利用控制系統(tǒng)，操作人員可以精確地控制整個凍干過程，以確保最佳的結(jié)果。
4、凍干室：凍干室是樣品放置和干燥的空間。它通常由具有良好導(dǎo)熱性能和耐高真空的材料構(gòu)建，以確保樣品在冷凍和干燥過程中的穩(wěn)定性。
工作原理如下：
1、首先，將液態(tài)樣品放置在凍干室中，并通過控制系統(tǒng)設(shè)定適當(dāng)?shù)睦鋬鰷囟取Ｈ缓螅鋬鱿到y(tǒng)將冷卻劑輸送到凍干室中，使樣品迅速冷凍，并形成冰晶。
1、接下來，減壓系統(tǒng)開始工作，創(chuàng)建真空環(huán)境。在低溫和低壓的條件下，水分從冰晶中轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵⑼ㄟ^減壓系統(tǒng)排出。這個過程稱為升華。
2、最后，在一定時間內(nèi)，樣品中的水分會升華，并被從系統(tǒng)中排除。此時，凍干室中的樣品被轉(zhuǎn)化為干燥固體。整個過程結(jié)束后，可以取出干燥的樣品進(jìn)行進(jìn)一步的分析和保存。
實驗室凍干機(jī)帶有自動控制系統(tǒng)，并同時兼?zhèn)溆惺謩涌刂乒δ堋Ｗ詣涌刂茟?yīng)該包括二個部分，一是各零部件按凍干工藝要求在規(guī)定的時間自動運行開關(guān)；二是干燥室板層溫度按凍干曲線要求自動跟蹤，整個凍干進(jìn)程不需要人工操作，操作人員僅負(fù)責(zé)監(jiān)控。
主要特點：
1、干燥倉透明門采用航空亞克力材料，無粘結(jié)、高強度無泄漏。
2、隔板預(yù)凍功能。
3、品牌壓縮機(jī)，高效穩(wěn)定、噪音低。
4、品牌真空泵，抽速大、噪音低。
5、配置進(jìn)口液壓系統(tǒng)，壓塞平穩(wěn)安全。
6、標(biāo)配油霧過濾器。免除抽真空時，油霧對人體的毒害。
7、可充氮氣或者惰性氣體進(jìn)行干燥后的保存。
8、凍干自動控制系統(tǒng)：可程序化編程，從凍干到除霜均程序化控制。
9、板層加溫控制系統(tǒng)：熱循環(huán)監(jiān)視保護(hù)，特殊加熱材料，模糊PID控制算法。
10、凍干曲線優(yōu)化控制算法，可在升華及解析干燥階段控制樣品升溫速率及當(dāng)前階段真空度值。
11、冷阱除霜系統(tǒng)：非電加熱除霜方式，安全性能高；除霜速度快，解決了傳統(tǒng)采用浸泡除霜帶來的不便。
12、凍干終點測試系統(tǒng)：可在解析干燥階段結(jié)束后自動進(jìn)行凍干終點測試，確保物質(zhì)含水率到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求。
13、真空調(diào)節(jié)系統(tǒng)：升華及解析干燥過程進(jìn)行真空度調(diào)節(jié)，避免特殊物質(zhì)起泡、吹瓶及加快凍干效率的問題。
14、脈沖回填系統(tǒng)：可慢速、中速、快速三種回填模式選擇，避免了對于凍干結(jié)束后顆粒狀及絮狀物質(zhì)充氣產(chǎn)生有效物質(zhì)被吹跑流失的問題。
15、自動排水系統(tǒng)：排水結(jié)束后與真空系統(tǒng)互鎖，避免再次使用忘記關(guān)閉排水閥產(chǎn)生的真空系統(tǒng)故障。
16、采用工業(yè)觸摸屏，人機(jī)互動型好，簡單易懂，不需說明書也可進(jìn)行簡易操作。
17、手自動模式選擇：手動模式用于摸索工藝參數(shù)(人為干預(yù)性強)，自動模式用于工藝成熟階段，一鍵操作，簡單便捷。
18、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)：數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)多項選擇。1.本機(jī)內(nèi)存存儲，可存儲3個月。2.外存存儲(U盤)，存儲數(shù)據(jù)量與U盤的容量有關(guān)系(選配)。3.PC數(shù)據(jù)庫存儲，存儲數(shù)據(jù)量與電腦硬盤可使用容量有關(guān)系(選配)。
19、監(jiān)視系統(tǒng)：實時監(jiān)視系統(tǒng)溫度，真空度，采集頻率50ms/次。
20、凍干工藝配方存儲功能：可存儲500組固定或者用戶自定義凍干工藝配方。
21、PC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)：可遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備運行狀況，監(jiān)控距離達(dá)1.5KM(選配)。
22、共晶點測試功能(選配)。
23、校準(zhǔn)功能：可進(jìn)行溫度及真空度校準(zhǔn)，確保長期使用測量值的準(zhǔn)確性。
24、凍干曲線查詢功能(可查詢溫度及真空度曲線，方便工藝優(yōu)化及凍干效果驗證)。
實驗室凍干機(jī)選型指南：
可凍干樣品類型：Pilot系列標(biāo)準(zhǔn)型適合干燥水溶性溶液、懸濁液或糊狀物質(zhì)，其共晶點溫度高于-40℃。本機(jī)型適合凍干樣品工藝優(yōu)化及摸索。
選配：
1、共晶點測試儀
2、U盤數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)
3、PC數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)
4、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
5、有機(jī)溶劑捕集器
Pilot系列實驗室凍干機(jī)技術(shù)參數(shù)：
| 型號 | Pilot3-6H | Pilot5-8H | Pilot3-6T | Pilot5-8T | Pilot10-15T |
| 凍干面積 | 0.3 | 0.5 | 0.3 | 0.5 | 1.0 |
| 冷阱溫度（空載） | -85℃ |
| 真空度（空載） | <4Pa |
| 板層溫度（空載） | -55℃ |
| 板層制冷方式 | 硅油循環(huán) |
| 捕水能力 | 6L | 8L | 6L | 8L | 10L |
| 凍干效率 | 3L/24H | 5L/24H | 3L/24H | 5L/24H | 10L/24H |
| 板層間距 | 130mm | 80mm | 100mm | 100mm | 100mm |
| 穿墻隔離 | × | × | √ | √ | √ |
| 壓塞 | 液壓 |
| 整機(jī)尺寸 （約） | W1400*D760*H1800 | W1400*D760*H1800 | W760*D900*H1800 | W860*D1400*H1800 | W860*D2100*H1900 |
詳見：設(shè)備配置詳單
安全：
★各個設(shè)施獨立過流保護(hù)
★各個設(shè)施獨立超載保護(hù)
★條件滿足允許各個設(shè)施運行
★加熱超溫防護(hù)
★產(chǎn)品凍干過程真空防護(hù)
★真空泵防護(hù)
★系統(tǒng)邏輯互鎖
★符合GMP規(guī)范
服務(wù)：
★質(zhì)保2年
★操作安裝培訓(xùn)1次
★凍干工藝培訓(xùn)1次(地點：博醫(yī)康)
★樣品凍干工藝優(yōu)化1次(寄送樣品)
★產(chǎn)品終生維護(hù)(收取相應(yīng)費用)
★產(chǎn)品升級服務(wù)(收取相應(yīng)費用)
★運輸(不含卸貨、拆箱、搬運規(guī)定安放地)
型號舉例：
Pilot3-6H：3代表凍干面積，6代表捕水量，H代表為全功能型；
Pilot3-6T：3代表凍干面積，6代表捕水量，T代表穿墻隔離。
典型行業(yè)應(yīng)用與用戶收益：
1、生物制藥領(lǐng)域：蛋白、抗體、疫苗凍干
在生物制藥行業(yè)，實驗室凍干機(jī)主要用于研發(fā)階段的小批量樣品制備和工藝摸索。以單克隆抗體為例，傳統(tǒng)冷凍干燥容易導(dǎo)致蛋白聚集或活性下降，而博醫(yī)康Pilot系列憑借-85℃冷阱和硅油循環(huán)控溫，可實現(xiàn)溫和的一次干燥過程。用戶反饋，使用該設(shè)備凍干的抗體產(chǎn)品復(fù)溶后活性可保留95%以上，水分殘留低于1.5%，滿足早期臨床樣品要求。典型收益：縮短工藝開發(fā)周期約30%，減少昂貴蛋白原料的浪費。
2、診斷試劑領(lǐng)域：分子診斷酶、校準(zhǔn)品凍干
分子診斷試劑（如PCR反應(yīng)液、檢測酶）對水分極其敏感，微量水分即可導(dǎo)致試劑失效。Pilot系列的真空調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以在升華階段精確控制真空度（例如維持在10-20Pa），防止起泡和噴瓶。一家國內(nèi)診斷試劑公司曾反饋，使用Pilot3-6H凍干的校準(zhǔn)品，在2-8℃下儲存18個月后，其酶活依然在標(biāo)定范圍內(nèi)。關(guān)鍵點：該設(shè)備的脈沖回填系統(tǒng)（慢速回填）能有效避免干燥后的絮狀酶粉被氣流吹散。
3、食品與天然產(chǎn)物：益生菌、植物提取物凍干
對于食品級應(yīng)用，設(shè)備清潔和防止交叉污染至關(guān)重要。Pilot系列的穿墻隔離型號（T系列）可將干燥腔體置于潔凈區(qū)，而制冷系統(tǒng)和真空泵位于非潔凈區(qū)，滿足食品GMP基本要求。例如，有用戶利用Pilot5-8T凍干高活性益生菌，凍干后活菌存活率達(dá)到80%以上（傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥僅10-20%），且產(chǎn)品復(fù)水性佳。
4、材料科學(xué)：納米顆粒、水凝膠干燥
在材料研發(fā)中，凍干是保持多孔結(jié)構(gòu)的重要手段。Pilot系列的板層預(yù)凍功能可以實現(xiàn)可控速率的冷凍（例如每分鐘降溫1-2℃），從而調(diào)控冰晶尺寸，最終影響材料的孔徑分布。一位高校研究人員利用此功能制備了具有定向孔道的水凝膠支架，用于細(xì)胞三維培養(yǎng)，取得了良好效果。
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