一、相图

　　如图：
　　1、液态水在常温下冷冻；
　　2、降低压力；
　　3、升高温度加速升华过程；
　　4、水蒸气流向冷凝器变为固态水；
　　5、干燥完成后将冰融化并排出设备。

　　二、真空
　　降低封闭空间的压力（低于大气压）

　　—大气压力：1013mbar
　　—粗真空： 1013mbar——1mbar
　　—中度真空：1mbar——10-3 mbar
　　—高真空： 10-3 mabr ——10-7mabr
　　—超高真空：<10-7mabr

　　冻干工艺一般在中度真空下进行。

[separator]
　　三、共晶点
　　无论哪一种盐水，当盐水的浓度小于某一定值时，其凝固温度随浓度的增加而降低，当浓度大于这一定值以后，凝固温度随浓度的增加反而升高。此转折点称为冰盐共晶点，对应的浓度称共晶浓度。该点相当于全部盐水溶液冻结成一块冰盐结晶体，它是最低的凝固点。盐水的凝固点与浓度的关系在共晶点的左侧，如果盐水的浓度不变，而温度降低，当低于该浓度所对应的凝固点时，则有冰从盐水中析出，所以共晶点左面的曲线称为析冰线。当盐水的浓度超过共晶浓度时（即在共晶点的右面），如果盐水的浓度不变，而当温度降低到该浓度所对应的凝固点以下时，从溶液中析出的不再是冰而是结晶盐，因此共晶点右面的曲线称为析盐线。不同的盐水溶液其共晶点是不同的，如氯化钠盐水的共晶温度为－21.2℃，共晶浓度为22.4％；而氯化钙盐水的共晶温度为－55℃，共晶浓度为 29.9％。

多晶混合溶液中也能得到类似的曲线：共晶在玻璃化温度时被取代。


　　四、饱和蒸汽压
　　饱和蒸汽压是指液相与气相处于动态平衡时的蒸汽压力；
　　如果将溶液置于被抽空的密封容器内，一部分溶液就会蒸发；
　　饱和蒸汽压只与物质的温度有关系；

　　五、工艺描述
　　冻干过程是指去除溶剂的过程（多数情况下为水）
　　— 将产品冷冻至共晶点以下
　　—将溶剂在晶体状态下升华

　　六、冷冻
　　目的：将产品冷却至共晶点以下，以得到固体结晶物。此时，产品已冻为固相以防止：
　　－ 在真空下产品产生气泡
　　－ 产品收缩
　　－ 溶剂的流动干燥过程中浓度变化
　　－ 温度变化导致产品的反应，特别是产品活性的丧失

　　七、预冻速率
　　－ 适合的预冻速率有助于产品形成树状结晶
　　－ 在升华期间易形成通道，从而缩短冻干周期
　　－ 过冷会导致细小晶体的形成，会延长冻干周期
　　－ 在共晶点温度下不能形成树状结构
　　－ 应尽量在产品层板上预冻
 [newpage]
　　八、主干燥期
　　目的：将产品中的冰升华，并保证：
　　1）对产品的活性损坏最小
　　2）保证完成产品的良好外形
　　－升华过程为吸热过程，应不断向产品提供潜热
　　－ 此时冷凝器的温度应小于产品温度，只有这样才能保证冷凝器压力小于干燥箱压力
　　－ 在所有冰被升华后，主干燥期结束
　　－ 产品中仍有非游离态的水

　　主干燥期参数
　　－ 产品中的水通常以冰晶形式存在，但多数情况下，水是以多晶形式存在的
　　－ 冰是通过升华的方式脱离产品的
　　－ 重要的参数是升华界面处冰冻的温度，产品垮塌、溶化及冻干周期长短都决定于折椅温度
　　－ 热量从层板传到升华界面的多少，很大程度决定了干燥周期的长短


　　九、主干燥期的热量传递
　　热传递至产品采用以下方式：
　　— 从层板来的传导热
　　－ 从上层层板来的辐射热
　　－ 对流热

　　十、从主干燥期过渡到二次干燥
　　－ 如果层板温度与干燥箱压力保持不变，升华速率及冰的温度也应该保持不变
　　－ 如果冰层温度升高过快，将会导致产品垮塌——此时应提高真空度
　　－ 如果冰层温度降低过快（0.5℃-1℃），此时应提高层板温度

　　总体来讲，主干燥期结束应伴随如下现象：
　　－ 升华界面消失
　　－ 产品温度与层板温度趋于一致
　　－ 干燥箱和冷凝器压力相一致

　　十一、二期干燥
　　目的：去除残余水分及非游离态水分。（通常是从10％降至2％）产品中的水分此时并非是结晶状态而是被附着状态。
　　－ 残余水分是通过脱附作用而被去除的。二次干燥时间取决于脱附作用的快慢
　　－ 这一过程的快慢是取决于加热温度而非时间的长短，即当到达一定的失衡后延长干燥时间而不提高层板温度将是徒劳的。
　　－ 产品温度在不损坏产品的情况下，应尽可能的提高；同时，冷凝器的压力（温度）应尽可能降低。

　　十二、冻干保护剂
　　冻干生物制品用的保护剂（添加剂）
　　除人血浆等少数含干物质多的原料可以直接冻干外，大多数生物制品在冻干时都需要添加某种物质，制成混合液后才能进行冻干。这种物质在干燥后起支撑作用，在冻干过程中起保护作用，因此称为保护剂。有时也称填充剂、赋形剂、缓充剂等。
　　1）保护剂的主要功能
　　（1）一些活物质的细胞在冻结、升华或贮存中会因细胞膜破裂、细胞脱水、细胞质浓缩等物理化学原因而死亡。冻干前加上某些防冻剂，可以减小这些损害。
　　（2）在冻干微量活物质时，若溶液浓度太低（<4%），则被干燥物质升华时，会与水蒸汽一起飞散，干后变成绒毛状的松散结构，在冻干结束后，这种结构的物质就会消散。因此，冻干前在溶液中加些填充剂，使之形成团块结构。
　　（3）在需冻干的溶液中加些胶状物质，可以防止冻结前溶质沉淀和冻干后发生破坏。
　　（4）添加某些物质可使产品变得易于冻干，或增加已干产品的复水效应。
　　2）对保护剂的要求
　　（1）不含任何毒性或过敏源，对人体无害。
　　（2）在冻干过程中，对活菌菌苗一般存活率能达到50%以上，对活毒疫苗一般要求滴度下降小于0.5。
　　（3）在冻干和贮存期中对产品有保护作用，但不与药性成分产生化学反应，不损害活物质的活性。
　　（4）冻干时不起泡，干燥后受水性好。
　　（5）保护剂的崩解温度应当尽量高。
　　（6）不影响对制品的检测。
　　3）保护剂的种类
　　（1）低分子量物质：如蔗糖、乳糖和谷氨酸钠等。
　　（2）胶体物质：如明胶、天然葡聚糖、右旋果糖、糊精、琼脂和藻胶钠等。
　　（3）抗氧化物质：如抗坏血酸钠、硫脲、碘化钾和钼酸钠等。
　　4）保护剂的作用
　　（1）填充剂：用作防止药性物质在抽空时与水蒸汽一起飞散，如甘露糖醇、肌醇、葡聚糖、乳糖、甘氨酸、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）以及胶体物质等。
　　（2）防冻剂：如甘油、二甲亚砜、PVP、蔗糖、多肽、醋胺等。
　　（3）抗氧化剂：如桔酸丙酯、维生素E、维生素C、氨基酸、卵磷脂、蛋白质水解物、硫代硫酸钠、异抗坏血酸、抗坏血酸钠等。
　　（4）改善崩解温度：如葡聚糖、PVP、蔗糖、水糖醇蛋白质混合物等。
　　（5）酸碱度调整剂：用以将酸碱度调整到最稳定区域。如柠檬酸、磷酸、酒石酸、氨基酸、山梨醇、乙二胺四醋酸（EDTA）等。
　　（6）缓冲剂：如脱脂乳、氯化钾等。
　　（7）消除美拉德反应：如谷氨酸钠等。
　　（8）消除自由基因的形成：如硫脲、碘化钠等。