桌上型中試凍干機的工藝流程主要包括樣品準備、預凍、升華干燥、解析干燥和后處理五個階段,以下是詳細介紹:
一、樣品準備
1.樣品選擇:選擇含水量較高且熱敏感或易氧化的樣品,如酶制劑、菌種、藥材等。對于高糖或高蛋白樣品,可能需要添加保護劑(如海藻糖)以防止結構坍塌。
2.樣品分裝:將樣品均勻切片或分裝至適配的托盤或西林瓶中,控制樣品厚度在合理范圍內,避免堆疊過厚影響傳熱效率。對于液體樣品,倒入專用凍干托盤或西林瓶中,控制厚度,并在托盤底部鋪墊透氣濾紙,防止樣品粘連。
3.設備檢查:檢查凍干機的電源、制冷系統、真空系統是否正常。清潔干燥箱內部、樣品架及捕水器,確保無殘留雜質。檢查真空泵油位(需在刻度線之間),油質渾濁時及時更換。連接真空管道,確保接口密封(可涂抹真空硅脂增強密封性)。
1.預凍目的:將樣品中的水分轉化為固態冰晶,為后續升華干燥做準備。
2.預凍方式:
內置預凍:將裝樣后的托盤或西林瓶放入凍干機干燥箱,啟動“預凍模式”,設備自動降溫至設定溫度。
外置預凍:將樣品放入超低溫冰箱或液氮罐中凍結2-4小時,待樣品全固化后,再移入凍干機干燥箱。
3.預凍參數控制:根據樣品特性調整降溫速率和保溫時間。熱敏性樣品建議慢速降溫,常規樣品可快速降溫。達到最終溫度后,保溫1-2小時,讓樣品內部溫度與表面溫度一致。
三、升華干燥
1.升華干燥目的:在真空環境下,讓樣品中的固態冰晶直接升華為水蒸氣,去除樣品中大部分游離水。
2.操作步驟:
預凍完成后,關閉干燥箱門,啟動真空泵,緩慢降低干燥箱內氣壓。
啟動干燥箱加熱系統,將溫度緩慢升至“低于樣品共晶點"。通過微量加熱為冰晶升華提供能量,同時避免溫度過高導致冰晶融化。
實時監測捕水器溫度,確保升華產生的水蒸氣能快速在捕水器表面凝結成冰,防止水蒸氣回流至樣品中。
升華時間根據樣品厚度、含水量及真空度調整。
四、桌上型中試凍干機解析干燥
1.解析干燥目的:去除樣品中與物料分子結合的殘留水分(結合水),將水分含量降至更低水平。
2.操作步驟:
升華干燥完成后,逐步提高干燥箱加熱溫度,最終溫度可升至20-40℃。
保持真空度穩定在≤5Pa,為結合水解析提供條件。
干燥監測與終點判斷:通過設備壓力傳感器監測真空度變化。若真空度持續穩定在≤5Pa,且1-2小時內無明顯波動,說明結合水解析基本完成。或取樣檢測:打開設備放氣閥,取出少量樣品,稱重后放入烘箱中烘干,再次稱重。若兩次重量差≤0.5%,則判定干燥終點達成。
解析時間通常為升華時間的1/2-1/3。
五、桌上型中試凍干機后處理
1.樣品取出與保存:
關閉加熱系統,保持真空泵運行30分鐘,讓樣品溫度降至室溫。
緩慢打開設備放氣閥,通入惰性氣體(如氮氣)或無菌空氣(避免樣品氧化),待干燥箱內氣壓恢復至常壓后,打開箱門,取出凍干后的樣品。
將樣品快速裝入密封袋或西林瓶中,密封后置于陰涼干燥處保存(或根據樣品需求冷藏/冷凍),避免樣品吸潮。
2.設備清潔與維護:
關閉真空泵,斷開電源,拆除真空管道,清潔干燥箱、樣品架及捕水器(捕水器需待冰霜融化后,倒掉積水并擦拭干凈)。
清潔設備表面灰塵,檢查制冷系統管路是否有泄漏,確保設備處于良好待機狀態。
