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UNISS 冷凍乾
燥機原理/Freeze Dryer Principle |
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1. 甚麼是冷凍乾燥 |
2. 為甚麼要使用冷凍乾燥 |
3. 冷凝器溫度要選擇-50℃或-80℃ |
4. 選擇棚板或歧管的 |
5. 甚麼是急速冷凍(Fast-Freezing)?為什麼我需要這個功能 |
6. 真空度警報的重要性 |
7. 溫度警報的重要性 |
8. 為什麼要有記錄功能
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9. 甚麼是斜筒式設計 |
10.
冷凍乾燥機要如何保養 |
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1.
甚麼是冷凍乾燥
當水在高真空環境下,低於三相點(約0℃、4.58Torr)時,
水在任何溫度只能以固體和氣體的狀態存在,因此我們利用這種特性,先將樣品冷凍,在高真空下將樣品升溫,
此時樣品中的水分會直接昇華成氣體,並被凍結在冷凝器上,而達到乾燥的目的。 |
2.
為甚麼要使用冷凍乾燥
當要乾燥一個物品,惟一能夠不加熱而達到乾燥目的,就只有冷凍乾燥。而冷凍乾燥是所有乾燥法中最貴也是最好的,因為樣品是在冷凍的狀態乾燥,所以不僅能保有其營養成分,有能保持其外型,之後如需要將乾燥的粉體回溶,也比加熱乾燥的方式更快。故現在除了藥品外,
也有越來越多食品開始應用此一方法乾燥,達到保存的目的。 |
3.
冷凝器溫度要選擇-50℃或-80℃
欲乾燥的樣品只有水時,選擇-50℃就可以了;但當樣品內有含溶劑、酸鹼或鹽類時,強烈建議選擇-80℃的機型,因為在抽真空時,可以減緩進入幫浦的機會,減少真空幫浦損壞的機會。
現在的壓縮機因為禁用含氟冷媒的關係,單段壓縮機正常的最低溫約是-46.5度,尤其是當樣品水氣大量抽出時,
冷凝器溫度不夠低常會造成惡性循環,冷凝器溫度升高後真空度也變差,樣品開始融冰,-80℃的機型較不易造成此問題。 |
4.
選擇棚板或歧管的
歧管式的樣品是先放在玻璃瓶內,再放入-80冰箱內冷凍,之後再接在歧管上開始凍乾,但因為從冰箱拿出到抽真空這一段時間樣品表面會融冰,且樣品溫度與是溫相差太大,樣品會有突沸或熱縮的情形;棚板式樣品可在腔體內冷凍,且乾燥過程中真空度及溫度都採可程式控制,通常可在體積不變的情形下完成”海綿狀”的乾燥,且乾燥程度也較好,但通常價格約是歧管的三倍或更高。 |
5.
甚麼是急速冷凍(Fast-Freezing)?為什麼我需要這個功能
UNISS凍乾機可全自動控制最佳冷凍效率,可在十分鐘內快速降溫至-80(-50)℃或以下,確保樣品瞬間釋出大量水氣時,也可急速凍結,真空度維持在三相點以下,不會因失溫而產生融冰。 |
6.
真空度警報的重要性
歧管式從起動到開始抽真空至少要10~30分鐘,棚板式更要2~3小時,通常操作者早已離開,有時常會因門沒關好或排水閥忘了關,導致真空幫浦因空抽過久而故障,而樣品也會因融冰而被抽到幫浦內。傳統的凍乾機無警示功能,或雖有警示但使用者已離開或下班,無法避免此一問題,UNISS凍乾機均有真空度警報的功能,真空度異常超過10分鐘會關閉真空幫浦,避免
儀器及樣品的損壞。 |
7. 溫度警報的重要性
冷凍乾燥的過程中,
壓縮機散熱條件良好是很重要的,
當環境溫度過高時仍繼續操作,常會造成壓縮機損壞。
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8. 為什麼要有記錄功能
冷凍乾燥一個通常要2~3天或以上,常常遇到第二天上班的時候,才發現樣品有突沸或機器停機的情形,找不到為什麼會失敗的原因,找廠商也只會得到機器正常所以跟他們無關的
推辭;
UNISS全系列的凍乾機均有記錄功能,可判斷是溫度或真空度原因造成實驗失敗,從而去避免下一次再發生同樣的情形。
藥廠GMP最大的精神也在於實驗的可回溯性,
只有記錄功能,才能確保操作過程中是否有異常情形發生,並保證樣品的可重複性。 |
9.
甚麼是斜筒式設計
斜筒式設計是由UNISS於2010年首先提出,一般傳統的凍乾機均採垂直或水平的設計,當冷凝器融冰的時候,均會有殘水無法排乾淨的困擾,UNISS歧管式凍乾機採20°傾斜角設計,融冰時水可順利排出,避免下次操作時殘水噴出,且不需人工擦拭不易汙染。 |
10. 冷凍乾燥機要如何保養
冷凍乾燥機本身如果有完善的保護設計的話,基本上只要注意散熱良好即可,凍乾機操作時環境溫度不應超過35℃,並定期清理散熱器。
真空幫浦定時換油是很重要的,可維持幫浦真空度及延長其壽命,依樣品不同換油時間也應調整,通常只有水時建議800~1000小時,含溶劑時約300小時,含酸鹼時則最好100~200小時就更換。 |
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