冷凍技術(shù)論文范文一：

　　凍干技術(shù)的完整名稱為冷凍干燥技術(shù)，就是說將藥品溶液在低溫下冷凍，接著放在真空中升華干燥以除去水分，升華完成后進(jìn)行解析干燥來除去其中的結(jié)合水。因其是在真空及低溫下進(jìn)行對藥品的干燥脫水，被醫(yī)學(xué)制藥廣泛應(yīng)用。凍干技術(shù)涉及傳熱傳質(zhì)、流體力學(xué)、自動控制、食品營養(yǎng)、生物工程、材料學(xué)等專業(yè)知識。這種技術(shù)出現(xiàn)于1813年，由一位英國人士名叫華萊斯頓發(fā)明;然后在1890年Altman應(yīng)用該技術(shù)觀察組織和細(xì)胞切片，創(chuàng)建了生物制品的冷凍干燥技術(shù);1909年沙克爾為了使制品易于儲藏并且避免蛋白樣品的高溫變性，對抗毒素、菌種、狂犬病毒及其他生物制品應(yīng)用凍干技術(shù);1935年，凍干技術(shù)有所改進(jìn)，首次嘗試凍干過程中伴隨強(qiáng)制加熱，使凍干過程加速;1940年，該項技術(shù)在軍隊中投入使用，進(jìn)一步加速了冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展。二戰(zhàn)之后，凍干技術(shù)在商業(yè)生產(chǎn)中首次被嘗試，比如凍干菌種、培養(yǎng)基、荷爾蒙、維生素、人血漿及藥品等，這是此項技術(shù)真正開始在醫(yī)藥工藝中正式使用，1950年后，其相應(yīng)的冷凍干燥設(shè)備就出現(xiàn)了，標(biāo)志此項技術(shù)的逐漸成熟。

　　1.2 凍干技術(shù)的特點如下

　　首先，凍干技術(shù)在低溫的環(huán)境中進(jìn)行，像蛋白質(zhì)、微生物這些具有熱敏性的物質(zhì)不會變性，這樣就不會降低生物活性;凍干過程中沒有涉及化學(xué)、物理和酶的變化，保證化學(xué)成分的完整性;還有凍干藥液分裝是在液體凍結(jié)前完成的，這樣可以準(zhǔn)確地控制藥物的劑量;凍干技術(shù)保證藥品的凍結(jié)形狀即，藥物的顏色、體積等不會再發(fā)生改變;凍干溶液由無菌水調(diào)配，而且需要經(jīng)過過濾、灌裝，這樣就做到雜質(zhì)微粒較少、沒有污染;凍干技術(shù)的產(chǎn)物多孔、疏松、顯脆性、復(fù)水性好、重復(fù)再溶解迅速完全，有利于在臨床上使用。但是，凍干技術(shù)有其缺點，如：過程工序復(fù)雜、時間較長、設(shè)備造價高、成本大、耗能量大、工藝要求高等等。但是總體來講，還是帶來的利益大于其弊端。

　　2 冷凍干燥技術(shù)的原理及過程

　　前面已經(jīng)提到了凍干技術(shù)可以通過升華的方式去掉生物產(chǎn)品中的水分或者其他溶劑，水的三態(tài)即固、液、氣態(tài)之間存在一個相平衡關(guān)系，水相變過程中，壓力過低時，水可直接由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，學(xué)名升華，此過程就是凍干原理的物理學(xué)基礎(chǔ)。通常在真空度約為相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓的1/2～1/4時對制品進(jìn)行凍干處理。動感主要分為三個步驟：預(yù)凍結(jié)、升華干燥(或稱第一階段干燥)、解析干燥(或稱第二階段干燥)。下面主要介紹一下這三個步驟。

　　2.1 制品的預(yù)凍結(jié)

　　這一階段主要是起固定作用，以便干燥產(chǎn)品，它是極其關(guān)鍵的一步，因為如果處理不當(dāng)，就會造成許多產(chǎn)品的成型問題或者質(zhì)量問題，因此，要嚴(yán)格控制預(yù)凍的時間、溫度及真空度，但是在實際生產(chǎn)中，往往不考慮真空度的影響因素。首先說一下預(yù)凍溫度，一般采用的溫度是在凍結(jié)點也叫共熔點溫度以下5℃以內(nèi)，也可以在共晶溫度以下10～15℃，在這一過程中的溫度跳點就是合適的預(yù)凍溫度。要嚴(yán)格控制預(yù)凍溫度，因為預(yù)凍溫度過高或者過低都不利于凍干的效果。過高的溫度會使產(chǎn)品凍結(jié)不完全，在抽空過程中會有起泡、收縮、濃縮、噴瓶等不可逆變化，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀，甚至?xí)箖龈墒?，溫度過低會浪費資源，影響產(chǎn)品成型。再說一下預(yù)凍的真空度，降溫階段，板層溫度與制品溫度的溫差會引起壓力梯度，使產(chǎn)品不在真空中也升華，并且產(chǎn)生一個干燥層，阻礙后期的升華，造成產(chǎn)品的起皮、萎縮和分層，甚至導(dǎo)致凍干失敗。但是解決方法也很簡單，就是在產(chǎn)品入凍干柜后充入一定量的惰性氣體。最后說一說預(yù)凍的時間，為了保證產(chǎn)品凍干完全，在溫度達(dá)到凍干溫度時，要進(jìn)行一段時間的保溫。預(yù)凍時間不固定，一般在0.5～2.0h可以完全凍結(jié)，這要根據(jù)產(chǎn)品裝量、板層面積、傳熱介質(zhì)的性質(zhì)來確定。

　　2.2 產(chǎn)品的升華干燥

　　它是凍干的主要過程，主要是為了將物料中的冰升華，但是要保證冰不溶化，并且物料凍結(jié)點的飽和蒸汽壓高于冰周圍的水蒸氣。這就要求快速地移走產(chǎn)生的水蒸氣以及不斷補(bǔ)充升華所需要的熱量，溫度和壓強(qiáng)成為這個過程中的主要影響因素。首先是升華干燥時的溫度，此溫度應(yīng)該設(shè)定在共熔點以下，共熔點附近升華速度最快。那些性質(zhì)穩(wěn)定、容易成型或加甘露醇等輔料比例較大的產(chǎn)品的溫度可以一次性升至最大值，升溫時間可以較長一點，這樣可以方便操作及縮短生產(chǎn)周期。對那些產(chǎn)品性狀不穩(wěn)定、較難生產(chǎn)或正在工藝摸索中的產(chǎn)品凍干，溫度可以設(shè)定在共熔點以下2～5℃進(jìn)行升華，升溫干燥方式為階梯式，這樣更安全，更有益于觀察各溫度段產(chǎn)品的變化。然后是升華干燥時的真空度，我們總是認(rèn)為，壓強(qiáng)低有利于升華，但實際上，真空中益于升華，這是因為適宜的真空度能促進(jìn)熱量的傳遞和水分子的擴(kuò)散，在較低的真空度下會降低升華速率，在較高的真空度下會阻礙熱對流，同樣會降低凍干速率。真空度一般控制在15～30Pa范圍內(nèi)，有利于縮短生產(chǎn)周期并且保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　2.3 產(chǎn)品的解析干燥

　　物料中所有的冰晶升華干燥后會留下許多的空穴，但仍然會留有10%左右的未凍結(jié)水分，我們說的解析干燥就是把這部分水分降低，使其維持在2%左右，起到干燥物料的作用。應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)及成品要求的含水量來確定這一階段的最高溫度，但是可以適當(dāng)?shù)靥岣邷囟纫越档秃?。在再干燥階段需要適當(dāng)提高壓強(qiáng)，使熱量得到傳導(dǎo)。為了加快干燥速度及縮短時間，可以當(dāng)制品溫度完全達(dá)到導(dǎo)熱媒設(shè)定的溫度時再恢復(fù)高真空。

　　3 凍干設(shè)備的簡介

　　凍干機(jī)由四個部分組成：致冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要設(shè)備有凍干箱、冷凝器、冷凍機(jī)、真空泵等。致冷系統(tǒng)是對凍干箱和冷凝器進(jìn)行致冷，由冷凍機(jī)與凍干箱、冷凝器內(nèi)部的管道組成。真空系統(tǒng)是對制品進(jìn)行升華干燥所需的真空，主要包括凍干箱、冷凝器、真空泵、真空管道和閥門等。加熱系統(tǒng)是對制品加熱來升華其中的水分，凍干機(jī)的加熱方法有直接電加熱法和循環(huán)的中間介質(zhì)加熱法。控制系統(tǒng)是通過手動或自動控制的方式來實現(xiàn)對凍干機(jī)的控制，以保證生產(chǎn)合格產(chǎn)品。主要由各種控制開關(guān)、指示調(diào)節(jié)儀表及自動裝置組成。凍干箱是保證在低溫低壓下升華水分以達(dá)到干燥目的，其溫度可控制在-40℃～+50℃，箱內(nèi)有放制品的金屬板層。冷凝器是一種真空密閉容器，其作用是把水蒸氣凍結(jié)吸附在其內(nèi)部金屬表面上，能維持穩(wěn)定的低溫，可以達(dá)到-40℃以下。

　　4 結(jié)束語

　　現(xiàn)在，凍干技術(shù)被廣泛應(yīng)用，它有很多優(yōu)點，比如說凍干技術(shù)可以使藥品的不變性或不失活以減少制藥過程中的損失。凍干技術(shù)要求車間的潔凈度要求很高，這就提出了對相關(guān)生物制藥行業(yè)的制冷空調(diào)人員的更高的要求。生物制品和藥品用凍干機(jī)應(yīng)提高自動化程度及運轉(zhuǎn)可靠性，進(jìn)一步加強(qiáng)清洗消毒滅菌功能。凍干技術(shù)可以有效保證生物活性，因此，這項技術(shù)必將得到更廣泛的應(yīng)用和更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

　　冷凍技術(shù)論文范文二：

　　人體冷凍技術(shù)，是使用冷凍手法，將人體保存在冷凍箱中，保持人體細(xì)胞和器官活性。并避免細(xì)胞在保存中細(xì)菌侵入。在未來的某一天，可以通過先進(jìn)的醫(yī)學(xué)手段將他們救治。因為冷凍技術(shù)本來就存在諸多問題，所以相應(yīng)的人體冷凍技術(shù)也存在很多難以攻克的難關(guān)，雖然世界上有很多人體冷凍的研究機(jī)構(gòu)，但是并不帶便人體冷凍技術(shù)已經(jīng)完備到可以信任，我們依然需要完善相關(guān)科學(xué)方法。

　　二、人體冷凍現(xiàn)狀

　　1、冷凍方法。現(xiàn)代人體冷凍技術(shù)，其實已經(jīng)經(jīng)過了很長時間的研究，相關(guān)專業(yè)研究所也有很多個。其中以美國人體冷凍研究所的冷凍庫為主。在這里，有47名病人待在這里，他們的身體裝在大型冷凍箱中，在恒溫冷凍箱中，他們的身體可以經(jīng)過長時間而不腐爛，他們等待經(jīng)過長時間之后還可以保持身體正常，以期待在未來可以復(fù)活。使用液氮保持低溫，軀體在完全無菌的環(huán)境下可以避免各種微生物的破壞。人類對于未來技術(shù)充滿期待，認(rèn)為在未來某一天醫(yī)學(xué)水平可以將這些死人解救，實現(xiàn)期望中的一幕。具體操作步驟是在設(shè)置專門的冷凍小組，在病人瀕臨死亡的時候陪在病人身邊，當(dāng)病人心臟一旦停止，就需要使用特殊藥物，防止大腦缺氧，同時也要防止心臟功能受損和呼吸作用，借用小手術(shù)來完成對病人的控制，將病人放入事先準(zhǔn)備好的冰水中，就開始對病人的冷凍。因為人體冷凍技術(shù)對于時間的把控有很高的要求，所以在進(jìn)行手術(shù)的時候要把握好時間，防水時間不到位影響最后結(jié)果

　　2、相關(guān)研究。在人體冷凍方面，科學(xué)家們的研究有很多，其中包括研究克隆技術(shù)如何延長人類壽命，這就涉及到了對生命體的治療和復(fù)活技術(shù)，另外也有研究修補(bǔ)人體細(xì)胞的方式，當(dāng)然也包括對干細(xì)胞的復(fù)活和功能修復(fù)方式，也有很多科學(xué)家在如何延緩人類衰老這樣的問題。研究學(xué)者努力鉆研，就是為了有一天可以大大延長人類生命，在醫(yī)學(xué)上有所突破[2]。

　　3、相關(guān)機(jī)構(gòu)。在保存人體的機(jī)構(gòu)中，也有一些機(jī)構(gòu)是專門保存人類首級的，因為有相關(guān)研究學(xué)者認(rèn)為，人體所有器官中，只有首級是難以再造的，保存人腦，在將來某一天，可以利用腦部組織，制造全身細(xì)胞，在不保存全體的情況下有可以復(fù)活人類[3]。

　　三、冷凍技術(shù)的未來

　　1、冷凍技術(shù)發(fā)展艱難。在現(xiàn)代科學(xué)水平中，人體冷凍發(fā)展還是比較困難。首先，低溫醫(yī)學(xué)本來就是一個比非常前沿的學(xué)科，它需要有專業(yè)的技術(shù)，冷凍科技需要對每一個環(huán)節(jié)做好把關(guān)，因此對每一個步驟的水準(zhǔn)要求很高。在現(xiàn)代研究中農(nóng)，很多冷凍技術(shù)還存在一些難以攻破的領(lǐng)域，研究上結(jié)果也是不可預(yù)知的，我們只能在現(xiàn)代的技術(shù)收單上不斷優(yōu)化，但是對于最后的結(jié)果，只有當(dāng)未來醫(yī)學(xué)水平達(dá)到要求之后，我們才能檢驗冷凍技術(shù)是不是真的能幫助到人類的冷凍復(fù)活。在現(xiàn)在的生物手段之下，無論是對于器官、細(xì)胞還是血液等的保存，都存在很多困難。低溫保存人體，自然是將多種困難結(jié)合到了一起，難度更甚

　　[4]。另外，細(xì)胞和器官等經(jīng)過冷凍之后，并不能保證可以繼續(xù)使用[5]。

　　2、降溫過程中造成破損。實際上在降溫過程中，人體會受到很大傷害。無論是器官還是細(xì)胞，在冷凍中會產(chǎn)生冰晶，這一類物質(zhì)會導(dǎo)致細(xì)胞破損。同時，細(xì)胞中的血液，體液等的平衡也會因此而打破，當(dāng)造成破損之后，后果不可逆。對于活體來說，一旦進(jìn)行冷凍，脫離了外部之后，很多內(nèi)外平衡都會被打破。在這種情況下，就不能說是降溫中完全不會受到破損了，其中不但有外在破損，同時也有內(nèi)在的看不到的破損。不必說時間長度，在很短時間內(nèi)，人體就會因為內(nèi)外不平衡而產(chǎn)生病變，破損之后難以復(fù)原。

　　3、細(xì)胞保存需要更加精確的物質(zhì)。細(xì)胞冷凍保存的原理是要保持細(xì)胞在冷凍過程中不結(jié)冰，形成一種非晶體，以此來保存細(xì)胞。不同細(xì)胞結(jié)冰臨界點不同，生長狀態(tài)也不相同，因此在保存不同細(xì)胞中，需要使用不同物質(zhì)，這樣才能保持細(xì)胞活性。但是保存人體整體，不同細(xì)胞之間存在明顯差異，難以通過添加化學(xué)物質(zhì)來控制所有細(xì)胞存活。保存人體不能只是想當(dāng)然的去做，在此過程中，存在的多種困難，都需要我們解決。

　　四、結(jié)語

　　人體冷凍技術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)下，還存在很多需要攻破的障礙，想要達(dá)到生物醫(yī)學(xué)要求，就需要不斷研究新型的冷凍技術(shù)，以此來完成復(fù)雜的人體冷凍過程。人體冷凍技術(shù)的未來充滿希望，但與此同時論難重重，只有將每一個技術(shù)做到最好，才有可能實現(xiàn)最后的目標(biāo)。

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