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空冷冻干燥机是将制冷系统、空系统、导热油加热系统、排湿系统组合为体的新型设备，可以较大地利用箱体内存放物料空间进行干燥的冷冻空干燥，可使干燥后粉体拥有良好的分散性。空冷冻干燥机的操作简单，般开机后将物料投入物料箱内即可进行冷冻。物料的冷冻过程，方面是空系统进行抽空把部分水份带走；另方面是物料受冻时把某些分子中所含水份排到物料的表面冻结，达到冷冻要求后，由加热系统对物料加热干燥，通过抽空把物料中所含的水份带到冷冻捕集箱结冻，达到物料冷冻干燥要求。
近十几年以来，空冷冻干燥行业获得了长足的发展，其应用领域也逐渐拓宽。在生命科学研究方面，可应用于抗体、蛋白、组织、微生物研究等，因此空冷冻干燥大量的应用到生物制药领域。制药工业大量的应用空冷冻干燥制备疫苗、抗生素等。在领域大量的冻干已经活跃在市场，如冻干虫草、冻干海参、冻干鹿茸、冻干铁皮石斛等。
与国外空冷冻干燥设备相比，我国国产的设备价格较为实惠，这使我国空冷冻干燥设备在市场竞争中比进口设备具有明显的势，且产品能够满足大部分行业的基本干燥需求，尤其是食药品行业中小企业的需求，因此国产的空冷冻干燥行业发展空间大。我国企业以仿制国外设备为主，自主能力较弱。食品用冻干机分间歇式和连续式。连续式机组在国内企业尚属少见。连续式设备的特点是适于品种单而产量庞大、原料充足的产品生产，特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制，简化了人工操作和管理，其主要缺点是成本高。2018年国内空冷冻干燥机市场规模为8.93亿元，近几年随着消费观念的提升，空冷冻干燥机在食品领域的需求增长迅速，目前国内市场被丹麦atlas公司和日本共和空株式会社占据，国内企业以中低端产品为主。
空冷冻干燥机基本原理
与其它干燥方法样，要保持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段，如果物料温度相对较高，升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但跟着升华的进行，物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度，此时，若没有外界供热，升华干燥便休止进行。在外界供热的情况下，升华所生成的蒸汽如果不及时排除，蒸汽分压就会升高，物料温度也随之升高，当达到物料的冻结点时，物料中的冰晶就会融化，冷冻干燥也就无法进行了。
供给热量的过程是个传热过程，排除蒸汽的过程是个传质的过程，因此，升华干燥过程实质上是个传热、传质同时进行的过程。自然界中所发生的任何过程都有驱动力，升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差，而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器(或冷阱)之间的蒸汽分压差。温差愈大，传热速率愈快;蒸汽分压差愈大，传质(即蒸汽排除)速率愈快。
冻干时，既要保持产品的优良品质，又要获得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到燥物料的表面，然后再通过里面传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过里面传质过程抵达物料的表面，再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何个过程或几个过程起都可能成为干燥过程的“瓶颈”，它取决于冻干设备的设计、操作条件以及燥物料的特征。只有同时进步传热、传质效率，增加单位体积冻干物料的表面积，才能获得更快的干燥速率。
水有固态、液态、气态三种态相。根据热力学中的相平衡理论，随压力的降低，水的冰点变化不大，而沸点却越来越低，向冰点靠近。当压力降到定的空度时，水的沸点和冰点重合，冰就可以不经液态而直接汽化为气体，这过程称为升华。食品的空冷冻干燥，就是在水的三相点以下，即在低温低压条件下，使食品中冻结的水分升华而脱去。
回收空冷冻干燥机之注意事项：
（1）用冷冻干燥机制备样品应尽可能扩大其表面积，其中不得含有酸碱物质和挥发性有机溶剂；
（2）样品必须完冻结成冰，如有留液体会造成气化喷射；
（3）注意冷冻干燥机冷阱约为零下65度，可以做低温冰箱使用，但必须戴保温手套操作防止冻伤；
（4）启动空泵以前，检查出水阀是否拧紧，充气阀是否关闭，有机玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物，良好密封；
（5）般情况下，该冷冻干燥机不得连续使用超过48小时；
（6）样品在冷冻过程中，温度逐渐降低，可以将样品取出回暖段时间后，继续干燥，以缩短干燥时间。
空冷冻干燥设备生产企业的创新能力普遍较低，能够推出自主知识产权的新技术、新产品的企业少的可怜，导致干燥技术发展缓慢。知识成果没有有效地转化为现实生产力，目前干燥设备领域技术的研发和革新主要依靠高校和科研院所，由于与企业的脱节，知识成果很难有效的化为企业的生产力。
随着社会的发展，对于环境的重视程度越来越大，国家系列政策扶持绿色生产、零污染企业，对于空冷冻干燥设备的节能理念也在逐渐加大。业内人士指出，国内企业已经加快研究空冷冻干燥技术，定程度上降低了能耗，减轻了污染，为社会带来了更多的效益和，为实现绿色生产，低碳生产做出应有的贡献，预计2023年我国空冷冻干燥机市场规模将超过17.4亿元币。
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