1引言 
    近幾年來(lái)，真空冷凍干燥(簡(jiǎn)稱凍干)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，國(guó)內(nèi)尤為突出?；厮莸?5年前，國(guó)內(nèi)制藥用凍干機(jī)主要以上海醫(yī)分、上海鴻寶醫(yī)械、浙江真空等廠家為主。經(jīng)過(guò)近10年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和優(yōu)化組合已形成近12家制造商，如北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海華東泰事達(dá)、北京航天620所、上海浦東凍干、上海遠(yuǎn)東、上海醫(yī)分、上海玉成、中牧南京藥機(jī)和江陰凍干等廠家。凍干產(chǎn)品由最初的血制品、疫苗、生物制品到化學(xué)藥品，再發(fā)展到中草藥、保鍵品及納米金屬粉末的制備、文物保存等方面的應(yīng)用。而生產(chǎn)凍干制品的廠家由初期衛(wèi)生部直屬6大生物制品研究所、省市級(jí)或一些地區(qū)性生物制藥廠和獸藥用生物制品廠，發(fā)展到現(xiàn)在的近百家與凍干相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，甚至目前還在不斷地重組和發(fā)展。此外，凍干基礎(chǔ)理論研究也從80年初興旺起來(lái)，中國(guó)制冷學(xué)會(huì)的第6專業(yè)委員會(huì)每4年舉辦一次全國(guó)性的冷凍干燥學(xué)術(shù)交流會(huì)；國(guó)際干燥學(xué)會(huì)，每?jī)赡暾匍_(kāi)一次學(xué)術(shù)交流會(huì)；中國(guó)真空、中國(guó)干燥、食品、醫(yī)藥生物等方面的有關(guān)會(huì)議，都有凍干方面的文章發(fā)表。還有多所高等院校和科研所（如上海理工、上海交大、華中科技、華南理工、東大、上海水產(chǎn)、合肥工大、青島海洋、川大等）在研究?jī)龈蛇^(guò)程的傳熱傳質(zhì)和制品凍干工藝，出版了5本專著，許多碩士和博士研究生，撰寫(xiě)了不少有關(guān)凍干方面的論文?？梢钥隙ǖ恼f(shuō)，凍干設(shè)備、工藝和理論研究已經(jīng)取得了可喜的成果，但也存在著不足之處。本文試通過(guò)分析制藥工業(yè)所用真空冷凍干燥設(shè)備、工藝和理論研究的現(xiàn)狀，找出其存在的問(wèn)題，預(yù)測(cè)今后的發(fā)展趨勢(shì)。 
    2國(guó)內(nèi)凍干設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展可能性 
    醫(yī)藥用凍干機(jī)其技術(shù)性能已經(jīng)基本成熟，國(guó)內(nèi)也制定了JB20032－2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)制定內(nèi)容與目前凍干機(jī)的技術(shù)水平相比差距太大，而且技術(shù)含量太低，其標(biāo)準(zhǔn)不能代表當(dāng)今中國(guó)藥用凍干機(jī)的先進(jìn)水平。北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海遠(yuǎn)東、上海玉成干燥、中牧南京藥機(jī)等廠家生產(chǎn)的醫(yī)藥用凍干機(jī)，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已能替代進(jìn)口的同類產(chǎn)品，其自動(dòng)凍干過(guò)程、自動(dòng)壓塞、自動(dòng)在位清洗和消毒滅菌等功能齊全，同時(shí)制造質(zhì)量、自動(dòng)化程度等方面較好，上述公司均通過(guò)ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證，其中北京天利已獲得歐洲產(chǎn)品CE認(rèn)證。國(guó)內(nèi)凍干機(jī)在制造上，只是殘余水分在線測(cè)量系統(tǒng)和個(gè)別電器元件、制冷壓縮機(jī)與配件、真空泵、壓力真空閥門(mén)等等尚需進(jìn)口，這不是冷凍干燥行業(yè)自己所能解決的問(wèn)題。 
    國(guó)內(nèi)醫(yī)藥用凍干機(jī)還存在著許多不足，個(gè)別廠家仍然處于僅僅仿制如英國(guó)BOC EDWARDS和美國(guó)STERAS Finn-Aqua等公司的結(jié)構(gòu)，有的根本沒(méi)有吃透國(guó)外同行設(shè)計(jì)與制造的原理、精華。除此之外，國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)由于生產(chǎn)廠家不同，綜合技術(shù)素質(zhì)不同、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造工藝也不同，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 
    2.1國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)的現(xiàn)狀及所存在的問(wèn)題  
    2.1.1擱板溫度不均勻問(wèn)題 
    部分廠家產(chǎn)品的擱板溫度不均勻，造成凍干產(chǎn)品含水率不均勻，產(chǎn)品殘余含水量的合格率受影響。造成溫度不均勻的原因可能： 
    2.1.1.1擱板溫度的測(cè)定與控制以熱媒體進(jìn)（出）口處為主參數(shù)，而且實(shí)際擱板表面溫度均勻性、擱板與擱板之間的溫度差是否真正達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求仍是一個(gè)需探討的課題？溫度的均勻性需要進(jìn)行滿足相應(yīng)工藝要求的驗(yàn)證。所以，經(jīng)常有一些用戶反映的凍干小瓶?jī)?nèi)殘余含水量不一致，有的相差很大，沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)殘余含水量標(biāo)準(zhǔn)，這里當(dāng)然還有其它方面因素。 
    2.1.1.2擱板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合熱傳導(dǎo)特性？在制造上，擱板表面的平整度如從整體平板表面上進(jìn)行直尺測(cè)量似乎在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，實(shí)際上在局部部位會(huì)存在著不理想之處，如擱板表面塞焊點(diǎn)位置打磨后有“凹痕”和另一面內(nèi)部折流條間斷焊所產(chǎn)生的熱脹冷縮后外平面形成“凹痕”，這種加工工藝直接影響擱板至制品/托盤(pán)的熱傳導(dǎo)性能?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)有些廠家的擱板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表面無(wú)塞焊點(diǎn)、且由新工藝處理，表面經(jīng)特殊工藝處理后非常平整，無(wú)需進(jìn)行機(jī)械切削所帶來(lái)的熱應(yīng)力所致變形，這是值得國(guó)內(nèi)一些廠家借助與啟發(fā)。 
    2.1.1. 3加熱（冷）媒體傳熱特性、或者流程設(shè)計(jì)有些欠缺，熱媒體總管至每塊擱板的流量均勻性是否基本一致也是一門(mén)值得研究的課題。熱媒總管分配設(shè)計(jì)可以參照板式熱交換器流量分配方式，或把多根軟管較集中在一起。 
    2.1.1.4受干燥箱體壁面溫度或托盤(pán)壁面溫度的輻射熱和傳導(dǎo)熱影響，導(dǎo)致擱板上溫度場(chǎng)成上凹拋物線，即擱板周邊制品升華速率約是中間部分的2倍左右，這是國(guó)內(nèi)凍干機(jī)制造商所存在的缺陷。國(guó)外一家日本公司采用“壁面溫度控制技術(shù)”基本上解決這一問(wèn)題，這一技術(shù)就是箱體與擱板組件之間加一可進(jìn)行制冷或加熱的換熱管，其溫度變化跟蹤于擱板溫度即兩者溫度保持一致，使制品凍干質(zhì)量再現(xiàn)性（即重復(fù)性）一致，避免箱體壁面溫度對(duì)擱板溫度輻射熱的影響，但設(shè)備成本大大增加。 
    2.1.1.5有的用戶凍干小瓶沒(méi)有用可抽屜式托盤(pán)框、或散裝溶液時(shí)托盤(pán)。這種托盤(pán)是由不銹鋼材料制作的，在凍干時(shí)長(zhǎng)時(shí)間地受熱脹冷縮而發(fā)生熱變形?，F(xiàn)在國(guó)外已開(kāi)始應(yīng)用無(wú)菌薄膜成形的托盤(pán)例子。 
    2.1.2水汽凝結(jié)器內(nèi)冷凝管組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題 
    一些廠家水汽凝結(jié)器內(nèi)冷凝管組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（無(wú)論是立式多組同心盤(pán)管、還是臥式水平蛇管布置）均遲后于國(guó)際上一些公司的水平。主要體現(xiàn)在：在盤(pán)管表面冰霜不均勻、冷凝面積沒(méi)有100%利用，導(dǎo)致干燥箱內(nèi)真空度比冷凝管冰霜均勻性較好時(shí)差。這種冷凝器結(jié)構(gòu)對(duì)于水分含量較少的小瓶?jī)龈捎绊懖淮?，?duì)含水量較多的托盤(pán)散裝溶液凍干時(shí)由于冷凝器冰霜不均勻（即入口處明顯大于出口處的冰霜厚度），致使升華過(guò)程時(shí)間延長(zhǎng)。 
    國(guó)內(nèi)有幾家公司仿美國(guó)STERAS Finn-Aqua公司（前德國(guó)LEYBOLD凍干部）的內(nèi)置隔離閥（也稱蘑菇閥/推進(jìn)閥）冷凝器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)從外形看確實(shí)是對(duì)一些用戶具有很大的吸引力，由于沒(méi)有吃透國(guó)外公司設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，導(dǎo)致冷凝器結(jié)構(gòu)中看不中用，其原因： 
    （1）水蒸汽運(yùn)行時(shí)隔離閥具有阻擋作用，部分水蒸汽再次返彈至干燥箱內(nèi)； 
    （2）靠近隔離閥背面冰霜少（幾乎沒(méi)有），冷凝面積利用率大大降低，不如多增加一些冷凝面積來(lái)得可靠； 
    （3）這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致真空泵的抽氣口位置很難達(dá)到比較的合理性； 
    （4）內(nèi)置隔離閥閥座焊接沒(méi)有進(jìn)行加工和熱處理，設(shè)備新的時(shí)候真空密閉性可以，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后 
焊接熱應(yīng)力的釋放和系統(tǒng)材料承受熱脹冷縮因素導(dǎo)致密封性能越來(lái)越差。 
外置隔離閥（一般用蝶閥）有2種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為凍干機(jī)廠家推薦：（1）臥式冷凝器內(nèi)部有多組水平蛇形管結(jié)構(gòu)，氟利昂工質(zhì)由分液器均勻分配和上進(jìn)上出方式，蝶閥入口位置設(shè)置在臥式筒體中下部，抽氣口位于筒體最后適當(dāng)部位，使其符合水蒸汽運(yùn)行特點(diǎn)、且阻力為最?。?nbsp; （2）立式冷凝器內(nèi)部為多組同心盤(pán)管，同樣氟利昂工質(zhì)也是由分液器均勻分配和上進(jìn)下出方式，蝶閥入口位置設(shè)置在立式筒體中側(cè)部，抽氣口位于筒體底部，除霜水容易排盡。 
    2.1.3冷凝器的除霜方式 
    目前大多數(shù)廠家采用50℃～60℃注射用水或純水進(jìn)行熱水噴淋+淹沒(méi)，這種方法對(duì)于小型3m2以下凍干機(jī)問(wèn)題并不突出。但對(duì)于工業(yè)型凍干機(jī)每批凍干后進(jìn)行熱水除霜其注射用水或純水耗量是非常大的，如對(duì)一臺(tái)5m2凍干機(jī)一年耗去WFI或PW約170t（300天計(jì)）。 
如果設(shè)備本身是壓力容器的話，那么采用100℃～105℃純蒸汽除霜是一個(gè)非常理想的辦法，對(duì)一臺(tái)5m2凍干機(jī)來(lái)說(shuō)，其耗蒸汽量約30kg/h。如果設(shè)備不具備壓力容器資格，那么采用真空除霜方法也是一個(gè)不錯(cuò)的除霜方法，同樣對(duì)于一臺(tái)5m2凍干機(jī)利用PW或WFI約15kg/B。 
    2.1.4凍干系統(tǒng)真空控制技術(shù)理念 
    國(guó)內(nèi)大多數(shù)凍干機(jī)廠家采用80年代初國(guó)外同行提出的通過(guò)有限空氣的泄漏來(lái)改善凍干系統(tǒng)凍結(jié)制品對(duì)流換熱所獲得的熱量，稱為有限空氣/N2泄漏法或稱校正漏孔法。這種方法在90年代初遭到歐美等國(guó)FDA的責(zé)疑，基于從無(wú)菌性、安全性角度出發(fā)是不恰當(dāng)?shù)摹＿@種方法不能用于一次干燥期間，只能用于二次干燥中后期。其原因： 
    2.1.4.1現(xiàn)在凍干機(jī)的真空測(cè)量系統(tǒng)多以皮啦尼規(guī)（或稱電阻真空規(guī)）為測(cè)量手段。這種真空規(guī)是一種相對(duì)真空計(jì)，出廠時(shí)校正以空氣為標(biāo)定，而實(shí)際上凍干機(jī)測(cè)量在前半小時(shí)內(nèi)以空氣為主，而在以后大多數(shù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量的以飽和水蒸汽壓為主和極少量的空氣分壓的全壓過(guò)程。如果通過(guò)有限空氣的泄漏，雖然凍干系統(tǒng)凍結(jié)制品容易獲得熱量，但使真空計(jì)的測(cè)量帶來(lái)30-50%的誤差，所以不能確保同樣產(chǎn)品批與批間的真空測(cè)量的再現(xiàn)性一致。 
    2.1.4.2如果在二次干燥期間為了使凍結(jié)制品具有比較穩(wěn)定的升華速率，可以說(shuō)是一種非常好的調(diào)節(jié)真空度的方法，但是不能應(yīng)用于一次干燥階段。由于空氣比重較水蒸汽大，空氣在真空中運(yùn)行速度明顯滯后于水蒸汽在真空中運(yùn)行速度，使得水蒸汽運(yùn)行過(guò)程中受到空氣阻礙，水汽凝結(jié)器入口處冰霜厚度明顯大于出口即形成倒錐形態(tài)，反而使系統(tǒng)真空變差，制品升華速率降下來(lái)，凍干時(shí)間延長(zhǎng)。嚴(yán)重的話使水汽凝結(jié)器入口處冷凝管發(fā)生冰堵，導(dǎo)致凍干過(guò)程中斷和制品報(bào)廢，這種冰堵現(xiàn)象在散裝溶液凍干中是非常明顯的。 
    2.1.4.3無(wú)菌工作區(qū)域雖是100級(jí)，但它是相對(duì)無(wú)菌級(jí)別。無(wú)菌區(qū)域仍有可能低于0.2μ顆粒、灰塵等由有限泄漏閥進(jìn)入凍干系統(tǒng)內(nèi)，藥品被污染可能性仍存在。 
    2.1.4.4空氣（或氮?dú)猓?dǎo)入時(shí)，發(fā)生了突發(fā)停電事故，立即造成真空惡化。 
    2.1.5制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī) 
    制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī)是凍干機(jī)的心臟部件，由于種種因素導(dǎo)致壓縮機(jī)故障率仍然相當(dāng)多，其原因： 
    2.1.5.1多數(shù)公司采用以R22為制冷劑的一次節(jié)流中間不完全冷卻方式的制冷系統(tǒng)，R22熱力特性不如R502或R404A/R507（R502不符合《蒙特利爾議定書(shū)》規(guī)定的環(huán)保要求，已被陶汰）。而壓縮機(jī)供應(yīng)商樣本資料中均標(biāo)注蒸發(fā)溫度-50℃作為R22雙級(jí)壓縮機(jī)安全應(yīng)用范圍，但從目前的絕大多數(shù)凍干品凍結(jié)點(diǎn)或共晶點(diǎn)均為－30℃左右來(lái)講，使用R22雙級(jí)壓縮機(jī)已足夠。當(dāng)二次干燥過(guò)程中，冷凝器有一個(gè)輕負(fù)荷至零負(fù)荷的過(guò)程，冷凝器溫度繼續(xù)下降至-65℃以下，當(dāng)壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于低于-65℃以下時(shí)（有的公司樣本標(biāo)注-80℃），會(huì)引起下列現(xiàn)象：  
    （1）系統(tǒng)制冷機(jī)排溫高、油潤(rùn)滑條件惡劣，甚至使?jié)櫥吞蓟l(fā)壓縮機(jī)故障； 
    （2）壓縮機(jī)制冷效率大幅度下降，功耗大大增加，容易使電機(jī)發(fā)熱，導(dǎo)致燒損； 
    （3）系統(tǒng)蒸發(fā)器冷凍油粘度增加，且回汽量也大大減少，使回油發(fā)生困難。                                                          
    2.1.5.2制冷系統(tǒng)清潔度、干燥度、真空度不符合制冷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工藝要求。 
    2.1.5.3有的廠家水汽凝結(jié)器內(nèi)部冷凝管組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如管路太長(zhǎng)、壓損增加、回油困難等。 
    2.1.5.4有的制冷系統(tǒng)為避免二次干燥期間長(zhǎng)期零負(fù)荷運(yùn)行所引起的故障，加裝了多重保護(hù)措施，除了壓縮機(jī)本身安全保護(hù)外如增加了壓縮機(jī)電機(jī)發(fā)熱保護(hù)、熱氣旁通等，這些均以犧牲壓縮機(jī)功耗為代價(jià)，并不是較好的方法。 
    2.1.5.5有的產(chǎn)品在工廠進(jìn)行無(wú)負(fù)荷試運(yùn)行未達(dá)到150h磨合期（包括磨合期后的冷凍油及時(shí)更換）或負(fù)荷試驗(yàn)未進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整，產(chǎn)品就倉(cāng)促出廠，到了用戶地使用時(shí)故障率不斷。 
    2.1.6真空泵選擇 
    2.1.6.1選擇雙級(jí)旋片真空泵作為系統(tǒng)空氣排除方式，雖然可以達(dá)到凍干系統(tǒng)的真空度要求，但二次干燥期間，系統(tǒng)真空度已處于13～1Pa范圍，此范圍氣體屬粘滯流和分子流過(guò)渡狀態(tài)，真空泵內(nèi)油蒸汽處于無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)發(fā)生油蒸汽的返流現(xiàn)象。如果選擇單一的旋片真空泵，并在泵口處安裝油蒸汽收集裝置也不能完全解決的。目前已有更好的方法如用螺桿式無(wú)油真空泵來(lái)替代，但必須與羅茨泵組合才能達(dá)到系統(tǒng)的真空度要求。 
    2.1.6.2選擇單級(jí)（或雙級(jí)真空泵）+羅茨泵組合是一個(gè)非常恰當(dāng)辦法，既可以大大減少低壓強(qiáng)下油蒸汽返流的現(xiàn)象，又可以使低壓強(qiáng)下氣體運(yùn)行具有直線性，有利于冷凝器冰霜均勻，冷凝面積充分利用。 
    2.1.6.3目前還未見(jiàn)到備份的真空泵+羅茨泵組合，只有2臺(tái)真空泵+1臺(tái)羅茨泵組合，如果羅茨泵出現(xiàn)故障則系統(tǒng)真空度難以保證。 
    2.1.7其它問(wèn)題 
    2.1.7.1凍結(jié)制品最佳凍結(jié)晶體結(jié)構(gòu)是藥物活性品質(zhì)的保證，多數(shù)設(shè)備制造廠家只表示可以達(dá)到凍結(jié)溫度，沒(méi)有可控的適合不同制品的凍結(jié)速度。 
    2.1.7.2多數(shù)廠家所標(biāo)注的擱板最低溫度是多臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行所達(dá)到的最低溫度，但如其中出現(xiàn)1臺(tái)壓縮機(jī)故障的話，依靠其余壓縮機(jī)將擱板達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的最低溫度可能性很小，這個(gè)值得廠家研究與思考。 
2.2制藥工業(yè)所用凍干機(jī)設(shè)備的發(fā)展可能性 
2.2.1提高凍干設(shè)備的安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性的綜合能力 
    安全性是指設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)直接或間接造成藥品的污染和對(duì)人體的傷害；適用性是指能滿足絕大多數(shù)藥劑生產(chǎn)廠家對(duì)凍干的不同要求；可靠性是指凍干設(shè)備運(yùn)行的故障應(yīng)減少到最低程度，或在規(guī)定使用周期內(nèi)無(wú)故障現(xiàn)象；經(jīng)濟(jì)性是指從設(shè)備運(yùn)行開(kāi)始到設(shè)備停止運(yùn)行所耗能是最低的或者運(yùn)行總費(fèi)用是最少的。 
2.2.2設(shè)備所控制的工藝參數(shù) 
    適合制品的理化特性、細(xì)菌活性的凍結(jié)速率和升溫速率的控制，一次干燥期間基本恒定的升華速率（即具有一定精度范圍的真空度）和針對(duì)已干燥制品的殘余含水量的二次干燥期間的冷凝器溫度控制，及利用濕度傳感器測(cè)定內(nèi)部的水汽分壓（或者叫露點(diǎn)溫度）來(lái)直接確定干燥結(jié)束點(diǎn)。 
    2.2.3小瓶自動(dòng)輸出輸入裝置 
    2.2.3.1自動(dòng)批量輸出入裝置：該裝置由灌裝流水線上裝入與擱板數(shù)相同的小瓶框架，裝置由軌道運(yùn)載到已全開(kāi)箱門(mén)處，并與擱板對(duì)接上，再由皮帶傳動(dòng)一次性置于擱板上。凍干完后，由裝置一次性拉出箱外的已與擱板對(duì)接上的自動(dòng)批量輸出裝置。 
    2.2.3.2定高輸出入裝置（自動(dòng)小車）：該裝置是一層一層地裝料，即小車在灌裝線上裝滿一層擱板上小瓶托架，然后小車由軌道自動(dòng)到達(dá)對(duì)應(yīng)的凍干箱（已打開(kāi)）的小門(mén)前，對(duì)接上所需裝截的擱板，并一次性輸入一塊擱板上，凍干完后同樣一層一層地自動(dòng)出料。這是目前國(guó)際上較流行的方法。 
    2.2.3.3與灌裝線聯(lián)合輸入至凍干箱門(mén)口處對(duì)應(yīng)位置，計(jì)數(shù)小瓶數(shù)(與擱板等寬)，然后由推入裝置，再一排一排地推入擱板上，凍干完后由箱內(nèi)拉出裝置，一層一層地往外輸出至聯(lián)動(dòng)線。 
    2.2.4開(kāi)發(fā)全自動(dòng)無(wú)人操作、免維修型凍干機(jī) 
    2.2.4.1凍干機(jī)上每一個(gè)執(zhí)行件或動(dòng)力件均可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、記錄、顯示及報(bào)警，從裝料開(kāi)始、凍干、出料到CIP/SIP等工序均可通過(guò)設(shè)定時(shí)序與凍干工藝曲線，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人操作型凍干設(shè)備，以滿足GMP對(duì)設(shè)備的過(guò)程管理要求。 
    2.2.4.2凍干設(shè)備中的心臟部件目前多用活塞型制冷壓縮機(jī)，由于低溫型螺桿壓縮機(jī)所特有的優(yōu)良性能，如可靠性、低能耗、無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié)功能，將成為未來(lái)凍干機(jī)心臟部件的替代。 
    2.2.5大型原料藥用凍干機(jī)的開(kāi)發(fā) 
    為提高大型原料藥用凍干機(jī)（30-40m2以上）的效率，開(kāi)發(fā)TWIN冷凝器、不停機(jī)交互除霜和螺桿壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)等技術(shù)，以使凍結(jié)制品升華速率始終保持最大恒定值，縮短凍干時(shí)間，大大降低能耗。 
    ⒊干工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 
    3.1凍干工藝的現(xiàn)狀 
    目前，研究?jī)龈晒に嚨娜藛T比研究?jī)龈稍O(shè)備的人員要多，研究?jī)龈晒に嚨钠贩N也越來(lái)越多，如下有： 
    3.1.1醫(yī)藥方面：（1）西藥生產(chǎn)，培養(yǎng)劑、荷爾素、維生素、抗菌素等；（2）中草藥生產(chǎn)，人參、鹿茸、靈芝、冬蟲(chóng)夏草、山藥、枸杞、蜂王漿等。 
    3.1.2醫(yī)療衛(wèi)生方面：血漿、動(dòng)脈、皮膚、角膜、器官組織等。 
    3.1.3生物制品方面：活菌菌苗、活毒疫苗、其它生物制品如人白細(xì)胞干擾素、尿激素等。 
    3.1.4食品工業(yè)：（1）水果類，桃、梨、蘋(píng)果、香蕉、草莓；（2）蔬菜類，蔥、菠菜、洋蔥、胡蘿卜；（3）肉類，牛肉、牛肝、雞肝；（4）水產(chǎn)類，蝦、海帶、海參、扇貝；（5）其它類，蜂蜜、幼竹鮮汁、紫草紅色素、鮮花等。 
    一些大學(xué)的低溫與生物研究所所開(kāi)發(fā)的凍干工藝都沒(méi)有從理論上進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比處理，不能算是最佳工藝，從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)車間生產(chǎn)還應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化，使其適合于產(chǎn)業(yè)化、快速、節(jié)能的要求。 
    西藥、血液制品和生物制品的凍干工藝比較難，工藝成熟與否關(guān)系重大，產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到人的生命。西藥凍干的問(wèn)題是染菌，一但染菌就會(huì)造成重大事故。生物制品則要更加嚴(yán)格，除初染菌外，還要防止菌種變異，保持活菌活毒的活性。在凍干過(guò)程中要加入添加劑和保護(hù)劑，這是技術(shù)水平很高的工作，國(guó)內(nèi)外有不同的凍干保護(hù)劑，我國(guó)6大生物制品研究所之間也各有妙方。 
    生物體的凍干工藝研究已經(jīng)提到了日程上來(lái)，美國(guó)夏威夷大學(xué)把冷凍干燥過(guò)的老鼠精子放在密封的玻璃瓶里，在室溫保存三個(gè)月后恢復(fù)水分，用這些精子使老鼠卵子受精，結(jié)果培育出了新一代幼鼠。東北大學(xué)博士研究生將灰鼠皮膚去毛凍干后，在沈陽(yáng)藥科大學(xué)作藥理實(shí)驗(yàn)證明了與新鮮皮膚的藥理作用相同，復(fù)水后在生物顯微鏡下作組織觀察，與鮮皮細(xì)胞組織基本相同。現(xiàn)正在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，與中國(guó)醫(yī)科大學(xué)合作開(kāi)展家兔角膜的凍干實(shí)驗(yàn)研究。 
    3.2凍干工藝的發(fā)展方向從上述的凍干工藝現(xiàn)狀分析不難看出，今后凍干工藝的發(fā)展方向應(yīng)該是： 
    3.2.1應(yīng)用先進(jìn)的低溫生物顯微鏡、掃描電鏡等儀器，著重研究冰晶體的尺寸來(lái)優(yōu)化工藝系數(shù)，制定出最佳凍干工藝曲線，完善凍干產(chǎn)品質(zhì)量檢查的標(biāo)準(zhǔn)，降低凍干產(chǎn)品的價(jià)格。 
    3.2.2西藥和生物制品的凍干工藝應(yīng)該走向標(biāo)準(zhǔn)化，以提高凍干產(chǎn)品質(zhì)量為重點(diǎn)，使凍干過(guò)程中所有的保護(hù)劑或添加劑更簡(jiǎn)單、更規(guī)范。加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交流，走共同進(jìn)步之路。 
    3.2.3開(kāi)展生物凍干工藝的研究，爭(zhēng)取快出成果，用于提高人類的健康水平。 
    4凍干基礎(chǔ)理論的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)  
    真空冷凍干燥技術(shù)的理論研究可概括為低壓空間、低溫傳熱傳質(zhì)的理論研究和熱物性參數(shù)與其測(cè)量方法研究三大部分。其中低壓低溫傳熱傳質(zhì)理論研究進(jìn)行得比較早，成果比較明顯，目前公認(rèn)的凍干模型可歸納成3種：（1）1967年Sanda11等提出的冰界面均勻后移的穩(wěn)態(tài)模型（URIF）；（2）1968年Dryer等提出的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型；（3）1979年Litchield  等提出的吸附－升華模型。 
    這幾種模型都可以描述凍干過(guò)程，但又都存在著不足，描述傳熱過(guò)程比較準(zhǔn)確，描述傳質(zhì)過(guò)程誤差較大。主要問(wèn)題在于傳質(zhì)過(guò)程中要發(fā)生固－汽相的相變，水蒸氣在多孔的通道中傳遞，通道長(zhǎng)度要隨時(shí)間變化，是非穩(wěn)態(tài)過(guò)程。多孔通道的結(jié)構(gòu)尺寸還與預(yù)凍速度、被凍干制品的物質(zhì)結(jié)構(gòu)等有關(guān)。從近幾年的研究報(bào)導(dǎo)中還沒(méi)見(jiàn)到有新的突破。 
    凍干過(guò)程傳熱傳質(zhì)的理論重點(diǎn)是研究發(fā)生在被凍干物料內(nèi)部的過(guò)程。非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的理論研究重點(diǎn)是研究物料之外，凍干機(jī)之內(nèi)的低壓低溫空間環(huán)境，描述該空間環(huán)境的參數(shù)有溫度、壓力、濕度等參數(shù)，這些非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的模擬方法至今還是個(gè)難題。凍干機(jī)冷凝器中的非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)中又增加了一個(gè)汽－固相變的問(wèn)題，使研究更加復(fù)雜化。因此，近幾年雖然有人研究，并發(fā)表了論文，但都沒(méi)有形成有效的理論，仍然是值得深入研究的課題之一。凍干理論的研究人員主要集中在大專院校和科研院所，近幾年國(guó)外比較有名氣的研究人員應(yīng)該算是在IDS＇98會(huì)議上，因冷凍干燥的基礎(chǔ)研究而獲杰出冷凍干燥獎(jiǎng)的美國(guó)秘蘇里一羅拉大學(xué)A.Liapis教授。國(guó)內(nèi)華中科技、上海理工、東南大學(xué)和東北大學(xué)等十幾所學(xué)校都有博士研究生和碩士研究生正在作凍干方面的理論研究，從不同角度取得了一些研究成果，但是研究條件的限制，還沒(méi)有突破性的轟動(dòng)全球的貢獻(xiàn)。 
    5結(jié)束語(yǔ)  
    從上述分析可見(jiàn)，藥用凍干技術(shù)確實(shí)發(fā)展很快，存在的問(wèn)題也不少（特別是軟件研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)遲后于硬件）。邁向21世紀(jì)凍干技術(shù)，應(yīng)該注意以下幾方面的工作： 
    （1）加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研工作。與大學(xué)或研究所、藥廠聯(lián)合組成凍干基礎(chǔ)理論、凍干工藝及最前沿的凍干技術(shù)研究，作為企業(yè)賴以生存發(fā)展的后盾力量。開(kāi)發(fā)新一代的可在線監(jiān)控、節(jié)能型、高穩(wěn)定性、高可靠性及無(wú)人操作型的全自動(dòng)真空冷凍干燥機(jī)，以符合現(xiàn)行GMP標(biāo)準(zhǔn)要求。 
    （2）隨著WTO開(kāi)放，國(guó)外凍干機(jī)制造商利用其特有歷史和專長(zhǎng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，使中國(guó)凍干機(jī)制造商面臨困境。中國(guó)凍干機(jī)制造商只有自身不斷技術(shù)改進(jìn)，提高公司人員和管理素質(zhì)，產(chǎn)品應(yīng)取得ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證和產(chǎn)品安全性CE認(rèn)證，并利用其性價(jià)比與國(guó)外凍干機(jī)廠家競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)開(kāi)拓東南亞等市場(chǎng)。 
    （3）進(jìn)一步加強(qiáng)最新技術(shù)信息渠道，不斷地與國(guó)外同行進(jìn)行凍干技術(shù)交流來(lái)提高自身的技術(shù)水平，積極尋找國(guó)外著名凍干機(jī)廠商與其合作共同開(kāi)發(fā)。