●物料中水分的冻结 >纯水结冰时体积要增加9%。纯水结冰的温度随条件的变化而不同。若先有 晶核存在，结冰过程可在略低于0℃（常压下)下开始。但若无晶核则在冻结之 前需先冷却至-3.9℃。对含有杂质的水冻结的温度为-2.5~-6℃。 >生物组织中的结合水是指与生物聚合物有紧密约束的水分，它具有与主体 水分极不相同的特性。如某些结合水分是通过氢键的作用与生物聚合物的极性 基团相连接的。但也有结合水分存在于非极性基团的周围形成被覆的结构水分。 >也有将以无定型状态凝固的水分归之为结合水分。如血浆冷冻干燥时，血 浆中一部分水分在冷却时以无定型的状态出现或称为玻璃体水分。生物物料的 冻结过程中存在着一种玻璃体状态的过渡。而这种玻璃体状态过渡又与冷却速 度等条件有关。冷却速度越快，玻璃体过渡越明显，所得无定型状态水分越多。 反之，冷却越慢，玻璃体过渡越不明显，称为反玻璃体化现象
物料中水分的冻结 ➢ 纯水结冰时体积要增加9%。纯水结冰的温度随条件的变化而不同。若先有 晶核存在，结冰过程可在略低于0℃（常压下）下开始。但若无晶核则在冻结之 前需先冷却至-3.9℃。对含有杂质的水冻结的温度为-2.5～-6℃。 ➢ 生物组织中的结合水是指与生物聚合物有紧密约束的水分，它具有与主体 水分极不相同的特性。如某些结合水分是通过氢键的作用与生物聚合物的极性 基团相连接的。但也有结合水分存在于非极性基团的周围形成被覆的结构水分。 ➢ 也有将以无定型状态凝固的水分归之为结合水分。如血浆冷冻干燥时，血 浆中一部分水分在冷却时以无定型的状态出现或称为玻璃体水分。生物物料的 冻结过程中存在着一种玻璃体状态的过渡。而这种玻璃体状态过渡又与冷却速 度等条件有关。冷却速度越快，玻璃体过渡越明显，所得无定型状态水分越多。 反之，冷却越慢，玻璃体过渡越不明显，称为反玻璃体化现象
●1 物料中水分的冻结 > 生物物料冷冻时，组织细胞会受到破坏，且细胞的破坏与冷却速度有关。 冷却速度对生物细胞的破坏表现为两种情况： √机械效应：是细胞内部冰晶生长的结果。当细胞悬浮液缓慢冷却时，冰晶 开始出现于细胞外部的介质，细胞会逐渐脱水。当快速冷却时与此相反，细胞 内发生结晶。若冷却非常急速则形成的晶体可能极小，若超速冷却则出现细胞 内水分的玻璃体化现象。 √溶质效应：冷却初期细胞外的冻结会产生细胞间液体的浓缩，随之产生强 电解质和其它溶质增浓，细胞内对离子的渗透性增加，因而细胞外离子便进入 细胞并改变细胞内外的pH。 生物组织的冻结，起主要作用的过程是两方面冰晶的成长和细胞间液体 的浓缩。因此，能促进生物组织中无定型相态生长并使之稳定的条件都对细胞 免受破坏有利。但无定型相态的出现对生物组织的干燥是不利的
物料中水分的冻结 ➢ 生物物料冷冻时，组织细胞会受到破坏，且细胞的破坏与冷却速度有关。 冷却速度对生物细胞的破坏表现为两种情况： ✓ 机械效应：是细胞内部冰晶生长的结果。当细胞悬浮液缓慢冷却时，冰晶 开始出现于细胞外部的介质，细胞会逐渐脱水。当快速冷却时与此相反，细胞 内发 生结晶。若冷却非常急速则形成的晶体可能极小，若超速冷却则出现细胞 内水分的玻璃体化现象。 ✓ 溶质效应：冷却初期细胞外的冻结会产生细胞间液体的浓缩，随之产生强 电解质和其它溶质增浓，细胞内对离子的渗透性增加，因而细胞外离子便进入 细胞并改变细胞内外的pH。 生物组织的冻结，起主要作用的过程是两方面—冰晶的成长和细胞间液体 的浓缩。因此，能促进生物组织中无定型相态生长并使之稳定的条件都对细胞 免受破坏有利。但无定型相态的出现对生物组织的干燥是不利的
●物料中水分的冻结 >在生物物料的冻结过程中，所形成的冰晶类型主要取决于冷却速度和冷却 温度以及物料浓度。在0℃附近开始冻结时，冰晶呈六角对称形，在六个主轴方 向向前生长，同时还会出现若干副轴，所有冰晶连接起来，在溶液中形成一个 网络结构，随着过冷度的增加，冰晶将逐渐丧失容易辨认的六角对称形式，加 之成核数多，冻结速度快，可能形成一种不规则的树枝形，它们有任意数目的 轴向柱状体，而不像六方晶型那样只有六条。最高冷却速度时获得渐消球晶， 通过重结晶可以再完成其结晶过程。 >生物物料的结晶型式对冷冻干燥速率有直接影响。冰晶升华后留下的空隙 是后续冰晶升华时水蒸气的逸出通道，大而连续的六方晶体升华后形成的空隙 通道大，水蒸气逸出的阻力小因而制品干燥速度快；反之，树枝形和不连续的 球状冰晶通道小或不连续，水蒸气靠扩散或渗透才能逸出，因而干燥速度慢。 因此，仅从干燥速率角度来说，以慢冻为好
物料中水分的冻结 ➢ 在生物物料的冻结过程中，所形成的冰晶类型主要取决于冷却速度和冷却 温度以及物料浓度。在0℃附近开始冻结时，冰晶呈六角对称形，在六个主轴方 向向前生长，同时还会出现若干副轴，所有冰晶连接起来，在溶液中形成一个 网络结构，随着过冷度的增加，冰晶将逐渐丧失容易辨认的六角对称形式，加 之成核数多，冻结速度快，可能形成一种不规则的树枝形，它们有任意数目的 轴向柱状体，而不像六方晶型那样只有六条。最高冷却速度时获得渐消球晶， 通过重结晶可以再完成其结晶过程。 ➢ 生物物料的结晶型式对冷冻干燥速率有直接影响。冰晶升华后留下的空隙 是后续冰晶升华时水蒸气的逸出通道，大而连续的六方晶体升华后形成的空隙 通道大，水蒸气逸出的阻力小'因而制品干燥速度快；反之，树枝形和不连续的 球状冰晶通道小或不连续，水蒸气靠扩散或渗透才能逸出，因而干燥速度慢。 因此，仅从干燥速率角度来说，以慢冻为好
■冷冻干燥的装置 按装置的结构技术特征冷冻干燥装置系统可分为制冷系统、真空系统、加 热系统、干燥系统等；而按使用目的来分，则可分为预冻系统、蒸汽和不凝结 气体排除系统、供热系统以及物料预处理系统等。 √·应避免物料因冻结预冻系统：物料的预冻直接影响产品的品质。冷冻干燥 物料预冻可采用多种方法进行，包括气流式、液体浸泡式、接触式、液氮法、 液态二氧化碳法、真空冻结式等。冻结须具备如下的条件和技术： √而引起的破坏和损害。 √解除共晶混合液（即低共熔混合液）的过冷度，确定低共熔温度以及防止 冻结层熔解。 √控制冻结过程的条件，使生成的纯冰晶的形状、大小和排列适当，以利于 干燥的进行，又可以获得质量好的多孔性制品。 冻结体的形状要好
冷冻干燥的装置 按装置的结构技术特征冷冻干燥装置系统可分为制冷系统、真空系统、加 热系统、干燥系统等；而按使用目的来分，则可分为预冻系统、蒸汽和不凝结 气体排除系统、供热系统以及物料预处理系统等。 ✓ 应避免物料因冻结预冻系统：物料的预冻直接影响产品的品质。冷冻干燥 物料预冻可采用多种方法进行，包括气流式、液体浸泡式、接触式、液氮法、 液态二氧化碳法、真空冻结式等。冻结须具备如下的条件和技术： ✓ 而引起的破坏和损害。 ✓ 解除共晶混合液（即低共熔混合液）的过冷度，确定低共熔温度以及防止 冻结层熔解。 ✓ 控制冻结过程的条件，使生成的纯冰晶的形状、大小和排列适当，以利于 干燥的进行，又可以获得质量好的多孔性制品。 ✓ 冻结体的形状要好
■冷冻干燥的装置 升华的水分须迅速排除，一般情况 下采用低温冷凝器（冷阱）。冷阱内的 温度必须保持低于被干燥物料的温度， 使物料冻结层表面的蒸汽压大于冷阱内 的蒸汽分压。物料中升华的水蒸气在冷 阱中大部分结霜除去后，还有部分的水 蒸气和不凝结气体必须通过真空泵抽走。 - 这就构成了冷阱一真空泵的组合系统。 (3) √ 带有冷阱的真空系统的特点：利用 图33带有冷阱和机械真空泵的系统 冷阱除去大量水蒸气，避免真空泵抽气 (1)机械真空泵(2)中间增压泵-冷阱-机械真空泵 (3)冷阱中间增压泵-机械真空泵 的负担过重和真空泵的泵油变质。 1一干燥箱2-冷阱3一机械真空泵 4一罗茨泵
冷冻干燥的装置 升华的水分须迅速排除，一般情况 下采用低温冷凝器（冷阱）。冷阱内的 温度必须保持低于被干燥物料的温度， 使物料冻结层表面的蒸汽压大于冷阱内 的蒸汽分压。物料中升华的水蒸气在冷 阱中大部分结霜除去后，还有部分的水 蒸气和不凝结气体必须通过真空泵抽走。 这就构成了冷阱—真空泵的组合系统。 ✓ 带有冷阱的真空系统的特点：利用 冷阱除去大量水蒸气，避免真空泵抽气 的负担过重和真空泵的泵油变质