[发明专利]多功能真空干燥机

说明书

所属领域

本发明涉及生物医药领域一种真空干燥设备

背景资料

冷冻式干燥机冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下，使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程.该过程称作冻干(lyophilization)。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态)，同时冰晶均匀分布于物质中，升华过程不会因脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。

冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份(冰)直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。因为目前的真空泵主要是采用油封式悬片式真空泵，液化后的水蒸气在真空泵启动产热后引起气爆，破坏真空泵的功能，因此必须在样品仓和真空泵之间加入冷井以捕获水分，因此常规冻干机尤其是小型冻干机其主要的成本为单级或者二级压缩机的费用，同时也提高了冻干机的体积和重量，难以小型化。

为此，结合常规真空干燥箱的工作原理，我们对现行冻干机进行了改进，目前尚未发现相关的文献报道。

发明内容

本发明涉及生物医药领域一种多功能真空干燥机，由样品仓和真空单元构成，其特征是：样品仓中冻结的样品在近真空状态下，水分升华形成的水蒸气，在高于沸点温度下以气体形式通过真空单元释放到大气中；样品也可以在常规溶液或者潮湿状态下，通过真空蒸发或者沸腾后形成蒸汽，在高于沸点的温度下通过真空单元释放到大气中。

本发明所述的多功能真空干燥机，其真空单元由真空泵和加热系统构成；真空泵能形成的真空度优选0帕斯卡到1000帕斯卡，进一步优选0帕斯卡到10帕斯卡；加热单元；加热系统可以内置于真空单元中，也可以位于真空单元和真空室之间，使溶剂蒸汽流经真空泵时的环境温度高于溶剂的沸点，以防止溶剂蒸气在真空单元中液化；真空单元可外接回收装置用于溶剂回收。

本发明所述的多功能真空干燥机，其样品仓由控温单元，密封单元和搁板组成；控温单元可包含于样品仓中，也可以不包含于样品仓中，控温温度为-60摄氏度到200摄氏度，其中优选但不限于-10摄氏度到100摄氏度，控温单元可选用半导体制冷，压缩机制冷，液氮制冷和干冰制冷，其中优选但不限于半导体制冷；控温单元可选用半导体加热，电加热棒加热和温浴加热，其中优选但不限于半导体加热；密封单元由仓壁，进气接口和真空接口构成，仓壁可以是底座和仓罩，仓体和仓盖形式的二化设计，也可以是底座，侧壁和仓盖形式的三体化设计，仓壁各部分之间为可密封接触，仓壁上含有进气接口和真空接口。

本发明所涉及的冷冻干燥机结合了常规真空干燥机和真空干燥箱的优势，具有设备简单，适合微型化设计，节约空间；真空泵的加热系统一般仅需要在设备启动时工作，运行期间靠设备自身热量工作，一般无需加热，节约能源；设备的制作成本低廉，可作为实验室常规设备；通过控制温度可替代真空干燥箱和冷冻干燥机。

实施方式

下面对本发明所描述的简化式冷冻干燥机为例对本发明所涉及对象进行简要说明，其中所涉及的内容并不构成对发明所涉及内容的限制，其实施方式如下：

1样品仓由仓罩，底座和搁板构成；仓罩和底座通过橡胶垫密封连接；底座侧面含有真空接口和进气接口；样品舱内可内置半导体控温设备用于控制舱室温度。

2真空单元由常规油封旋片式真空泵和恒温加热棒组成，加热棒固定于真空泵机油仓中；真空泵和样品仓通过密封管路联通。

3工作方式：预先连接管路；设备启动时，真空单元加热棒首先启动，将机油加热到120摄氏度恒温；之后将样品放置在隔板上，盖上仓罩；真空泵启动；样品干燥后，关闭真空泵，加热棒继续工作，直到真空泵中无水蒸气排除。

具体实施方式：

1常规干燥

预先连接管路；设备启动时，真空单元加热棒首先启动，将机油加热到120摄氏度恒温；之后将预冷冻样品放置在隔板上，盖上仓罩，启动控温系统将舱内温度升高到物料所能承受的温度；真空泵启动；样品干燥后，关闭真空泵，加热棒继续工作，直到真空泵中无水蒸气排出。

2冷冻干燥

设备启动时，真空单元加热棒首先启动，将机油加热到120摄氏度恒温；之后将预冷冻样品放置在隔板上，盖上仓罩，启动控温系统将舱内温度降低到溶剂冰点以下，直到物料完全冻结；真空泵启动；样品干燥后，关闭真空泵，加热棒继续工作，直到真空泵中无水蒸气排出。