FD-1冷凍干燥機的研制及生物材料的冷凍干燥

 目前冷凍干燥機種類很多,已廣泛用于生物工程、醫(yī)學研究及其它科學研究和生產(chǎn)的領域中。由于市售的冷凍干燥機的結(jié)構(gòu)和功能不能滿足工作的需要,而且價格昂貴,對此我們設計并研制了一種能適合于實驗和批量冷凍干燥生物材料的中等機型。本研究對該機進行了負載和空載實驗,并冷凍干燥了膠原海綿、菌種等多種多批的生物材料,現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

   冷凍干燥機的設計，我們研制的FD-1冷凍干燥機在設計上不僅考慮了制冷溫度和制冷量,而且也考慮了冷凍干燥膠原海綿膜散熱面大、加溫等特殊功能的需要。制冷系統(tǒng)采用R502進口壓縮機(法國泰康)和R502制冷劑(美國產(chǎn)) ,管道采用全封閉式,蒸發(fā)器以串連方式連接冷凍箱。蒸發(fā)器為鍍鎳的銅質(zhì)螺旋管,冷凍箱內(nèi)膽為不銹鋼,其容量為15 L。蒸發(fā)器外罩為透明有機玻璃圓筒(容量9L) ,拆卸方便。本機配有兩個冷凍干燥室,小干燥室采用透明有機玻璃圓筒,其容量為8 L(內(nèi)直徑240 mm)。使用時放在蒸發(fā)器外罩筒頂,即可形成獨立的真空干燥室。為了滿足干燥面積大的材料如膠原海綿凍干和高溫交聯(lián)的需要,我們改造了ZK-82B真空干燥室(上海) ,可與FD-1冷凍干燥機聯(lián)合使用。本機選用國產(chǎn)X Z-2型真空泵( 5× 10- 4乇)以維持干燥系統(tǒng)的真空。

  真空干燥需要注意的幾個問題：開機約40 min蒸發(fā)冷凝器到達- 40℃左右,無負載真空度達到30 Pa以下,方可進行冷凍干燥。一次冷凍干燥樣品量要適當; 冷凍樣品不宜過厚; 樣品在冷凍干燥前必須預冷,大多數(shù)樣品在- 30℃即可滿足要求; 為樣品提供熱量不能過大、過快; 即使樣品已達到室溫,也必須繼續(xù)冷凍干燥3 h左右; 樣品凍干后,應及時放入干燥容器或密封保存; 停機后,及時清除解凍水; 真空泵油使用時間較長或污染應及時更換。

  通過以上實驗及多年冷凍生物材料結(jié)果表明，F(xiàn)D-1冷凍干燥機基本上達到了設計要求。對研究創(chuàng)傷修復材料如冷凍干燥膠原海綿非常適用,對冷凍干燥菌種等其他生物樣品也很適用。FD-1冷凍干燥機為中型冷凍干燥機, 它具有體積小,重量較輕,移動方便,冷凍速度快,脫水量較大,真空度較高,有預凍箱等優(yōu)點,蒸發(fā)冷凝及干燥筒均采用透明的有機玻璃,能方便地觀察蒸發(fā)冷凝器結(jié)霜及樣品的冷凍干燥情況。該機可獨立或聯(lián)合改造的高溫真空干燥箱使用,適用于不同生物樣品的冷凍干燥,是實驗室和中小批量冷凍干燥生物樣品較好的凍干設備。但該機沒有配置監(jiān)測樣品溫度和真空度的儀表,尚待進一步改進完善。