前言

冷凍干燥工藝三個步驟：

預凍

—次干燥

二次干燥

其中預凍階段除了將液體凍結為固體，還有將溶質與溶液通過相變進行分離的作用，因此一個好的預凍工藝不僅決定了后續步驟中干燥的效率，也會影響產品的關鍵質量屬性（如：產品的水分，復溶速率等）。而在預凍工藝的設計中，退火是優化凍干工藝非常重要的一個手段。

預凍過程介紹

在退火程序開始前，溶液已經經歷了一次預凍過程被凍結成固體，此時固體的組成對研究退火工藝至關重要。可以通過二元相圖進行簡要的描述預凍過程。

階段一：

(A→B→C→D)溶液從室溫A開始降溫，到達冰點B，由于無晶核存在，不發生結晶，從而形成過冷溶液，當到達C點時，形成晶核，發生結晶，整個溶液溫度會回到冰點D點讓水繼續結晶。

階段二：

(D→Te)隨著水結晶增多，未凍結相溶質濃度增大，當到達共晶點Te時，理論上會形成共晶體，但是實際上會有部分溶液無法形成共晶（根據溶質性質，形成共晶的比例會不同)

階段三：

(Te→E→Tg’）非晶態溶液繼續降溫形成過飽和溶液，Z終在Tg’點完全固化，形成玻璃體，同時玻璃體中也會包含部分未來得及結晶的水分子即結合水。

階段四:

(Tg’→F）進一步降溫，這時結晶相和非晶相比例不會改變，此時形成了一個即有水的冰晶，共晶體，玻璃體的混合物。

以上的四個階段都是理想的狀況，而實際的預凍過程會更加復雜，預凍速率的加快會加重這種復雜程度，首先有部分水分子沒有來得及按照理想狀況形成晶格，而被包裹進非晶相溶液中；其次結晶快速生長會將非均相溶液分散隔絕開，不同區域內溶質濃度、性質區別也很大，如表面富集現象。

退火的原理

退火程序是將已凍結樣品由溫度F點升高到一定溫度維持，再降低到F點凍結的過程。

從動力學角度來看，退火過程遵循吉布斯-居里-烏洛普的表面能理論：晶體的平衡形狀應該是使晶體單位體積具有Z小的總表面積自由能，簡單來說就是表面積；體積比值趨向于Z小化，即小的體積變成大體積，片狀變成球狀或圓柱狀。

從熱力學角度來看，退火過程中存在兩個變化，非晶態物質在高于Tg’時粘度會隨溫度升高而降低，從而發生流動、聚合；晶態的物質，小的冰晶分子會向大的冰晶遷移。

四環凍干機

四環福瑞科儀科技發展（北京）有限公司法人由原北京四環科學儀器廠有 限公司技術研發和管理負責人擔任，是為客戶提供專業真空冷凍干燥設備及解 決方案的服務供應商。我們秉承“以客戶為中心，追求Z高的客戶滿意度”的 服務理念，個性服務、創新設計、高效處理、可靠保障，可根據用戶需求提供 和設計單個或多個符合 GMP 相關標準的凍干設備配套系統，如負壓和無菌隔 離器、自動進出料及外置 CIP 等系統。 

我們以共贏發展為本，技術服務為根，在臻于完善中與眾不同，在持續發 展中追求卓越。