冻干制剂，是指利用冷冻干燥技术，将制品溶液预冻后，在低温、低压条件下，使水分升华，获得制品固体成分的方法，同时使制品保持原有的物理性质、化学性质和生物性质，使其易于长期保存和再次溶解。

△ 北京四环起航冻干机冻干制品

    冻干过程中的一个关键步骤，就是对冻干工艺的摸索和优化。冻干工艺优化的目的是获得更短的工艺周期，而缩短工艺周期最关键的因素是温度。在冻干工艺中，有5个温度是非常关键的，了解和清楚地获得制品的这5个关键温度，对于冻干的整个控制就会得心应手。

△ 北京四环起航冻干机冻干制品

    这5个关键温度分别是共晶点Te、共熔点Te、玻璃态转变温度Tg’、玻璃态转变温度Tg、塌陷温度Tc。

    第一个关键温度是共晶点（EutecticTemperature,Te）。由于冻干溶液不是纯物质，而是由几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时会有某些组分析出结晶，使剩下的溶液浓度发生变化。当达到某一温度或温度区域时，剩余溶液完全固化为冰和溶质的结晶混合体，这时的温度或温度区间称为该溶液的共晶点或共晶区，也称为完全固化温度，是产品在冷却过程中从液态结束转向固态的最高温度。

    第二个关键温度是共熔点（EutecticTem共熔点ature,Te）。共熔点是和共晶点温度相反的过程。共晶点温度是是伴随降温的过程，随着温度的降低逐步出现。而共熔点的温度是在升温过程中，伴随着制品的温度逐步升高，完全凝固的溶质和溶剂开始融化，出现融化的温度点即共熔点，这个温度是升华阶段晶体类物质允许的最高温度。

    第三个关键温度是玻璃态转变温度（GlassTransitionTemperature，Tg’）。冻干过程的玻璃化温度指最大冻结浓缩液的玻璃化转变温度。在冻结过程中随着冰晶的析出，剩余溶液的浓度逐渐增加，当达到一定浓度时，冰不再结晶析出，此时溶液达到最大冻结浓缩状态，形成粘度极强的玻璃态，对应的温度即为玻璃态转变温度。在Tg’以下，冷冻浓缩溶液以硬的玻璃态存在，而在Tg’以上冷冻浓缩溶液为具有流动性的橡胶态。

    第四个关键温度是玻璃态转变温度（GlassTransitionTemperature，Tg）。该玻璃态转变温度是干燥完成后，干燥样品的玻璃态转变温度。是分子链段能运动的最低温度。我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度，或是玻璃化温度。

    第五个关键温度是塌陷温度（CollapseTemperature,Tc）。塌陷温度也叫崩解温度，制品在干燥过程中，干燥层温度上升到一定数值时，物料中的冰晶消失，原先为冰晶所占据的空间成为空穴，因此干燥层呈多孔蜂窝状海绵体结构。当蜂窝状结构体的固体基质温度较高时，其刚性降低。当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂窝状结构，空穴的固形物基质壁发生塌陷，原先蒸汽扩散的通道被封闭，阻止升华进行，最终导致成品水分含量过高。此临界温度即塌陷温度。

    冻干工艺开发前，准确测量获得这5个关键温度对确定冻干曲线、设置合理冻干参数具有重要意义。那么，要如何准确测量相关温度呢？我们下期介绍，敬请期待！