【应用】玻璃炉G-300干燥应用——快速有效地冷冻干燥少量样品

冻干是通过升华过程从冻结溶剂中提取样品的技术。多数冻干应用的针对水性体系：首先溶液冷却结冰后降压（通过真空源），再加热使冰升华。由此去除冻结溶液中的水分，获得可直接保存或再溶解的无水物料。该工艺适用于高度热敏性产品，是样品保存的最安全方案。

冻干法是各工业领域公认且广泛使用的成熟技术。即便实验室级别的冻干系统也往往造价高昂。典型系统基于可连接玻璃体或温控表面，能量通过玻璃壁传导来实现干燥。这种由内而外的干燥方式因已干燥外层的热传导效率降低，易导致处理周期延长。

通过加装冻干配件、冷却台和真空泵，BUCHI G-300升华系统可转换为冻干系统。该集成方案简洁高效且节省空间，冻干过程包含三阶段：样品溶液冻结，主干燥（用真空去除冷冻样品中的水分）和再干燥（进一步将产品干燥至所需的潮湿程度）。

样品溶液冻结：样品的冷冻方式对于冷冻干燥过程至关重要，并会影响干燥时间。通常将样品置于冻干管或其他小样品皿中冷冻。理想状态下，冻结产品层厚度应＜1cm（干燥时间与厚度成正比）。建议采用旋转壳式冻结法：冻干管在冷却浴中旋转，使内壁形成均匀薄层。

在主干燥过程结束时，产品可能仍含有少量残留水分（例如，水被困在产品分子之间）。为了最大限度地减少这种残留水分，可以进行再干燥，将真空度提高到大约 0.05 – 0.01 mbar（如果可能），并将温度提高到样品的耐受性。这可能会持续几个小时。但是，并非所有产品都需要重新干燥，也不是所有产品都很有用。

如今，冷冻干燥工艺被用于许多不同的领域。典型应用包括食品技术（如咖啡或茶）、制药工业（对温度敏感的蛋白质和酶等需要小心干燥）、生物技术（用于稳定生物系统）或医学（用于组织样品）等领域。在极低温度下进行仔细的加工通常与较长的加工时间和高功率要求有关。带有干燥附件的玻璃炉 G-300 旨在解决这个问题。