冷凍幹燥法又稱為真空冷凍幹燥、凍幹法,主要包括預凍、升華幹燥及解析幹燥三個階段,即先将待幹燥物料降溫直到物料凍結,再在低溫、真空的條件下,使凍結的物料不經過液态而直接升華,進而逸出物料的過程。冷凍幹燥法具有成分破壞少、脫水徹底、制品複水快等優勢,在食品、醫藥、保健品、納米材料等領域應用廣泛。
我國于上世紀六十年代引入冷凍幹燥技術,早期冷凍幹燥法主要應用在生物制品、藥品、食品生産中,後随着技術水平提升,冷凍幹燥法應用逐漸向中藥材加工、多孔材料、儲能材料、納米粉體制造等領域擴展。經過多年發展與積累,冷凍幹燥技術越發成熟,市場上基于冷凍幹燥技術的産品也越來越豐富。 在納米粉體制備領域,冷凍幹燥法可制備出成分複雜、形狀規則、粒徑小且均勻的納米粉體材料,如TiO2、Al2O3、ZrO2等,冷凍幹燥法也适用于制備特種納米粉體,如Ba2Ti9O20、Ba2Cu3O7-8、ErBaCu3O7-8等。
根據新思界産業研究中心發布的《2022-2026年中國冷凍幹燥法項目投資可行性研究報告》顯示,冷凍幹燥技術在歐美國家、日本等地區已得到規模化推廣和應用,相比之下,受制于成本高、設備投資大、過程複雜,冷凍幹燥技術在國内的普及率仍較低,基于冷凍幹燥法的多孔材料、粉體材料制備多停留在基礎研究,距離規模化工業生産仍存在一定距離。
冷凍幹燥機是實現冷凍幹燥技術的主要設備,其主要由真空系統、幹燥箱、制冷系統、加熱系統、控制系統等部分組成。目前在冷凍幹燥機市場中,進口品牌仍占據市場主要份額,如丹麥Atlas公司、日本共和真空株式會社等,國内冷凍幹燥機企業以中小型企業為主,技術水平低、研發能力差、産品同質化現象嚴重,導緻國産冷凍幹燥機與進口産品存在較大差距。現階段,國内冷凍幹燥機供應商有新華醫療、杭州富睿捷科技、青島富勒姆科技等。
新思界行業分析人士表示,随着技術進步,目前冷凍幹燥法已在生物制品、醫藥、食品加工、粉體制備、多孔材料等領域得到廣泛應用,但對标歐美市場,我國冷凍幹燥法普及率仍較低,未來相關企業仍需在設備改良、幹燥工藝優化、機制研究等方面不斷探索,以助推冷凍幹燥技術、冷凍幹燥機規模化應用。
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