分類: 冷凍乾燥機

在生物醫學與生命科學研究中，樣本保存的穩定性與精準性始終是實驗結果可信度的核心。近年來，冷凍乾燥（Lyophilization）技術不斷演進，從基礎研究到臨床應用，其角色日益關鍵。新一代冷凍乾燥技術不僅著重溫控與真空效率的提升，更開始整合智慧監控與數位化管理，協助研究人員在微量樣品處理上取得更高重現性。本文將解析冷凍乾燥的最新應用趨勢與關鍵策略，帶您掌握如何優化樣品保存流程，提升研究精度與效率。

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冷凍乾燥技術的核心原理

冷凍乾燥技術的核心在於透過溶劑昇華的方式，使樣品中的水分直接從固態（冰）轉變為氣態，避免水分經過液態而影響樣品結構。此過程主要分為以下三個階段：

1. 凍結階段

   • 樣品先被急速冷凍，使內部的水分結晶化，形成穩定的冰晶結構。
   • 此階段的冷凍速率與溫度控制將影響冰晶的大小，進而影響後續乾燥的效率與樣品品質。

2. 主乾燥階段（Primary Drying）

   • 透過降低腔體壓力，使冰晶直接昇華成水蒸氣並排出。
   • 低溫環境確保樣品的分子結構完整，防止蛋白質變性或細胞破裂。

3. 次乾燥階段（Secondary Drying）

   • 進一步去除樣品內部殘存的結合水，以達到更低的含水量，確保樣品長期穩定保存。
   • 此階段通常需要略微升溫，以提高水分蒸發速率，但仍需精確控制溫度，以免影響樣品活性。

透過這三個關鍵步驟，冷凍乾燥技術能夠確保生物樣本的完整性，使其適合於疫苗、生物製劑、抗體藥物等高端應用。

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最新冷凍乾燥技術的創新突破

近年來，隨著生物科技與製藥產業的需求提升，冷凍乾燥技術的發展聚焦於提升效率、強化均勻性與加強智慧控制。以下為最新技術突破的三大關鍵領域：

1. 精準溫控與真空技術

• 最新冷凍乾燥機採用智慧型 PLC 控制系統，可程式化調整溫度與真空度，確保每個樣品受熱均勻。
• 可變速真空控制（Vari-Vacuum），根據不同樣品調整抽氣速率，避免突沸現象，減少樣品損壞風險。
• 超低溫冷凝技術，確保樣品在 -80°C 以下仍能穩定處理，適用於高敏感性生物製品，如mRNA疫苗或單株抗體藥物。

2. 高效率冷凍技術

• 超急速冷凍設計（Fast-Freezing Technology），冷卻速度比傳統設備快 2 倍，確保冰晶大小均勻，提升乾燥效率。
• 採用CFC-free 環保冷媒，符合國際環保標準，並能有效提升冷凍系統的穩定性。
• 自動能耗調節功能，能根據負載調整冷凍能力，降低能源消耗並延長設備壽命。

3. 數據管理與智慧監控

• 具備全自動數據記錄系統，符合 cGMP 要求，可追溯每次操作的完整參數，如溫度、真空度與乾燥曲線。
• 網路遠端監控功能，使用者可透過電腦或行動裝置即時監控乾燥進度，提高實驗室管理效率。
• 異常警報與自我保護機制，當設備溫度、真空度異常時，系統將自動停機，避免樣品損壞。

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如何選擇適合的冷凍乾燥機？

隨著技術進步，不同型號的冷凍乾燥機適用於不同的研究與產業需求。在選擇設備時，應考慮以下五大要點：

1. 樣品類型與用途

• 若需處理疫苗、血清或蛋白質純化，應選擇具備精準溫控與變速真空技術的設備。
• 若用於藥品生產或實驗室研究，則需確保設備符合GMP 及 cGMP 標準，並支援完整數據記錄。

2. 乾燥均勻性

• 棚板式冷凍乾燥機適合大批量樣品，確保每層樣品受熱均勻。
• 岐管式冷凍乾燥機適合少量樣品與多種不同類型樣本，操作靈活但需掌握技術。

3. 控制系統的智慧化

• 最新款式設備應支援觸控螢幕操作、數位顯示與自動記錄功能，提升操作便利性。
• 變速真空與自動冷凝控制技術，能提升乾燥效率並降低樣品損壞風險。

4. 能耗與維護成本

• 高效能壓縮機與低溫節能技術，可減少能源消耗並延長設備使用壽命。
• 設備應具備自動清潔與除霜功能，降低維護需求，提高長期使用的穩定性。

5. 符合規範與數據追蹤

• 若應用於藥廠或研究機構，需確保設備符合cGMP、FDA 或 ISO 認證標準，確保生產品質。
• 完整的數據記錄與遠端監控功能，可提升品質控管與法規符合度。

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掌握冷凍乾燥技術新趨勢，打造高效穩定的樣本保存流程

面對日益嚴格的品質要求與多樣化的應用場景，冷凍乾燥技術的升級已成為生物樣本保存的必然趨勢。無論是導入智慧化操作、強化乾燥均一性，還是針對不同樣品類型設計客製化流程，這些策略皆有助於大幅提升保存精準度與後續分析的可靠性。選擇合適的冷凍乾燥解決方案，不僅是設備升級，更是研究品質與成果延續的關鍵保障。

延伸閱讀:
冷凍乾燥技術與傳統乾燥法的比較｜保護生物樣品的最佳選擇
選購冷凍乾燥機(freeze drying)的5大要點｜如何挑選最適合的設備？
岐管式冷凍乾燥機操作指南｜提升實驗室效率的必備工具

在生技研發、醫療診斷與製藥製程中，冷凍乾燥機早已成為樣品保存與處理的關鍵設備。無論是用於血清、疫苗、酵素或微生物的長期保存，正確選擇一台符合應用需求的冷凍乾燥機，將直接影響樣品品質與後續分析結果。然而市面上機型眾多，規格、功能、應用範圍不盡相同，如何判斷哪一款最適合自己的實驗室或生產需求？本文將從操作原理、設計差異到選購評估要點進行系統解析，幫助您做出最具效率與性價比的選擇。

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冷凍乾燥機的運作基礎：從原理出發

冷凍乾燥（Lyophilization）是將樣品中的水分從冰態直接昇華為氣態的過程，跳過液態階段，以保留樣品的生物活性與物理結構。整個過程分為三大階段：

• 凍結階段：樣品先急速冷卻至低溫，形成穩定冰晶。
• 主乾燥階段：降低腔體壓力，讓冰晶直接昇華為水氣並移除。
• 次乾燥階段：升溫去除殘餘結合水，使樣品穩定可長期保存。

相較傳統乾燥，冷凍乾燥能避免蛋白質變性、細胞破壞、活性喪失，是處理疫苗、血清、酵素、蛋白質等高價值樣品的最佳選擇。

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冷凍乾燥機的主要類型與特色比較

選擇設備前，必須先了解冷凍乾燥機的基本分類，依照樣品性質與用途選擇合適類型。

項目	棚板式冷凍乾燥機	歧管式冷凍乾燥機
適用樣品量	大批量樣品（如多瓶或藥劑量產）	少量多樣品（如研究用樣品）
乾燥均勻性	高，棚板溫度可控、層層一致	較低，需靠操作經驗與冷凍控制調整
是否可內部凍結	可在腔體內凍結與乾燥，整合性高	須先放入冷凍庫預冷，之後再接上歧管
價格帶	價格較高，適合商業與量產使用	價格實惠，適合實驗室與研究機構使用
應用領域	製藥廠、生技公司、大型研究中心	學術單位、醫院實驗室、個別樣本開發

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如何選擇適合的冷凍乾燥機？五大選購關鍵解析

1. 根據樣品特性選擇乾燥方式

• 液態樣品（疫苗、血清、蛋白質） → 棚板式優先，可控制樣品與棚板接觸溫度，乾燥效果一致。
• 固態或少量樣品（菌株、酵素粉末） → 歧管式操作彈性高，適合多瓶同時作業。

2. 控制系統是否支援智慧化操作

• 是否具備PLC控制系統、觸控螢幕、人機介面？
• 可否記錄溫度、真空度、操作歷程？是否有異常警報與自動保護機制？
• 如 UNISS 系列設備提供完整操作記錄與 USB 資料輸出功能，方便資料追蹤與品管稽核。

3. 乾燥均勻性與樣品保護機制

• 棚板式冷凍乾燥機應具有每層均溫控制、+1層控溫設計，避免不同層溫差過大導致乾燥不完全。
• 是否具備真空穩定控制技術，防止樣品突沸或熱縮，特別是對高敏感樣品更為重要。

4. 是否符合GMP與清潔維護要求

• 對藥廠或生技業者來說，設備是否符合GMP規範、腔體是否採圓角設計、是否便於清潔與消毒？
• 設備材質是否選用 SUS 304 / 316L 不銹鋼？是否有抗酸鹼腐蝕能力？

5. 未來擴充與操作便利性

• 是否支援網路遠端監控（選配），可在不同地點掌握乾燥狀態？
• 設備是否有足夠的擴充性（如增加歧管頭數、棚板層數）？
• 是否提供技術支援與完整售後服務？這會大幅影響使用體驗與設備壽命。

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推薦應用場景與選型建議

使用情境	推薦機型	原因說明
藥廠量產疫苗與藥劑	棚板式冷凍乾燥機	支援大批量乾燥，可程式控溫，乾燥均勻穩定
生技公司開發蛋白質或抗體	棚板式冷凍乾燥機	適用於高活性樣品，需精密控溫與保濕能力
實驗室小批量樣品處理	歧管式冷凍乾燥機	成本低、彈性高，操作簡單，適合初期測試與研發樣品保存
學術機構進行酵素分析	歧管式冷凍乾燥機	可同時處理多瓶樣品，結構簡單，維護容易

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精準選購冷凍乾燥機，優化應用流程與樣品品質

一台合適的冷凍乾燥機，不僅能提升樣品保存的穩定性，更能大幅簡化操作流程與品質控管。無論是初期研發階段的小量實驗，或是放大至量產規模的製程應用，都需依據實際需求選擇合適的冷凝溫度、真空能力、乾燥效率與操作界面。透過完整的選購評估與規格比較，您將更容易找到最符合實驗室或生技產線的最佳解決方案，為研究成果與產品品質建立穩固基礎。

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最新冷凍乾燥技術：確保高精度生物樣本保存的關鍵策略
冷凍乾燥技術與傳統乾燥法的比較｜保護生物樣品的最佳選擇
選購冷凍乾燥機(freeze drying)的5大要點｜如何挑選最適合的設備？
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在處理酵素、細胞、疫苗等高價值的生物樣品時，乾燥方式的選擇會直接影響其活性與保存效果。傳統加熱乾燥雖操作簡單、成本較低，但可能破壞樣品結構，導致實驗結果不穩。相較之下，冷凍乾燥（Freeze Drying 或 Lyophilization）以低溫真空昇華的原理，有效維持樣品的分子完整性與生物活性。本文將帶你全面比較兩種乾燥技術的運作原理、適用場景與效能差異，並介紹 UNISS 歧管式冷凍乾燥機的創新設計與應用實例。

什麼是冷凍乾燥技術？

冷凍乾燥技術（Freeze Drying 或 Lyophilization）是一種在不改變生物樣品本身生化結構和活性的前提下，通過去除水分來乾燥樣品的技術。這種技術的原理是通過將樣品在低溫下進行冷凍，使水分結冰，然後在真空環境下直接將固態的水分昇華為氣體，從而避免了高溫處理對樣品造成的損害。

相比之下，傳統乾燥方法通常涉及加熱，這會導致樣品中的水分蒸發，但同時也會引發物質分子結構的變形、細胞破損以及蛋白質失去活性。因此，對於需要保留原始性狀的生物樣品來說，冷凍乾燥技術無疑是更好的選擇。

冷凍乾燥技術的優點

冷凍乾燥技術的關鍵優點在於它能夠在低溫下停止所有生物反應，並透過直接昇華來去除樣品中的水分，從而保持樣品的結構完整。這種方法特別適用於對熱敏感的生物材料，如酶、細胞、疫苗和其他生物制品。傳統乾燥方法中，由於樣品需要承受高溫，往往會導致不可逆的損害，從而降低樣品的活性和品質。

冷凍乾燥技術與傳統乾燥方法的比較

比較項目	冷凍乾燥技術	傳統乾燥方法
乾燥過程溫度	低溫（通常在-80°C以下）	高溫
生物樣品活性	保持活性	活性降低或喪失
分子結構	保持原狀	變形
細胞完整性	保持完整	破損
蛋白質活性	保持活性	活性降低
適用性	適用於需要精確保存的生物材料	適用於耐熱的物質，成本較低

冷凍乾燥機的操作原理

歧管式冷凍乾燥機

在歧管式冷凍乾燥機中，樣品首先放置在玻璃瓶內，然後進行冷凍（通常在-8度C以下）。接著，樣品被連接到歧管上進行乾燥。在此過程中，可能會發生突沸或熱縮的情形，特別是在樣品從冰箱取出到抽真空的過程中，由於樣品表面的融冰或溫差過大所致。

創新設計與安全防護

UNISS 歧管式冷凍乾燥機採用了多項創新設計，包括傾斜式冷凝槽和觸控式液晶螢幕專利設計。大畫面的彩色觸控螢幕讓操作變得更為簡便，同時能夠清楚顯示各項功能和數據，如冷凝器溫度、真空度、散熱器溫度和電壓等。此外，該機型還配備了異常警報系統，如當真空度過高或電壓異常時，系統會發出警報並自動關閉真空幫浦，以防止樣品或儀器受到損害。

冷凍乾燥設備的選擇與應用

在選擇冷凍乾燥設備時，考慮到樣品的性質和需求是至關重要的。不同的樣品對於乾燥過程的要求不同，因此需要選擇適合的設備類型，如歧管式或棚板式冷凍乾燥機。此外，設備的操作性能，如冷凝器的溫度、真空度、以及壓縮機的效率，也都是需要考量的因素。

UNISS 提供的冷凍乾燥機具有多種型號可供選擇，並且還可以根據需求配備不同的選購配件。這些設備的設計考慮到了操作的便利性和數據的可追溯性，確保了樣品在乾燥過程中的安全性和穩定性。

冷凍乾燥技術的應用範圍

冷凍乾燥技術在現代科學研究和工業生產中有著廣泛的應用。它不僅用於製藥工業中的疫苗、抗生素和其他生物制品的乾燥，還在食品加工、材料科學以及化學製造中發揮著重要作用。通過使用冷凍乾燥技術，研究人員和生產商能夠有效地保護和保存高價值的樣品和產品。

正確選擇乾燥方式，是保留樣品活性的關鍵第一步

冷凍乾燥技術在樣品保存上的優勢，已逐漸成為醫藥、生技與科學研究領域的標準選擇。不論是對熱敏感的蛋白質，還是需長期儲存的細胞材料，透過冷凍乾燥可有效降低活性流失與結構破壞的風險。搭配 UNISS 歧管式冷凍乾燥機的安全設計與智慧監控功能，更能確保操作穩定與品質一致。相較之下，傳統乾燥雖具成本優勢，但在樣品品質要求日益嚴格的今天，選擇正確的乾燥方法，已是研究成功與否不可忽視的關鍵。

在醫學研究、生技開發與藥物製造等領域中，如何有效保存生物樣品，一直是影響實驗準確性與樣品品質的關鍵。冷凍乾燥（Lyophilization）作為當代高效的樣品保存技術，憑藉其低溫升華的處理機制，能在不破壞樣品結構與活性的前提下，大幅延長保存時間。無論是微生物、血清、疫苗或組織樣本，冷凍乾燥皆能展現其穩定性與再現性。本文將深入剖析冷凍乾燥的工作原理，並解析其在各類應用情境中的五大優勢，協助您掌握選擇與應用的核心要點。

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冷凍乾燥的工作原理

冷凍乾燥的技術核心在於利用低溫與真空環境，使樣品內的水分直接從固態（冰）昇華為氣態，而不經過液態水的過程。這一技術能夠保留樣品的物理、化學與生物特性，使其在乾燥後仍保持完整結構與活性。

冷凍乾燥的完整過程可分為 三大階段：

1. 凍結階段（Freezing Phase）

• 樣品首先被冷卻至低於冰點，使內部水分形成穩定的冰晶結構。
• 快速冷凍（Fast Freezing）：能形成較小的冰晶，適合細胞與蛋白質類樣品，降低冰晶對細胞結構的破壞風險。
• 緩慢冷凍（Slow Freezing）：會形成較大的冰晶，適用於某些需要較高孔隙度的樣品，如多孔性生物材料。

2. 主乾燥階段（Primary Drying）

• 在低壓（真空）環境下，冰晶直接昇華成水蒸氣，並透過冷凝系統排除水分。
• 此階段的溫度與壓力需精確控制，確保乾燥均勻，避免樣品表面形成固態層，阻礙內部水分排出。

3. 次乾燥階段（Secondary Drying）

• 進一步去除樣品內殘存的結合水（Bound Water），使最終含水量降至 1% 以下。
• 透過輕微升溫，能加速水分脫除，但仍需控制溫度，以避免樣品變性或分解。

這一系列步驟確保了冷凍乾燥樣品的品質，使其可長期保存，而不影響其生物活性與功能。

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冷凍乾燥技術的優勢分析

與其他乾燥方法（如熱風乾燥或噴霧乾燥）相比，冷凍乾燥技術具備以下五大優勢：

1. 維持樣品的生物活性

• 低溫乾燥避免高溫對生物樣品的破壞，確保蛋白質、抗體、細胞等活性物質的穩定性。
• 適用於 疫苗、酵素、生物製品 等對溫度極度敏感的樣品。

2. 保持樣品的分子結構

• 一般乾燥技術可能導致樣品分子變性、細胞破損或蛋白質變形，影響研究與應用。
• 冷凍乾燥能保留樣品的原始結構，確保其物理與化學性質不變。

3. 提供長期穩定保存條件

• 乾燥後的樣品水分含量可降至 1% 以下，大幅減少微生物生長與降解的可能性。
• 使疫苗、生物製劑等可在室溫或低溫環境下長期保存，延長保存期限。

4. 乾燥後的復水能力強

• 冷凍乾燥的樣品可在需要時快速復水（Rehydration），恢復至接近原始狀態。
• 適合需要即時使用的藥物、生物試劑等應用。

5. 減少樣品體積與重量

• 乾燥後的樣品變得輕巧且體積縮小，方便運輸與儲存。
• 對於疫苗與藥品的國際運輸，冷凍乾燥技術可降低冷鏈需求，提升物流效率。

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冷凍乾燥技術的應用領域

1. 生物製藥與疫苗開發

• 疫苗與血清保存：確保疫苗的有效性，延長儲存壽命。
• 蛋白質與抗體藥物：維持蛋白質活性，確保療效穩定。

2. 醫療與生技研究

• 細胞與酵素保存：適用於基因工程、免疫學研究等領域。
• 組織樣本乾燥：方便長期儲存與後續分析。

3. 實驗室與學術研究

• 微生物與細胞培養：用於生物研究與製藥開發。
• 環境樣本保存：如海洋生物樣本、菌株等。

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如何選擇合適的冷凍乾燥機？

選擇冷凍乾燥機時，應考慮以下幾個關鍵因素：

考量要點	棚板式冷凍乾燥機	歧管式冷凍乾燥機
適用樣品類型	適合大批量樣品乾燥，均勻度高	適合小批量樣品，多樣品同時處理
操作方式	全自動控制，適合高精密應用	操作靈活，適合研究與開發
乾燥均勻性	高，可確保每層樣品溫度一致	低，需手動控制樣品溫度與乾燥時間
價格	較高，適合生技公司與藥廠使用	較低，適合學術研究與小型實驗室

當選購冷凍乾燥機時，應根據應用需求選擇適合的乾燥機型與控制系統，確保樣品品質與乾燥效率。

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掌握冷凍乾燥關鍵，有效提升樣品穩定與研究效率

冷凍乾燥不僅是生物樣品保存的技術選擇，更是確保樣本品質、提升實驗與生產效率的利器。透過正確理解其原理與應用優勢，可大幅降低樣品降解風險，並提升長期儲存與後續分析的可靠性。隨著研究標準與產業需求的提升，選擇一套高效、穩定的冷凍乾燥流程，已成為科研與臨床實務中的重要一步。掌握這項關鍵技術，將為未來的樣品處理與儲存奠定更穩固的基礎。

延伸閱讀:
最新冷凍乾燥技術：確保高精度生物樣本保存的關鍵策略
冷凍乾燥技術與傳統乾燥法的比較｜保護生物樣品的最佳選擇
選購冷凍乾燥機(freeze drying)的5大要點｜如何挑選最適合的設備？
岐管式冷凍乾燥機操作指南｜提升實驗室效率的必備工具

隨著生物科技與製藥產業對樣品保存的精準要求日益提高，冷凍乾燥技術（Lyophilization）成為實驗室與製造端不可或缺的核心設備。無論是疫苗、蛋白質、細胞樣品，或是高價值生物製劑，適當的乾燥方式將直接影響其活性與品質。而選擇一台符合用途、效率穩定且操作安全的冷凍乾燥機，正是確保實驗與生產順利運行的關鍵。以下將條列五大選購評估重點，協助各類使用者做出最合適的設備選擇。

1. 用途與需求分析

在選擇冷凍乾燥機之前，首要考量的便是用途。例如，實驗室通常需要小型、靈活的設備以進行少量樣品的研究，而生產線則需要具備高產能的工業級冷凍乾燥機，以確保穩定的量產能力。確認用途有助於篩選適合的機型，避免設備功能過度或不足。

2. 真空系統效能

冷凍乾燥過程中的真空環境至關重要，因此冷凍乾燥機的真空系統效能成為選購時的重點。真空度的穩定性直接影響乾燥效果與效率。選擇具備先進真空系統的設備，可避免因氣壓波動而導致的產品質量問題，適用於需要高精度乾燥的藥品與生物樣品。

3. 冷凍能力與溫控範圍

在冷凍乾燥過程中，穩定且精準的溫度控制至關重要。設備的冷凍能力不僅要能迅速達到低溫，還需穩定維持，特別適用於溫度敏感的生物製品。大多數工業應用要求設備能降至 -50°C 至 -80°C 的範圍，而實驗室樣品則可選擇範圍較小但精準度高的機型。

4. 操作便捷性與自動化程度

對於高頻次使用的生產線，冷凍乾燥機的操作便捷性與自動化程度是關鍵。選擇具有一鍵操作、自動化控制與監測功能的機型，可減少人工干預，提高生產效率。而對於實驗室環境來說，靈活易用、體積小巧的設備更具實用性。

5. 設備維護與售後服務

冷凍乾燥機的長期運行需要定期維護，選擇具備良好售後服務的品牌，有助於保障設備的穩定運行。尤其是工業級冷凍乾燥機，操作複雜且更需要專業技術支援，可靠的維護服務可避免生產停工或設備故障帶來的損失。

推薦產品：拓生科技的棚板式冷凍乾燥機

在眾多冷凍乾燥機品牌中，拓生科技的棚板式冷凍乾燥機以其卓越的性能和靈活的應用而備受推崇。該設備具備以下優點和特性：

• 創新設計：採用觸控式液晶螢幕介面，操作簡便，並提供專利設計。
• 直觀操作：大尺寸彩色觸控螢幕，清晰顯示冷凝器溫度、真空度、散熱器溫度和電壓等數據，並記錄操作過程中的所有數據和時間，以圖形方式呈現，方便使用者快速了解操作情況。
• 安全防護：具備異常警報功能，當冷凝器溫度、散熱器溫度或真空度過高時會發出警示；電壓異常時也會警示。若真空度異常超過十分鐘，系統將自動關閉真空幫浦，防止操作不當導致儀器或樣品損壞。
• 高效真空系統：自動啟動真空幫浦，停電後不會自動重新啟動，確保操作安全。真空墊圈為模具一體成型，非黏合或熱接合，系統真空度可低於40mTorr，並提供定時換油提醒功能。
• 先進冷凍系統：壓縮機效率自動控制，可快速降溫，並使用無氯氟烴（CFC-free）冷媒，符合環保要求。冷凝桶材質為SUS 304，內部拋光；冷凝管材質為SUS 316L，防止樣品含酸鹼時對設備的腐蝕。

這些特性使拓生科技的棚板式冷凍乾燥機成為實驗室和生產線的理想選擇，提供高效、安全且可靠的乾燥解決方案。

選對冷凍乾燥機，成就穩定生產與研究成果

從實驗室研發階段到工業量產規模，冷凍乾燥技術在確保生物樣品品質方面發揮著關鍵作用。選購設備時，需綜合考量冷凝效能、真空穩定性、介面易用性、容量配置與安全防護等要素。像 UNISS 歧管式冷凍乾燥機這類具備完整功能與人性化設計的機種，不僅提升作業效率，更能降低操作風險，協助使用者穩健推進每一階段的研究與製造任務。

在生物樣品保存與藥品製程中，冷凍乾燥（Freeze Drying）已成為不可或缺的關鍵技術。無論是酶、疫苗、細胞，還是高價值活性蛋白質，冷凍乾燥機的性能與設計將直接影響樣品的結構完整與活性保持。然而，市面上冷凍乾燥設備百百種，從實驗室規模到生產線需求，各有差異。本篇將從五大選購要點出發，協助你評估最合適的設備規格與功能

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冷凍乾燥機的基本原理與分類

冷凍乾燥的基本原理

冷凍乾燥的技術核心在於將水分從結冰狀態直接昇華成氣體，過程中保持樣品的化學性質與生物活性。其工作流程可分為以下三個階段：

1. 凍結階段
   样品中的水分被迅速冷凍成穩定的冰晶結構。這一階段至關重要，樣品的凍結均勻性直接影響後續的乾燥效果。
2. 主乾燥階段（Primary Drying）
   在真空環境下，冰晶直接昇華為氣體。這一過程中，溫度與真空度的精確控制能避免樣品變形或損壞，保證其穩定性。
3. 次乾燥階段（Secondary Drying）
   移除殘留的吸附水分，進一步降低樣品含水量，確保乾燥完成後的穩定性和保存期限。

技術優勢：整個過程在低溫環境下進行，避免了傳統乾燥方式中高溫引起的蛋白質活性流失或分子結構變形，特別適合處理疫苗、血清和其他高價值的生物製品。

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冷凍乾燥機的主要分類

1.棚板式冷凍乾燥機

• 特色：樣品放置於設備內的棚板上，並在內部完成整個乾燥過程。溫度與真空度由程式自動控制，適合精密樣品的大批量處理。
• 優勢：

  • 溫度分布均勻，乾燥效果穩定。
  • 支援大容量生產，適合工業級應用。
  • 數據記錄完整，符合實驗室與產業需求。

• 適用場景：常用於疫苗、生物製劑與藥品的製造與研究，符合高精準度要求的應用場合。

2.歧管式冷凍乾燥機

• 特色：樣品需要先在玻璃瓶中預冷凍，再接到歧管進行乾燥。結構設計較簡單，適合小規模樣品處理。
• 優勢：

  • 設備成本較低，適合中小型實驗室。
  • 操作靈活，適用於多種小批量試驗。

• 限制：

  • 乾燥均勻性較低，操作過程需要經驗。
  • 冷凍和乾燥過程分離，可能導致樣品突沸或溫差損傷。

• 適用場景：多用於教學實驗或小批量研究項目。

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選購冷凍乾燥機的5大要點

1. 操作便利性與控制系統

一台優秀的冷凍乾燥機需要具備智慧化的控制系統，以提供穩定的操作體驗。以 UNISS 冷凍乾燥機為例，其搭載的智慧型 PLC 控制系統具有以下功能：

• 直觀操作：觸控式螢幕顯示溫度、真空度和運行狀態，簡單易懂。
• 異常警報：溫度或真空度異常時即時提醒，保護樣品與設備安全。
• 數據追蹤：可記錄操作過程並下載數據，便於追蹤與管理。

2. 乾燥均勻性與結構設計

對於棚板式冷凍乾燥機來說，樣品與棚板的接觸是乾燥效果的關鍵。UNISS 採用高平整度棚板設計，確保各層樣品受熱均勻，避免溫度不均造成乾燥失敗。特別是液體樣品，其均勻性尤為重要。

3. 冷凍效率與快速降溫技術

高效的冷凍系統是確保乾燥過程穩定的關鍵。UNISS 冷凍乾燥機的 Single Compressor Cooling System 技術能快速將樣品降溫至 -80°C，並降低設備維修率。此外，急速冷凍設計有助於樣品快速穩定，避免融冰或突沸情況。

4. 清潔與符合規範

冷凍乾燥機需符合嚴格的清潔與設計規範。例如，UNISS 的內部採 SUS 304 材質製成，並進行內部拋光處理，防止樣品污染，同時符合 GMP 規範要求，適合用於高潔淨需求的藥廠或研究機構。

5. 數據管理與遠端監控功能

現代冷凍乾燥機應支援數據管理與監控功能。例如，UNISS 冷凍乾燥機可選配網路監控，讓使用者能即時查看設備運行情況，無論身處何地都能掌握乾燥進度。此外，操作數據能以圖表方式呈現，方便快速分析。

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棚板式與歧管式冷凍乾燥機比較

特性	棚板式冷凍乾燥機	歧管式冷凍乾燥機
樣品容量	適合大批量處理	適合小批量樣品處理
乾燥均勻性	高溫度穩定性，乾燥效果均勻	操作影響較大，乾燥效果需技術控制
價格	成本較高	成本相對較低
適用場合	製藥、生物製劑、疫苗研究	教學實驗、小規模研究
控制系統	智慧化自動控制	操作相對靈活，功能較為基礎

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隨著生物科技與製藥產業的發展，冷凍乾燥技術成為疫苗、血清、蛋白質純化等領域不可或缺的關鍵技術。其中，岐管式冷凍乾燥機因其靈活性與高效能，廣泛應用於實驗室研究與小批量樣品處理。但該如何挑選適合的機型，確保樣品乾燥均勻且維持最佳活性？本篇文章將深入解析冷凍乾燥技術的原理、岐管式冷凍乾燥機的設計特色，以及選購時應注意的要點，幫助您挑選最適合的設備。

冷凍乾燥技術

冷凍乾燥技術（Freeze Drying / Lyophilization）是一種能在不改變生物體本身的生化結構及活性下，去除其中水分的方法。這項技術在生物科技、醫藥和食品等領域被廣泛應用，因其能夠有效保持樣品的結構和活性。相較於傳統乾燥方法，冷凍乾燥避免了分子結構變形、細胞破損及蛋白質失去活性的風險。

冷凍乾燥的工作原理

冷凍乾燥的過程涉及將樣品中的水分子從固態（冰）直接昇華成氣態，跳過液態水的階段。這一過程在低溫環境下進行，所有化學反應停止，樣品結構得以保持完整。這使得冷凍乾燥特別適合處理敏感的生物樣品，如疫苗、酶和抗體。

冷凍乾燥與傳統乾燥的比較

與傳統乾燥法相比，冷凍乾燥的主要優勢在於保護樣品的結構和活性。傳統乾燥通常會導致樣品的分子結構改變，細胞壁破裂，進而影響蛋白質的功能。相反，冷凍乾燥通過低溫環境下的溶劑昇華過程，確保樣品的物化性質保持不變，從而保證了樣品的品質。

岐管式冷凍乾燥機的設計與應用

歧管式冷凍乾燥機的操作流程

歧管式冷凍乾燥機是一種專為高效實驗室操作設計的設備，其操作過程簡單且高效。樣品首先被置於玻璃瓶內，並在-8°C的冰箱中進行預冷凍。然後，這些冷凍樣品被連接到歧管上進行凍乾。然而，從冰箱取出樣品到開始抽真空的短暫時間內，樣品表面可能會出現融冰現象，這可能導致樣品的突沸或熱縮。

岐管式冷凍乾燥機的創新設計

UNISS 歧管式冷凍乾燥機配備了多項創新設計，這些設計不僅提高了操作的便利性，還顯著提升了設備的安全性。其專利的傾斜式冷凝槽設計和觸控式液晶螢幕介面，使得操作簡單直觀。通過大畫面彩色觸控螢幕，使用者可以清晰地查看冷凝器溫度、真空度、散熱器溫度和電壓等各項數據，並且系統會自動記錄和顯示操作過程中的所有數據，讓使用者快速了解操作情況。

安全保護機制

UNISS 歧管式冷凍乾燥機配備了全面的安全保護機制。在冷凝器溫度、散熱器溫度或真空度異常時，系統會自動發出警報並啟動保護措施。當真空度異常超過十分鐘時，系統將自動關閉真空幫浦，防止因操作不當造成的儀器和樣品損壞。這些智能化的設計使UNISS 歧管式冷凍乾燥機成為市面上最具智慧和安全性的機種之一。

真空與冷凍系統的技術規格

真空系統

歧管式冷凍乾燥機的真空系統設計精良，確保在操作過程中維持穩定的真空環境。該系統配備了自動啟動的真空幫浦，確保在停電後不會自動重新啟動，這樣的設計提高了操作的安全性。此外，真空墊圈均為模具一體成型，避免了傳統黏合或熱接合可能導致的密封問題，系統能夠穩定保持在40mTorr以下的低真空度。

冷凍系統

冷凍系統的設計同樣出色。壓縮機的效率由自動控制系統管理，能夠快速降溫，並且所有壓縮機均使用無氯氟烴（CFC-free）冷媒，符合環保要求。冷凝桶和冷凝管分別由SUS 304和SUS 316L不銹鋼製成，內部經過拋光處理，有效防止酸鹼樣品對設備的腐蝕，進一步確保樣品的安全。

產品型號與選購配件

UNISS 歧管式冷凍乾燥機提供多種型號，以滿足不同的實驗需求。無論是小型實驗室還是大規模生產應用，都能找到適合的型號。
岐管式冷凍乾燥機

產品型號與技術參數

產品型號	冷凝器溫度	最低真空度	結冰量	歧管數量	電壓
FDM-2	-50 / -80°C	40mTorr	2L	8	110/220V
FDM-5	-50 / -80°C	40mTorr	5L	12	220V
FDM-12	-50 / -80°C	40mTorr	12L	16	220V
FDM-20	-50 / -80°C	40mTorr	20L	24	220V

這些型號可以根據實驗需求選配不同的配件，如熱氣融冰系統等，進一步提高設備的操作靈活性和便捷性。

岐管式冷凍乾燥機的設計與功能，確保了樣品的結構和活性在乾燥過程中不受損壞。其智能化操作、強大的真空和冷凍系統，以及多樣化的產品型號，使其成為提升實驗室效率的必備工具。無論是在生物科技、醫藥還是食品行業，這款冷凍乾燥機都能夠滿足最苛刻的應用需求，為您的實驗室提供穩定可靠的技術支援。