冷凍乾燥新技術(簡體書)

《冷凍干燥新技術》先后被列為上海市研究生重點教材和國家自然科學基金研究成果專著。冷凍干燥是將富含水的物料，先冷卻、凍結，然后在真空條件下，進行加熱，實現升華干燥和解吸干燥，排除95％～99％的水分。凍干后的物料，經密封后，可以在室溫或4℃下長期保存。冷凍干燥是藥品、食品、微生物和細胞保藏的一種新興的重要技術。《冷凍干燥新技術》共17章，內容包括三個部分：冷凍干燥的理論與機理分析；冷凍干燥的技術和實施方法；藥品、食品和生物體等的冷凍干燥技術。這三個部分各占約1／3篇幅。《冷凍干燥新技術》可用作工程學科研究生和高年級本科生教材，也可供醫學、藥學和食品領域的科技人員和師生參閱。

序
前言
第1章 緒論
1.1 冷凍干燥技術的歷史
1.2 冷凍干燥的基本過程
1.3 冷凍干燥系統的構成
1.3.1 冰的升華對冷凍干燥系統的技術要求
1.3.2 冷凍干燥系統的主要組成
1.3.3 冷凍干燥系統主要部件的技術要求
1.4 冷凍干燥技術的廣泛應用
1.4.1 微生物的冷凍干燥
1.4.2 食品冷凍干燥
1.4.3 藥品冷凍干燥
1.4.4 人細胞的冷凍干燥
1.4.5 冷凍干燥的其他應用
1.5 冷凍干燥技術的要點和難點
1.5.1 物料系統的配方
1.5.2 物料系統的物性的研究
1.5.3 冷卻固化過程的選擇及實現的技術
1.5.4 升華干燥參數的確定
1.5.5 干燥過程中動態參數的測量
1.5.6 解吸干燥參數的確定
1.5.7 冷凍干燥過程的數理模型
1.5.8 凍干產品儲藏條件的確定
1.5.9 冷凍干燥過程的節時和節能
參考文獻

第一部分 冷凍干燥的理論與機理分析
第2章 水和冰的結構與特性
2.1 水的重要性和特殊性
2.1.1 水的重要性
2.1.2 水的特殊性質
2.2 水和冰的相圖與結構化學
2.2.1 水和冰的相圖
2.2.2 水分子的結構
2.2.3 冰的結構
2.2.4 液態水的結構模型
2.3 水的蒸發和冰的升華
2.4 水和冰的熱物理性質
2.5 過冷水研究的最新進展
參考文獻

第3章 水溶液的性質
3.1 水溶液的物理性質
3.1.1 水溶液組成及其表示法
3.1.2 稀溶液的依數性
3.1.3 實際水溶液的性質
3.1.4 空氣和某些化合物在水中的溶解度
3.2 水溶液的化學特性
3.2.1 水和溶質及其他非水成分的作用
3.2.2 水的離解
3.2.3 水溶液的酸堿度和pH
3.2.4 緩沖劑
3.3 水分活度與食品藥品穩定性
3.3.1 氣、液相平衡與水分活度
3.3.2 食品藥品中水的活度
3.3.3 水活度的測量原理與相對蒸汽壓RVP
3.3.4 冰點以下的相對蒸汽壓RVP
3.3.5 RVP或活度與含水量的關系——水分吸著等溫線
3.3.6 RVP與食品藥品穩定性的關系
3.4 水溶液玻璃化
3.4.1 玻璃態與玻璃化轉變
3.4.2 水溶液的玻璃化與狀態圖
3.4.3 實現水溶液玻璃化的方法
3.4.4 玻璃化、分子流動性與穩定性的關系
參考文獻

第4章 凍結過程及其分析
4.1 低溫保存與低溫損傷
4.1.1 低溫生物、低溫醫學與低溫生物醫學技術
4.1.2 生物體能夠在低溫下長期保存
4.1.3 細胞和組織在降溫和復溫過程中受損傷的機理
4.2 過冷、冰晶成核與生長
4.2.1 典型的降溫曲線
4.2.2 過冷與均勻成核
4.2.3 非均勻成核
4.2.4 冰晶的生長
4.2.5 實際的冰晶形成生長過程及其對細胞的影響
4.3 研究凍結過程的低溫顯微技術
4.3.1 低溫顯微研究的實驗系統
4.3.2 低溫顯微實驗系統的試驗段
4.3.3 強電場發生系統
4.4 水溶液凍結時的氣泡現象
4.4.1 凍結過程中氣泡的形成
4.4.2 氣泡形成過程的顯微觀察
4.4.3 慢速和快速凍結過程中氣泡形成的顯微觀察
4.5 水溶液凍結的顯微現象
4.6 三元相圖及其對計算水溶液凍結參數的應用
4.6.1 二元系統的固液平衡相圖
4.6.2 三元系統的固液相平衡
4.6.3 三元系統富水區的平面圖
4.6.4 計算一重飽和溫度的近似公式
4.6.5 在凍結過程中未凍液相的主要參數關系及計算
4.6.6 由低溫顯微和圖像分析直接獲得凍結過程的主要參數
4.6.7 關于“兩步法”低溫保存機理的探討
參考文獻

第5章 程序降溫與超快速冷卻技術
5.1 低溫保存、冷凍干燥對程序降溫的要求
5.1.1 工作溫度范圍
5.1.2 控溫速率(不包括超快速冷凍)
5.1.3 控制精度
5.1.4 冷源的選擇
5.2 液氮噴射式程序降溫儀
5.2.1 早期的液氮噴射式降溫儀
5.2.2 近期的液氮噴射式降溫儀
5.2.3 我們研制的內加熱加壓液氮噴射式降溫儀
5.3 升降式程序降溫儀
5.4 降溫儀的熱控制問題和實用的新降溫技術
5.4.1 降溫儀的熱控制問題
5.4.2 一種簡便實用的降溫技術
5.5 玻璃化對超快速冷卻的要求
5.6 小物體超快速冷卻的基本方法和實驗系統
5.6.1 實現小物體超快速冷卻的基本方法
5.6.2 利用過冷液氮的超快速冷卻的實驗系統
5.7 大小物體在液氮中的沸騰傳熱特性
5.7.1 小物體在飽和和過冷液氮中的沸騰傳熱特性
5.7.2 大物體在飽和和過冷液氮中的沸騰傳熱特性
參考文獻

第6章 凍結物料干燥過程的物理分析與估算方法
6.1 冷凍干燥過程及其在狀態圖上的表示
6.1.1 冷凍干燥過程的物理分析
6.1.2 冷凍干燥過程在狀態圖上的表示
6.2 干燥過程的傳熱傳質形式和物料中水分的分布
6.2.1 冷凍干燥過程中傳熱傳質的典型形式
6.2.2 熱量傳遞
6.2.3 質量傳遞
6.2.4 物料中水分的分布
6.3 傳熱傳質的限制及有關物性
6.3.1 傳質過程的限制
6.3.2 傳熱過程的限制
6.4 幾種加熱形式的干燥過程基本特性的分析
6.4.1 通過干燥層輻射加熱的干燥過程的基本特性分析
6.4.2 通過凍結層傳導加熱干燥過程的基本特性分析
6.5 傳質控制與傳熱控制的升華干燥過程的分析
6.5.1 雙側加熱雙側擴散升華干燥過程的傳質控制模型
6.5.2 單側加熱單側擴散升華干燥過程的傳質控制模型
6.5.3 關于參量‰和D的實驗確定
6.5.4 傳熱控制下的冷凍干燥速率模型
6.6 凍干物料的熱物性及其與物料結構的關系
6.6.1 凍干物料的熱導率
……

第二部分 冷凍干燥的技術和實施方法
第三部分 藥品、食品和生物體等的冷凍干燥技術