低溫噴霧干燥機(jī)標(biāo)準(zhǔn)操作流程 (SOP)

一、 操作前準(zhǔn)備 (Preparation)

1. 環(huán)境與設(shè)備檢查：

• 除濕環(huán)境：確保實驗室環(huán)境濕度盡可能低（有條件可開啟空調(diào)除濕），避免高濕度環(huán)境增加除濕模塊負(fù)荷。

• 電源與氣源：檢查設(shè)備電源、壓縮空氣（或氮?dú)?，若需惰性環(huán)境保護(hù)）連接正常、穩(wěn)定。

• 冷卻水：確認(rèn)冷卻水供應(yīng)正常（適用于需要水冷的除濕系統(tǒng)或冷凝器）。

• 設(shè)備組裝：確認(rèn)干燥塔、旋風(fēng)分離器、收集瓶等已安裝到位，各接口密封良好。

2. 除濕系統(tǒng)啟動（核心步驟）：

• 提前開啟除濕模塊（如轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)或冷凍除濕機(jī)）。這是一個需要時間的過程。

• 等待除濕機(jī)將干燥劑或蒸發(fā)器冷卻至工作溫度，產(chǎn)出低露點(diǎn)（如-40°C）的干空氣。此過程可能需要30分鐘以上。

3. 物料準(zhǔn)備：

• 配制好料液。由于是低溫干燥，物料可能更富營養(yǎng)、更易滋生微生物，建議現(xiàn)配現(xiàn)用。

• 必須進(jìn)行過濾（常用0.22-0.45 μm微孔濾膜或100目以上篩網(wǎng)），防止堵塞霧化器（尤其是超聲波或精密噴嘴）。

4. 參數(shù)預(yù)設(shè)：根據(jù)物料熱敏性預(yù)設(shè)溫和參數(shù)：

• 進(jìn)口溫度 (Inlet Temperature)： 設(shè)定較低溫度，通常范圍在 60°C - 100°C。

• 進(jìn)料速率 (Feed Rate)： 設(shè)定較低速率，如 3 - 10 mL/min。

• 霧化參數(shù)：超聲波功率、離心轉(zhuǎn)速或霧化氣壓設(shè)為適中值。

• 風(fēng)量 (Aspirator Rate)： 通常設(shè)為100%，確保足夠風(fēng)量帶走濕氣。

• 出風(fēng)溫度保護(hù)：設(shè)定出風(fēng)溫度報警上限（如45°C），防止物料過熱。

二、 開機(jī)與預(yù)熱 (Start-up & Preheating)

1. 開啟總電源：打開設(shè)備主電源開關(guān)。

2. 啟動系統(tǒng)：

• 確保除濕系統(tǒng)已運(yùn)行足夠時間。

• 先啟動風(fēng)機(jī)，讓干燥的空氣在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。

• 再啟動加熱器，對已除濕的干空氣進(jìn)行加熱。

3. 預(yù)熱與穩(wěn)定：

• 等待進(jìn)口溫度緩慢升至設(shè)定值。

• 關(guān)鍵步驟： 耐心等待出口溫度上升并達(dá)到一個穩(wěn)定的平臺期。由于進(jìn)口溫度本身較低，達(dá)到熱平衡所需時間可能與傳統(tǒng)干燥相當(dāng)或更長。

• 此時，系統(tǒng)內(nèi)充滿干燥的熱空氣，為低溫干燥做好準(zhǔn)備。

三、 樣品運(yùn)行 (Sample Running)

1. 啟動霧化器：啟動超聲波發(fā)生器、離心霧化盤或開啟霧化氣壓。

2. 連接料液：將進(jìn)料管插入料液瓶中。

3. 開始進(jìn)料與精細(xì)調(diào)節(jié)：

• 開始進(jìn)料后，出口溫度會下降。

• 目標(biāo)：通過緩慢調(diào)高進(jìn)料速率，將出口溫度穩(wěn)定在一個理想的低溫范圍（例如 35°C - 45°C）。這個溫度意味著物料是在溫和環(huán)境下被干燥的。

• 切忌：快速提高進(jìn)料量導(dǎo)致出口溫度過低（<30°C），會造成干燥不徹底、產(chǎn)品發(fā)粘、粘壁。

• 啟動蠕動泵，從非常低的速率（如3 mL/min）開始進(jìn)料。

• 核心監(jiān)控：出口溫度。這是反映物料實際受熱溫度的關(guān)鍵指標(biāo)。

4. 過程監(jiān)控：

• 持續(xù)關(guān)注出口溫度，確保其穩(wěn)定在目標(biāo)值。

• 觀察干燥塔內(nèi)粉末狀態(tài)，應(yīng)呈流暢的粉末流，無濕粉粘壁。

• 觀察收集瓶中的產(chǎn)品形態(tài)。

四、 結(jié)束運(yùn)行 (Shutdown)

1. 停止進(jìn)料：物料耗盡前，先停止蠕動泵。

2. 系統(tǒng)沖洗：

• 立即將進(jìn)料管插入無菌蒸餾水中，運(yùn)行泵一段時間，徹底沖洗整個進(jìn)料和霧化系統(tǒng)，防止生物物料殘留滋生細(xì)菌或堵塞。

3. 停止霧化與加熱：關(guān)閉霧化器（超聲波、離心盤或氣壓），然后關(guān)閉加熱器。

4. 系統(tǒng)冷卻與吹掃：

• 保持風(fēng)機(jī)和除濕系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。

• 吹掃系統(tǒng)直至進(jìn)口和出口溫度都降至室溫。此舉能防止系統(tǒng)內(nèi)部因降溫產(chǎn)生冷凝水，避免滋生霉菌污染下次實驗。

5. 關(guān)閉設(shè)備：依次關(guān)閉風(fēng)機(jī) -> 除濕系統(tǒng) -> 總電源。

6. 關(guān)閉氣源和水源。

五、 取樣與清潔 (Sampling & Cleaning)

1. 收集產(chǎn)品：小心取出收集瓶。低溫干燥產(chǎn)品通常更“嬌貴”，需妥善保存。

2. 無菌清潔（非常重要）：

• 由于多用于生物制品，清潔要求極高。立即拆卸所有接觸物料的部件。

• 用純化水或溫和的清潔劑徹底清洗，必要時進(jìn)行高溫滅菌或酒精浸泡消毒。

• 所有部件充分干燥后存放，防止微生物滋生。

3. 記錄：詳細(xì)記錄所有參數(shù)（特別是穩(wěn)定的出口溫度）和產(chǎn)品結(jié)果，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

低溫噴霧干燥操作黃金法則

• 耐心是美德：除濕和預(yù)熱過程需要時間，切勿心急跳過或縮短。

• 出口溫度是生命線：它比進(jìn)口溫度更能代表物料的真實體驗，務(wù)必將其穩(wěn)定在理想?yún)^(qū)間。

• 緩慢調(diào)節(jié)：所有參數(shù)調(diào)節(jié)，尤其是進(jìn)料速率，都應(yīng)微調(diào)、慢調(diào)。

• 清潔就是保護(hù)：徹底的清潔不僅能防止交叉污染，更能保護(hù)您珍貴的熱敏性樣品。

• 安全依舊：即使溫度不高，仍需注意用電安全和高處設(shè)備的穩(wěn)定性。

遵循此流程，您將能最大限度地保護(hù)益生菌、酶制劑、蛋白質(zhì)等熱敏性材料的活性，獲得高質(zhì)量的干燥產(chǎn)品。