無論是在製藥、生技研發、食品保存或材料研究領域，凍乾機（Freeze Dryer / Lyophilizer）早已是關鍵設備之一。它能夠在低溫與真空環境下將樣品中的水分昇華，達到保持活性、延長保存期限、維持結構完整的目的。
然而，面對市場上琳瑯滿目的凍乾機型號與規格，如何選出最適合自己需求的設備？本篇將透過5 大選型重點，幫助您兼顧效率、品質與預算，提升整體操作與產能表現。
什麼是凍乾技術？為何重要？
凍乾（Lyophilization）是將樣品先快速冷凍，接著在真空環境下使冰晶直接昇華成水氣的技術。這種方法適用於：
- 保存生物活性（如蛋白質、疫苗、細胞等）
- 穩定熱敏性物質（如藥品、天然萃取物）
- 食品乾燥（如益生菌粉、凍乾水果）
相比傳統乾燥方式，凍乾能更完整地保留樣品原貌、結構與功能。
選購凍乾機的5大關鍵重點
1. 冷凝器溫度與抽氣效率決定乾燥效果
冷凝器溫度是凍乾效率的核心之一。當水分昇華成氣體，必須快速凝結以避免返潮或交叉污染。
| 應用需求 | 建議冷凝器溫度 |
|---|---|
| 一般溶液（非敏感） | -50°C ~ -60°C |
| 藥品、熱敏性生技樣品 | -80°C 以下 |
| 有機溶劑（如甲醇、乙醇）系統 | 搭配冷阱或雙冷凝裝置 |
同時，選擇真空極限達到 ≤ 0.01 mbar 的泵浦組，可提升乾燥速率與樣品品質。
2. 根據樣品型態選擇盤架或瓶式凍乾系統
凍乾機依載樣方式可分為盤式與瓶式系統，應視樣品特性與批量需求而定：
- 瓶式設計：適合小體積樣品、實驗室開發階段、可直接封瓶保存。
- 層盤式設計：適合大批量樣品、食品或製藥產線，適合托盤灌裝與收集。
建議：若未來有升級產能計畫，選購具模組擴充功能的盤式系統將更具彈性。
3. 加熱方式影響乾燥均勻度與速度
凍乾過程中升華後的乾燥段（secondary drying）需搭配加熱裝置，常見方式為：
| 加熱方式 | 特點 |
|---|---|
| 導熱加熱 | 由層板內部流體傳導，均勻穩定 |
| 紅外線加熱 | 快速、局部控制佳，但可能加熱不均 |
| 微波或射頻加熱 | 新型應用，適用特定高效凍乾需求 |
實驗室建議選擇溫度控制精準（±1°C）、可程控升溫曲線的系統，有助於微調產品品質。
4. 控制系統是否支援記錄、自動化與遠端監控
現代凍乾流程強調數位監控與品質追蹤，尤其應用於 GMP 或 GLP 實驗室更顯重要。
建議設備具備：
- 觸控式操作介面與資料記錄功能
- 可程式設計的升溫 / 降壓曲線儲存
- 支援USB或網路數據輸出，或連接LIMS系統
- 遠端監控選項（Web介面 / APP）
5. 安全與維護機構設計不可忽視
凍乾設備運作於極低溫與高真空環境中，若缺乏安全設計，長期使用將產生風險。
- 是否有過壓、過熱、漏水與斷電保護？
- 是否支援主機自動除霜與泵浦清洗？
- 泵浦耗材與密封圈是否易更換、可快速取得？
同時也應考慮廠商是否提供技術訓練、維修合約與在地支援，以利長期穩定使用。
選型實用對照表
| 選型面向 | 建議對應選項 |
|---|---|
| 樣品類型 | 溶液 → 瓶式凍乾；固體、粉末 → 盤式凍乾 |
| 批量需求 | 少量多樣 → 桌上型實驗機；量產製程 → 大型模組化系統 |
| 溫度控制 | 生技藥品 → -80°C 以上冷凝器；食品樣品 → -50°C 一般系統 |
| 控制功能 | 研發用途 → 基本介面；GMP用途 → 數位記錄、自動程式與監控系統 |
| 維護便利性 | 模組式泵浦、簡易除霜系統、在地耗材支援 |
延伸解析｜棚板式冷凍乾燥機的操作優勢與應用特點
在眾多凍乾設備中，棚板式冷凍乾燥機（Shelf Freeze Dryer）因為操作彈性高、乾燥品質穩定，在藥品、生技樣品與熱敏物質的處理上特別受到青睞。與一般傳統乾燥方法相比，其可在不改變生化結構與活性的前提下，將水分由冰態直接昇華為氣體，有效保留樣品完整結構與功能性。
核心特性與技術優勢：
- 低溫操作，避免蛋白質變性與細胞破損
一般乾燥方式可能導致分子變形與活性流失，而棚板式凍乾可避免這些問題發生。 - 樣品可直接在腔體內冷凍、乾燥一體化完成
無需額外搬移樣品，減少污染風險與處理時間。 - 全程程式化控制：真空、溫度可精準調控
UNISS 凍乾機搭載 PLC 自動控制系統與觸控式彩色螢幕，可同時顯示與記錄溫度、真空度、電壓與樣品數據，並支援 USB 匯出。 - 具異常警報與保護機制：冷凝器、真空泵、電壓等出現異常時會自動警示並關閉設備，防止樣品毀損。
棚板設計的重要性：
棚板的平整度與控溫一致性是影響凍乾效率與品質的關鍵。UNISS 採用「+1式控溫」設計，即第一層上方棚板亦可控溫，確保上下層樣品在任意位置皆有相同溫度條件，提升乾燥均勻性與再現性。
此外，樣品與棚板間的良好接觸能提高熱傳導效率，特別適合液體樣品的均勻凍結與昇華操作。
符合GMP製藥等級的內部設計與應用彈性：
- 內腔體經鏡面拋光與圓角處理，便於清洗與樣品更換，符合 GMP 要求。
- 提供封瓶型與無塵室型機種選擇，滿足不同層級的潔淨需求。
- 可搭配提供 IQ/OQ 驗證文件，適合用於製藥廠、疫苗實驗室與高階生技研發中心。
這樣的機種非常適合應用於：
- 精準藥物凍乾（注射劑、疫苗、胜肽）
- 敏感蛋白與酵素製劑保存
- 高附加價值的天然物萃取粉末製備
- 實驗室規模至小量產線的試量製造
選對凍乾機，效率與品質才能並行
凍乾設備雖然屬於冷凍設備中的高階機型，但其應用深度與操作靈活度，足以影響整個樣品製備與儲存品質。選擇一台合適的凍乾機，不只是在買設備，更是在投資你的效率、穩定性與產品價值。
若您正準備導入凍乾流程，建議先盤點自身的樣品特性與作業條件，再根據本文五大選型重點進行篩選，必要時也可與專業供應商討論定制與測試方案，確保每一次凍乾都達到最佳成果。
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