冷冻干燥冻干机综述.docx
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冷冻干燥冻干机综述
药厂车间设计与设备
题目：
冷冻干燥设备综述
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二〇一年月
1.冻干技术原理
真空冷冻干燥技术，也可称之为冷冻升华干燥，它是将经过一定处理的新鲜物料或者湿物料的温度降低到物料共晶点温度以下，使物料内部的水分完全冻结，形成固态的冰，然后适当抽取干燥仓内的空气，使其达到一定的真空度，之后对加热板进行加热达到适当的温度下，使冰直接升华为水蒸气，再利用真空系统的捕水器或者制冷系统的水气凝结器将水蒸气冷凝，从而得到干制品物料的一种技术。
真空冷冻干燥技术其干燥过程是物料内部水分的物理状态变化并且逐渐移动的过程，由于这种变化和移动是发生在低温低压条件下的，因此，真空冷冻干燥技术的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。
在低压下水的相变过程和常压下大体相似，但相变时的具体温度不同。
例如在103Pa压力下，固态冰转化为液态水的温度略高于0℃，而液态水转化为蒸汽的温度为6.3℃，可见降低压力后冰点变化不大，而沸点却大大降低了。
可以想象，当压力降低到某一值时，沸点即与冰点相重合，固态冰就可以不经液态而直接变为气态，这时的压力称为三相点压力，相应的温度称为三相点温度。
水的三种聚集态随温度和压强不同而变化，以压强为纵坐标，温度为横坐标表示水的聚集态，称为水的相平衡图。
由图可以看出，OS,OL，OK三条曲线把相图分成三个区域，即气相、液相、固相。
OS曲线为气固两相平衡共存的状态，这时的水蒸气压强为水的饱和蒸汽压，OL曲线为液固两相平衡共存的状态，OK曲线为气液两相平衡共存的状态，K为水的临界点，K点温度为374℃，压强为2.11×107Pa，在此点液态水不存在。
O点为三条曲线的交点，即三相点，三相点温度为0.01℃，三相点压力为610.5Pa，是水的三相平衡共存的状态。
真空冷冻干燥是在三相点以下进行的。
2.冻干设备分类
冻干机按照不同用途可划分为实验用冻干机和生产用冻干机；
2.1.干燥搁板面积
按照干燥搁板面积大小划分为小、中、大3种类型（冻干面积在1m以下的为小型；1~10m为中型；10~50m为大型）；
2.2.冻结方式
按冻结方式划分为冻干合一型和冻干分离型；按作业方式划分为间歇式、半连续式和连续式；
2.3.干燥仓形状
按干燥仓形状划分为方形、圆型和隧道式；按自动化程度划分为手动型、半自动型和全自动型。
3.冷冻干燥机结构
图8-1真空冷冻干燥流程
1冷冻干燥箱；2搁板温度计；3真空度传感器；4主真空阀；5度调节器；6真空冷凝器；7热风风机；8罗茨泵；9油回转真空泵；10主冷冻机；11控制冷冻机；12导热液泵；13液压泵；14控制屏；15空气或氮气
4.冻干基本过程
真空冷冻干燥流程图
真空冷冻干燥过程一般可以分为四个主要的阶段：
前处理、预冻、干燥和后处理
4.1前处理
对于不同的待干物料，前处理的方法是不同的。
有的工序比较复杂，有的工序则相对比较简单。
但是通常为了获得安全卫生的产品，对冷冻干燥设备进行消毒是必不可少的工序。
常用的消毒方法有：
（1）气体杀菌消毒法该消毒法是利用气态的或汽化的化学物质来处理设备
或材料，常用消毒剂有：
环氧乙烷、甲醛、环氧丙烷、溴代甲烷及ß丙醇酸内脂。
（2）加热杀菌法干加热：
利用氧化方法杀死细菌，实际上大部分是焚化了；直接蒸汽加热：
采用专门的低压蒸汽消毒蒸锅，要求蒸汽温度保持在120℃左右，持续时间至少30分钟。
为了防止蒸汽加热不到死角现象的出现，在通入蒸汽前应将整个系统抽真空至100Pa。
用70%的酒精在箱内喷雾，经过24小时后用消毒布擦干；负压蒸汽加热杀菌剂：
将冻干箱和整个系统抽真空至10Pa以下，通入70～90℃的蒸汽加福尔马林溶剂，使容器保持在热状态下2小时。
（3）辐射杀菌法紫外线辐射：
采用低压汞放电灯作为辐射源，产生波长为2.537×l0-3m的紫外线进行辐射杀菌，这些紫外线对人体的皮肤、眼睛是有损害的，使用时要特别注意防护；X射线：
高压下产生的X射线具有很强的渗透力，可用来消毒食品和药品，它对各种微生物都具有杀伤作用，但若要杀死全部细菌则需要相当长的辐射时间；阴极射线：
阴极射线具有快速杀菌作用。
4.2预冻
预冻就是将物料中的自由水固化，从而确保干燥后的产品与干燥前有相同的形态，防止真空干燥时起泡、抽缩、浓缩和溶质移动等不可逆变化的发生，减少因真空干燥后温度下降引起物质的可溶性降低和物质生命特性的变化。
预冻对冻干产品的质量起着至关重要的作用，因此必须满足以下两项基本要求：
适当的降温速率。
降温速率过快，细胞外溶液开始结冰时，细胞内部的水分来不及通过细胞膜渗透到细胞外面，从而使细胞内部溶液过冷，形成胞内冰；降温速率过慢，使细胞过度脱水，严重皱缩，细胞在不太低的温度下，在高浓度的溶液中经历的时间过长，从而导致细胞损伤，甚至死亡。
降温速率取决于冷源的温度、样品数量、容器体积和表面积、样品容器和冷环境之间的传热等。
人们经过多年的探索，发现针对不同的细胞和不同的保护剂，存在着各不相同的最佳冷。
4.3干燥
物料的干燥阶段一般分为两个阶段，升华干燥阶段和解析干燥阶段。
（1）升华干燥阶段升华干燥阶段也称第一阶段干燥，将冻结后的产品置于密闭的真空容器中加热，使冰晶升华成水蒸汽逸出，从而使产品脱水干燥。
干燥是由外表面逐步向内推移的，冰晶升华后残留下的空隙就变成尔后升华水蒸汽的逸出通道。
已干层和冻结部分的分界面称为升华界面。
当全部冰晶除去时，第一阶段的干燥就完成了，此时约除去全部水分的90%左右。
但在干燥过程中，应该始终保持物料中的未干燥部分为冻结状态。
若温度过高则会引起冰晶融化，所以应使物料的冻结层温度低于其共晶点温度。
另外，也不能加热过快使已干层温度超过其崩解温度，所谓崩解温度就是某些已干的产品当温度达到某一数值时会失去刚性发生类似崩溃的现象，失去疏松多孔的性质而使干制品发粘、比重增加、颜色加深等。
干制品发生崩解以后影响冻干层中出来的水蒸汽的通过，导致产部分融化。
为了提高冻干层的导热系数，干燥室内压力越高越好，但干燥室内压力过高又会使水蒸汽很难从升华界面逸出，造成升华界面温度过高，冻结层融化和干燥层崩解。
综合考虑，一般将干燥室内压力控制在13~150Pa之间。
（2）解吸干燥阶段解吸干燥阶段也称为第二阶段干燥。
在第一阶段干燥结束之后，在干燥物料的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水，这些水是未被冻结的。
当它们达到一定含量，就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件。
实验证明，即使是分子层以下的低含水量，也可以成为某些化合物的溶液，产生与水溶液相同的推移性和反应性。
因此，为了改善产品的贮存稳定性，延长其保存期，需要除去这些水分。
3.4后处理
冻干后的产品不仅含水量低，而且疏松多孔，因而吸湿性强，再加上物料表面积相对增大，易受氧化影响，为便于保存，后处理不容忽视。
后处理容为封装和储藏。
产品不同，包装方法也不同。
对于生物制品，冻干结束后要向箱内充入无菌的干燥空气，然后在无菌室内将容器封口，或在冻干结束后在冻干箱内真空加塞或包装。
5.冻干技术发展历史
真空冷冻干燥技术的用途是非常广泛，而且干燥后的产品品质较高，其发展史可以从以下两个方面分别来进行阐述。
5.1食品的冻干
很早以前人们就知道冻干能够长时间保存食物。
古代北欧的海盗利用干寒空气的自然条件来干燥和保存食物，就是其中一例。
而真正的食品冻干技术起源于20世纪30年代。
1930年,Flosdorf进行了食品冻干的试验，他在1949年的著作中展望了冻干在食品和其他疏松材料方面应用的前景。
1941年，英国的Kidd利用热泵原理冻干食品。
食品冻干的系统研究始20世纪50年代。
其中规模最大的是英国食品部在Aberdeen试验工厂进行的研究。
他们在综合了当时一些研究成果的基础上,于1961年公布了试验成果，证明用冻干法加工食品是一种能获得优质食品的方法。
在20世纪50年代后期，欧美国家相继建立了一批冻干食品厂，开始了食品冻干的工业生产。
到60年代初，美国农业部的“Bird”报告预测食品冻干将有很大发展，在此推动下，许多制造商参与了食品冻干机的开发制造。
但到20世纪60年代后半期发现，实际与预测的差距很大。
除冻干咖啡有较大增长外，各种固态食品（蔬菜、肉类、海产品）的冻干未见多大发展，导致食品冻干设备几乎
没有什么改进。
此后产生了第一代食品冻干机，它主要用加热隔板、托盘与食品材料间的接触传热来提供升华热。
直到20世纪60年代后期和70年代初期，相继开发了非托盘连续冻干机。
后来又开发了与连续型冻干方法相似的批次式冻干机。
这种将制品置于托盘中在干燥室内输送的方式，避免了制品微粉的飞散，这就是沿用至今的第二代食品冻干机。
它的成功开发，缩短了食品冻干周期，降低了生产成本，
对食品冻干的发展是一个有力的推动。
随着日本的民族饮食文化的发展，冻干葱、蒜、豆酱、方便面汤料等的需要量很大，日本的食品冻干业迅速发展起来。
食品冻干设备的制造业也跟着兴起。
5.2标本、医药品的冻干
1890年，Altmann在制作标本时，为了防止标本中的物质在有机溶剂中溶解造成不可逆损失，改变过去用有机溶剂脱水的方法，而采用冷冻干燥法干燥了多种器官和组织。
他的工作确立了生物标本系统的冻干程序，这是冻干在制作生物标本中的最早应用。
1909年，Shackell将冻干引入细菌学和血清学领域。
采用盐冰预冻，在真空状态下用硫酸作吸水剂，对补体、抗毒素、狂犬病毒、免疫血清、肉和血液等进行冻干，其设备虽十分简陋，但却是后世先进冻干机的雏形。
他在研究与开发生物制品、蛋白质的冷冻干燥技术方面开创了一个新纪元。
1912年，Carrel首先提出用冻干技术为外科移植保存组织。
此后，许多学者为发展冷冻干燥技术进行了大量的研究和试验，但由于未能很好地掌握低温同真空度以及有效地控制加热等的相互关系，冻干技术没有长足地进步，仍然停留在实验研究阶段。
直到1935~1936年间，Flosdorf和Greaves等分别研制了比较完善的冻干仪器和设备，使冻干生物制品技术由实验室走向工业化大生产。
当时，正值第二次世界大战，需要制备大量干的人血浆和青霉素，因而，冻干生产得到迅速发展。
到20世纪70年代，冻干理论和设备的研究已逐步趋于完善。
当时先进的冻干机已能满足正常医药冻干所需的各项功能和进行自动程序生产。
20世纪80年代初，各国医药行业纷纷贯彻GMP（医药制造管理和品质管理规则），将“过程检验”引入冻干生产，各厂商竞争的焦点变为产品的安全性、生产的可靠性、生产过程的重复再现性，从而推动医药冻干技术的进一步发展。
5.3当今情况
我国于50年代开始引进真空冷冻干燥技术，当时主要应用于医药及生物制品方面，60年代末期，开始在食品工业中应用。
广东、上海、北京、大连等地建立了冻干食品生产基地，当时主要用于军需供给和战略储备，不过后来由于形势原因以及当时的冻干食品成本高、缺乏市场，这些基地不断相继拆除。
直到80年代后期，一些外商看中了中国丰富的原料市场，开始在大陆投资建厂，生产冻干食品，产品主要是外销。
90年代以后，我国脱水蔬菜口量约占世界总产量的2/3，每年出口量以30%的速度增加。
随着我国经济的增长和生活节奏的加快，方便食品越来越受到欢迎，特别是高质量的婴儿食品和保健食品的需求量急剧增加，高档餐饮业也在各地应运而生。
这些都给冻干食品的推广提供了
广阔的市场，冻干人参、蜂王浆、鳖粉、中草药、珍贵的动植物等，在国内外得到相当的肯定。
总体看来，真空冷冻干燥技术在我国的发展现状是：
冻干技术与设备稳步提高，冻干食品企业快步发展，冻干产品市场缓步前进。
6.冻干设备医药领域应用
近年来，将冻干技术应用于药品制备变得日益广泛，而且尝试将其用于血液制品和生物制品的冻干保存也正在成为新的研究热点。
在中药制备方面，冻干技术可最大限度地保存药用有效成分的活性，较好地保持药材的外观品质、颜色、气味，脱水彻底，保存性好，拥有其他干燥技术无可比拟的优越性，代表产品有人参、冬虫夏草、山药等。
6.1中药现代化
随着中药现代化技术和冻干技术的发展，冷冻干燥制剂的应用也越来越广泛，不仅可应用于多肤蛋白类药物的临床开发，还广泛应用于植物药现代化剂型的研究和开发。
6.2西药制备
在西药制备方面，用这种方法制造出的药品的特征是结构稳定，
生物活性基本不变；药物中的易挥发性成分和受热易变性成分损失
很少；呈多孔状，药效好；排除了95%~99%的水分，能在室温下长期
保存，如阿莫西林钠。
6.3生物制品的保存
在生物制品的保存方面，经过数十年的研究，人们已经实现了许多重要细胞和组织的低温保存，如在皮肤、血管、角膜、骨骼等的保存方面获得了重要的应用。
自20世纪60年代起，就有科学家研究红细胞的冻干保存，在经历无数次的失败后取得了初步成功。
但到目前为止，冷冻干燥红细胞的恢复率仍然低于50%，说明了血液细胞冻干的复杂和困难。
由于组织和器官的极度复杂性，该技术目前处于探索阶段，尚未取得临床应用。
西药、血液制品和生物制品的冻干工艺比较难，工艺成熟与否关系重大，产品质量将直接关系到人的生命安全，所以从事该研究的人员比较少，研究成果有一定时间的保密性。
西药冻干的关键是避免染菌，一旦染菌就会造成重大事故。
生物制品要求则更加严格，除避免染菌外，还要防止菌种变异，保持活菌活毒的活性，在冻干过程中要加入添加剂和保护剂，这是技术水平很高的工作，必须对药品在冻干过程中的损伤和保护机理进行进一步的研究，同时利用先进的制冷和真空设备及控制手段开发价格低、性能好的冷冻干燥机，继续完善低温低压下的传热传质理论，优化冻干工艺。
7.冻干设备主要厂商
7.1国内主要厂商及产品
十几年前，我国从事冷冻干燥设备生产制造的厂家仅有上海医分、上海鸿宝医械、浙江真空等几家，经过这十多年的发展及市场整合，目前国内已拥有十几家各具特色和优势的制造厂商，如：
北京天利、上海东富龙、北京中天速原、上海华东泰事达、北京航天620所、上海浦东冻干、上海远东、中牧南京等。
他们的产品广泛分布在国内近百个与冻干有关的生产企业，占据了较大的市场份额。
他们生产的冻干机产品也日渐成熟，其中部分厂家生产的医药用冻干机由于技术领先，在国内的应用口碑颇佳，某种意义上已经完全可替代进口同类产品，并已经开始跨出国门走向国际市场。
东富龙是一家专注于制药用真空冷冻干燥设备（简称冻干机）销售、研发、设计、采购、制造、服务于一体的规模型生产企业，现已成为中国制药工业市场中粉针冻干品的冻干机重要供应商之一，国内市场占有率达70%。
2004年来，东富龙又开始进军国际市场，将Tofflon品牌的冻干机推向国际市场。
短短几年已经成功出口到欧洲、南亚、东南亚、拉丁美洲，非洲等多个国家和地区。
东富龙冻干机产品主要有：
；
大规模生产型（LY-O-25—40M2）：
大规模生产型主要用于大规模产品的生产，例如抗生素、抗菌素、疫苗、生物产品、保健品、精细化工等行业。
板层最低温度可达-55℃，冷阱最低温度可达-70℃，捕冰量为500～800kg。
工业生产型（LYO-7.5—20M2）工业生产型主要用于疫苗、生物产品、血浆、抗生素和保健品。
板层最低温度可达-55℃，冷阱最低温度可达-70℃，捕冰量为150～400kg。
中小型（LYO2.0—5.0M2）：
中小型主要用于细菌，病毒，疫苗，生物产品和进入工业和大规模生产。
板层最低温度可达-55℃，冷阱最低温度可达-70℃，捕冰量为40～100kg。
中式生产型、工业生产型、大规模生产型（LYO-2m2~LYO-50m2）
实验/放大型（LYO-0.2—1.0M2）：
实验/放大型主要用于工艺曲线摸索和为工业生产或大规模生产提供实际数据。
最低板层温度可达-45℃，最低冷阱温度可达-60℃，捕冰量为4～20kg。
（依据需要可使板层最低温度达-60℃，冷阱最低温度达-80℃）。
实验机放大型（LYO-0.5m2~LYO-1m2）
东富龙今后的（技术）研发方向：
1）从无菌性角度，与冻干机定高加料用小门及小瓶灌装线出口对应的小瓶自动输出、输入装置的开发；
2）生物制品快速欲冻、及对应10%以上有机溶剂的液氮冷冻系统的开发；
3）为大大降低特大型冻干机原料冻干的单位成本，TWIN冷凝器系统的开发；
4）开发试验用连续监测药品结构冻结过程和干燥过程的低温显微镜系统，制定出最加冻干工艺曲线，完善冻干产品质量检查的标准、降低冻干产品的价格；
5）开发药品干燥过程中的动态参数连续监测计算机系统，以准确判断干燥终点；
6）利用温湿度技术测定冻干系统内部的水气分压来直接监视和分析药品的冻干过程；
7）开发干燥箱内制品防辐射热装置，使冻干制品再现性一致；
8）开发原料药自动计量灌装、自动取料装置；开发主冷凝器内置辅助小冷阱，以对应短时停电时启动供冷，使得冻干过程得以持续保持。
7.2国外主要厂商及产品
爱德华公司
STERIS等
8.冻干发展现状和趋势
一种好的冻干工艺应是个性化的，具有产品质量稳定、时间短、能耗低、冻干周期可控、可验证的特征。
决定冻干工艺的因素主要有2个：
处方和冻干工艺曲线。
处方包括活性成分、赋形剂、保护剂、工艺用水等。
一个优良的处方可以减少冻干过程对制品活性的影响，增加制品的储存周期，保证冻干的顺利进行。
但是不同产品，如生物制品和药品的冻干工艺比较复杂，而且对于处方的研究各国之间、各公司之间都是相互保密的，公布出来的往往是些常识性的配方。
冻干工艺曲线参数包括搁板的温度、冷凝器的温度、冻干箱的真空度、制品过冷的程度、结晶的程度、崩解温度、溶液的共晶点、共熔点等，优化冻干工艺曲线就是找到最佳的参数组合。
目前国内外对冻干工艺的研究主要集中于在冻干过程中对晶核形成和晶体成长进行控制，使整个冻干过程置于严格控制之下，用科学的、可量化的、准确的方式和标准来确定冻干终点判定两方面的研究。
例如找到冷冻干燥过程中的物料预冻速率，通过对预冻速率的控制，可以在所有样品范围内对晶体的形成进行控制，而良好的晶体结构可以使得冻干过程尤其是第一阶段升华的时间大大缩短，从而提高冻干效率。
冻干终点的判定对于产品的质量（尤其是制品残余水分）有着很大的影响，目前国内大部分厂家还是依靠经验或者手动方法（如压力升法）来判断冻干是否结束，这将带来很大的风险。
而国外出现了专业化的公司专门从事不同产品冻干曲线的研究，一些大的药厂和专业公司在冻干过程中引入PAT（过程分析控制）技术，采用相关仪器，如低温生物显微镜和扫描电镜来检测可被量化的参数，以帮助操作人员来判断冻干是否结束，这样做可以提高冻干质量，增强对冻干过程的可控性，缩短冻干时间。
冷冻干燥机主要由控制系统、真空系统、制冷系统、循环系统组成；药用冷冻干燥机除以上组成部分外，还有隔离系统、液压系统、在位清洗系统CIP（cleaninplace，CIP）和在位灭菌系统SIP（sterilizationinplace，SIP）等。
下面主要介绍制冷系统、控制系统和冻干生产线的发展现状和趋势。
8.1制冷系统的发展现状和趋势
制冷系统是提供制品预冻、捕获水蒸气所需冷源的重要部件，且
运行时间贯穿于冻干全过程，按照制冷方式和达到冷阱温度的不同
划分为单机单级、双机双级、双机复叠和液氮制冷系统。
双级压缩机
可以通过产品温度的需求自动调整运行状况，从而达到最佳工况，在
更好地保证产品质量的同时也可节约能源。
液氮制冷系统不仅降低
了电能的需求，同时也节省了设备维护费用，可以暂时应付停电等突
发情况，且噪声小、占地面积小、温度可控制。
制冷系统发展：
近几年国产冻干机的制冷压缩机基本是从国外采购，一般采用德国、意大利品牌，其性能良好，但是通过国际采购得到的制冷压缩
机最小功率为5匹（5~35匹），并不适合生产以下实验型冻干
机，所以国内实验型冷冻干燥机生产厂家一般采用国产制冷机组，存
在着能耗大、匹配不良的问题。
目前，部分厂家采用复叠式低温制冷
系统，利用两台单级压缩机组成复叠制冷方式，具有更高的稳定性和
性能。
液氮制冷系统（liquidnitrogensystem，LN2）是利用液氮作为冷源
对系统进行制冷的一种制冷系统。
空气中含有78%的氮气，其制取较
为方便，是取之不尽的一种环保能源，在现代工业领域的应用非常广
泛，目前国内将液氮制冷系统应用于生产的厂家有上海东富龙。
LN2
制冷的优点有：
（1）制冷系统可靠性高、稳定性好、噪音低。
（2）极限温
度低，制冷量大，特别适用含有机溶媒的产品冻干。
（3）制冷速度快，
冷却能力高。
（4）冻干曲线可重演性高。
（5）耗电省，维修简单，经济性
好。
（6）回收的氮气可以再利用，不污染空气。
但有一些不足之处制约着LN2的大规模应用，例如液氮的填充网点少，目前来说成本也较高。
但是随着相关技术的进一步发展和不断改进，这种高效环保制冷方式的应用将会越来越广泛。
8.2控制系统的发展现状和趋势
冻干过程的控制是实现《GMP》标准的关键指标，全自动控制系
统的实现可以使冻干机产品具有很好的重演性，提高冻干机的稳定
性和产品的质量。
目前控制系统的发展主要在以下几个方面：
（1）提
供多级操作权限。
（2）提供完整的自动或手动控制。
（3）提供SIP、CIP、
除霜等自动控制。
（4）提供完善的自动周期编辑及调用。
（5）提供多种
实时及历史数据查询，提供批次记录及查询。
（6）提供多用户操作记
录及查询。
（7）提供多种报警及事件记录。
（8）满足FDA21CFRPart11
的要求，具有电子签名等。
目前，丹麦Atlas公司、日本共和真空株式会社和东京理化器械
株式会社都是全球较具影响力的冻干设备生产企业。
丹麦是冻干设
备出口量最多的国家，其中Atlas公司生产的冻干机类型齐全、结构
合理、自动化程度高、能源消耗低，主要技术指标均居全球领先地位。
东京理化器械株式会社的产品安全功能强，具有漏电、电流过高保护
器、冷冻机保护回路、控制面板自我诊断功能；自动化程度高，带有计
时功能，可显示真空泵累计运转时间、冷冻干燥时间，便于确认真空
泵油的更换时间；细节考虑周到，具有真空解除功能，运转结束后可
自动释放真空，进气口带有0.2μm过滤装置，防止杂物进入污染样
品。
目前国内的冻干设备生产厂家在控制系统方面已经接近国际先
进水平，较具代表性的厂家有上海东富龙、北京天利、北京速原和上
海远东公司。
8.3整合的冻干生产线
在冻干产品的制作流程中，每个操作过程中产生的错误都有可能导致产品的污染，一些手动或机械的操作在无菌操作过程中存在很大的污染风险。
为了使冻干产品更好地符合《GMP》的要求，应尽可能地减少洁净间内的操作人员，从而产生更好的无菌安全性。
目前冻干设备出现了自动化和隔离化两个趋势。
冻干设备的CIP和SIP以及整合的冻干生产线技术也应运而生。
整合的冻干生产线包括冻干机以及与之配套的自动进出料系统（分为固定式和移动式）、转运系统（层流转运车、缓冲车、流水线）、隔离系统以及从西林瓶清洗到灭菌分装、半压
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