簡而言之，冷凍干燥是一種通過升華從冰凍材料中去除水分的過程，將冰直接轉化為蒸汽，使用冷凍干燥機的目的是獲得易于水溶的產品，其在水再循環后具有與原始產品相同的特性，在整體質量方面，冷凍干燥通常被認為是脫水和干燥過程的黃金標準。 應在冷凍前完成對產品所需的所有準備步驟，將產品放置在特定形狀以便冷凍，調節濃度或添加冷凍保護劑等步驟。
1、冷凍
將產物冷卻至全部冷凍，這可以在基本的冷藏柜，商用冷凍機，專門的冷凍實驗室設備或某些類型的冷凍干燥機中完成。緩慢冷凍產品將產生相互連接的冰晶，這有助于在升華過程中更快地去除蒸汽，這反過來允許更快的冷凍干燥循環。然而并不總是需要大的冰晶，特別是在食品或有機細胞結構的情況下，其中大的冰晶會使細胞壁破裂并損壞最終產品，在這種情況下，建議采用快速冷凍產品，以產生較小冰晶的方法。
2、初級干燥
在該階段，冷凝器降至其工作溫度，并且使用真空泵將腔室壓力降低至幾毫巴，向產品提供熱能以促進升華過程，初級干燥階段結束時的水含量通常為約5-8％。用于升華的熱能可以以多種方式輸入，例如在基本實驗室機器的情況下，熱量可以是環境溫度，加熱的導電架或來自架子的輻射熱。在許多情況下，這個過程的速度很重要，有些產品可以在機器能夠以最小的質量損失的情況下盡快干燥，而其他產品則需要緩慢的逐漸干燥，以防止過多的熱量損壞產品。重要的是要記住產品將從外部向內干燥。因此材料的厚度將部分決定該階段的長度，材料越厚，蒸汽從從產品中逸出就越困難，這將導致干燥過程更慢且效率更低，在最壞的情況下，升華冷卻的降低和產物溫度的升高，可能使產品的結構變得復雜。
3、二次干燥
該階段除去未凍結水分，通過解吸除去吸附的水，并且發生這種情況的速率取決于產物溫度。一旦初級干燥階段完成，則可以微調二級干燥階段的產品溫度，以通過逐漸控制的溫度升高或簡單地設定，為可能的速率來提高解吸速率，注意不要在過熱的情況下損壞產品或增加蒸汽釋放速率，以使真空水平低于產品的共晶點。
文章來源：上海靳瀾儀器制造有限公司
