简而言之，冷冻干燥是一种通过升华从冰冻材料中去除水分的过程，将冰直接转化为蒸汽，使用冷冻干燥机的目的是获得易于水溶的产品，其在水再循环后具有与原始产品相同的特性，在整体质量方面，冷冻干燥通常被认为是脱水和干燥过程的黄金标准。 应在冷冻前完成对产品所需的所有准备步骤，将产品放置在特定形状以便冷冻，调节浓度或添加冷冻保护剂等步骤。
1、冷冻
将产物冷却至全部冷冻，这可以在基本的冷藏柜，商用冷冻机，专门的冷冻实验室设备或某些类型的冷冻干燥机中完成。缓慢冷冻产品将产生相互连接的冰晶，这有助于在升华过程中更快地去除蒸汽，这反过来允许更快的冷冻干燥循环。然而并不总是需要大的冰晶，特别是在食品或有机细胞结构的情况下，其中大的冰晶会使细胞壁破裂并损坏最终产品，在这种情况下，建议采用快速冷冻产品，以产生较小冰晶的方法。
2、初级干燥
在该阶段，冷凝器降至其工作温度，并且使用真空泵将腔室压力降低至几毫巴，向产品提供热能以促进升华过程，初级干燥阶段结束时的水含量通常为约5-8％。用于升华的热能可以以多种方式输入，例如在基本实验室机器的情况下，热量可以是环境温度，加热的导电架或来自架子的辐射热。在许多情况下，这个过程的速度很重要，有些产品可以在机器能够以最小的质量损失的情况下尽快干燥，而其他产品则需要缓慢的逐渐干燥，以防止过多的热量损坏产品。重要的是要记住产品将从外部向内干燥。因此材料的厚度将部分决定该阶段的长度，材料越厚，蒸汽从从产品中逸出就越困难，这将导致干燥过程更慢且效率更低，在最坏的情况下，升华冷却的降低和产物温度的升高，可能使产品的结构变得复杂。
3、二次干燥
该阶段除去未冻结水分，通过解吸除去吸附的水，并且发生这种情况的速率取决于产物温度。一旦初级干燥阶段完成，则可以微调二级干燥阶段的产品温度，以通过逐渐控制的温度升高或简单地设定，为可能的速率来提高解吸速率，注意不要在过热的情况下损坏产品或增加蒸汽释放速率，以使真空水平低于产品的共晶点。
文章来源：上海靳澜仪器制造有限公司
