凍干技術(shù)，即真空冷凍干燥技術(shù)，其工作原理主要基于水在不同壓力和溫度條件下的相變特性，具體過程如下：

1. 預(yù)凍結(jié)階段

   • 目的：將物料中的自由水固化成冰，為后續(xù)的升華干燥做準(zhǔn)備。
   • 原理：把含有水分的物料（如食品、藥品等）放入低溫環(huán)境中，使溫度快速降低到物料的共晶點(diǎn)以下。共晶點(diǎn)是指物料中水分和其他溶質(zhì)共同凍結(jié)的溫度。例如，對(duì)于純水來說，其冰點(diǎn)是0℃，但對(duì)于含有鹽分、糖分等溶質(zhì)的食品物料，共晶點(diǎn)會(huì)低于0℃。在預(yù)凍結(jié)過程中，隨著溫度的下降，物料中的水分逐漸形成冰晶，這種冰晶結(jié)構(gòu)有利于后期的升華干燥。

2. 初級(jí)干燥（升華干燥）階段

   • 目的：使物料中的冰直接升華成水蒸氣，去除大部分水分。
   • 原理：將預(yù)凍結(jié)好的物料放入真空環(huán)境中，通常真空度要達(dá)到10 - 30Pa左右。在低氣壓下，冰的升華溫度降低。同時(shí)，通過加熱系統(tǒng)對(duì)物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?，一般加熱溫度控制在物料的共熔點(diǎn)以下10 - 20℃左右。這樣，冰就會(huì)直接從固態(tài)升華為氣態(tài)的水蒸氣。因?yàn)槭窃谡婵窄h(huán)境下，水蒸氣能夠迅速地被抽出干燥室，從而實(shí)現(xiàn)物料的干燥。例如，當(dāng)對(duì)凍干草莓進(jìn)行升華干燥時(shí)，草莓中的冰在真空和適當(dāng)加熱的條件下，直接變成水蒸氣被去除，而草莓的固體成分則保留下來。

3. 解析干燥（解吸干燥）階段

   • 目的：去除物料中剩余的結(jié)合水，進(jìn)一步降低物料的含水量。
   • 原理：在初級(jí)干燥階段后，物料中還含有少量的結(jié)合水。此時(shí)，適當(dāng)提高加熱溫度，破壞物料對(duì)水的吸附力，使結(jié)合水能夠解析出來。這個(gè)溫度提升幅度要根據(jù)物料的性質(zhì)來確定，不能過高，以免影響物料的品質(zhì)。例如，對(duì)于一些生物制品，過高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性等問題。在解析干燥階段，繼續(xù)維持真空環(huán)境，使解析出來的水蒸氣能夠被抽出，直到物料的含水量達(dá)到規(guī)定要求（一般小于5%）。