大型凍干機(jī)的冷凍干燥是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù)，是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié)，然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下，使凍結(jié)的水分子直接升華成水蒸氣逸出的過程，冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物，該過程稱作凍干。物質(zhì)在干燥前始終處于低溫凍結(jié)狀態(tài)，同時冰晶均勻分布于物質(zhì)中，升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象，避免了由水蒸氣產(chǎn)生泡沫、氧化等副作用。干燥物質(zhì)呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復(fù)原狀。
 

　　間歇式凍干機(jī)適合多品種小批量生產(chǎn)，特殊是在食品領(lǐng)域適用于季節(jié)性強(qiáng)的食品生產(chǎn)。采用單機(jī)操作，如果一臺設(shè)備發(fā)生故障，不會影響其它設(shè)備的正常運行。間歇式凍干設(shè)備便于控制物料干燥時不同階段的加暖溫度和真空度的要求，設(shè)備的加工制造和維修保養(yǎng)易于入行。
 

　　近年來開始探索和使用連續(xù)式凍干機(jī)。連續(xù)式設(shè)備的特點是適于品種、原料充足的產(chǎn)品生產(chǎn)，特殊適合漿狀和顆粒狀制品的生產(chǎn)。連續(xù)式設(shè)備容易實現(xiàn)自動化控制，簡化了人工操作和管理，其主要缺點是成本高。
 

　　隨著GMP認(rèn)證的結(jié)束，凍干機(jī)設(shè)備全面入入了現(xiàn)代化階段，功能齊全、工作可靠、性能穩(wěn)定，可實現(xiàn)在線清洗(CIP)或蒸汽消毒滅菌(SIP)，各項技術(shù)指標(biāo)都能滿足生物制品和藥品凍干生產(chǎn)的需要。相比之下，國外凍干設(shè)備的品種規(guī)格比國內(nèi)多，配套設(shè)備齊全，節(jié)能型結(jié)構(gòu)較精致，連續(xù)式凍干設(shè)備產(chǎn)量大。為保證凍干產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)能，常采用凍干設(shè)備與其它干燥設(shè)備組合成一起的組合凍干設(shè)備。
 

　　未來如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高寒凍干燥效率，縮短干燥時間，節(jié)約能源將是廣大凍干行業(yè)工作者的共同目標(biāo)。
 

　　凍干的升華過程中雖然擱板和制品溫度有很大差距，但由于板溫、凝結(jié)器溫度和真空溫度基本不變，因而升華吸熱比較穩(wěn)定，制品溫度相對恒定。隨著制品自上而下層層干燥，冰層升華的阻力逐漸增大。制品溫度相應(yīng)也會小幅上升。直至用肉眼已不到冰晶的存在。此時90%以上的水分已除去。大量升華的過程至此已基本結(jié)束，為了確保整箱制品大量升華完畢，板溫仍需保持一個階段后再進(jìn)行第二階段的升溫。殘余水分與自由狀態(tài)的水在物理化學(xué)性質(zhì)上有所不同，殘余水分包括了化學(xué)結(jié)合之水與物理結(jié)合之水。由于殘余水分受到某種引力的束縛，其飽和蒸汽壓則是不同程度的降低，因而干燥速度明顯下降。雖然提高制品溫度促進(jìn)殘余水分的氣化，但若超過某極限溫度，生物活性也可能急劇下降。保證制品高干燥溫度要由實驗來確定。通常在第二階段將板溫+30℃左右，并保持恒定。在這一階段初期，由于板溫升高，殘余水分少又不易氣化，因此制品溫度上升較快。但隨著制品溫度與板溫逐漸靠攏，熱傳導(dǎo)變得更緩慢，需要耐心等待相當(dāng)長一段時間。干燥物質(zhì)呈干海綿多孔狀，殘余水分干燥的時間與大量升華的時間幾乎相等有時甚至還會超過。