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冷凍干燥的基本原理是基于水的三態(tài)變化。水有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三種狀態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換又可以共存。 當水在三相點（溫度為0.01℃，水蒸氣壓為610.5Pa）時，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預先凍結(jié)的物料中的水分，不經(jīng)過冰的融化，直接以冰態(tài)升華為水蒸氣被除去，從而達到冷凍干燥的目的。凍干制品呈海綿狀、無干縮、復水性*、含水分極少，相應包裝后可在常溫下長時間保存和運輸。
冷凍干燥是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié)，然后在適當?shù)恼婵窄h(huán)境，使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程。 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，極易溶于水而恢復原狀。在大程度上防止干燥物質(zhì)的理化和生物學方面的變性。
凍干法優(yōu)點：熱敏性的物質(zhì)不會發(fā)生變性或失活，在低溫下干燥時，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小，由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來的結(jié)構(gòu)，不會發(fā)生濃縮現(xiàn)象，干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而*，幾乎立即恢復原來的性狀，干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能保存而不致變質(zhì)。
缺點：正所謂沒有完美的技術，真空冷凍干燥技術的主要缺點是成本高。由于它需要真空和低溫條件，所以真空冷凍干燥機要配置一套真空系統(tǒng)和低溫系統(tǒng)，因而投資費用和運轉(zhuǎn)費用都比較高。