真空冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓條件下的傳熱傳質(zhì)。由于被凍干物料性質(zhì)、凍干方法

和對凍干產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同，描述凍干過程的模型及其解法也不相同。隨著研究的深入，

有些問題宏觀傳熱傳質(zhì)公式不能解決，從而發(fā)展了微納尺度的傳熱傳質(zhì)；有些問題常規(guī)傳熱

傳質(zhì)定律已經(jīng)不能描述，于是出現(xiàn)了超常傳熱傳質(zhì)。通常情況冷凍真空干燥過程的三大階段

冷凍階段，升華干燥階段，解析干燥階段需要分別描述。

對任何物料進行冷凍干燥，都要先將其凍結(jié)到共晶點溫度以下。冷凍是凍干過程的必經(jīng)之路。

物料的凍結(jié)方法有凍干機內(nèi)擱板凍結(jié)、抽真空自凍結(jié)和冷庫凍結(jié)等，另外還有旋轉(zhuǎn)凍結(jié)器凍結(jié)、

流化床凍結(jié)和一些特殊的凍結(jié)技術，奶分層凍結(jié)、反復凍結(jié)、粒狀凍結(jié)和噴霧凍結(jié)等。

凍干液態(tài)原料的生產(chǎn)用醫(yī)藥凍干機多采用干燥箱內(nèi)擱板凍結(jié)，而凍干固態(tài)食品的凍干機多采用

凍干機外凍結(jié)（冷庫和凍結(jié)器）。擱板凍結(jié)和冰箱冷庫凍結(jié)，是給物料提供冷量，通過降低傳

熱物料溫度，達到凍結(jié)目的，從宏觀角度分析，沒有傳質(zhì)，只有傳熱，從微觀角度分析，生物

材料內(nèi)部會有因溫度改變而引起的溶質(zhì)的擴散。

抽真空自凍結(jié)是對含水的物料直接抽真空，隨著壓力的降低而蒸發(fā)量加大，由于外界不提供蒸

發(fā)所需的熱量，故吸收物料本身的熱量自然降溫而實現(xiàn)凍結(jié)。抽真空自凍結(jié)有靜止抽真空自凍

結(jié)和旋轉(zhuǎn)抽真空自凍結(jié)兩種方式。靜止抽真空自凍結(jié)主要用于凍結(jié)固態(tài)物料，旋轉(zhuǎn)抽真空自凍

結(jié)主要用于液態(tài)物料的凍結(jié)，旋轉(zhuǎn)離心的主要作用是不使液體產(chǎn)生沸騰而起泡。擱板凍結(jié)和冷

庫凍結(jié)這兩種凍結(jié)方式都需要制冷系統(tǒng)，因此，增加了設備投資和運轉(zhuǎn)費用；而抽真空自凍結(jié)

擱板內(nèi)不需要制冷管道，克服了上述缺點，同時在抽真空自凍結(jié)過程中還蒸發(fā)了一些水分，從

而可縮短后期的干燥時間。

對于要求生物活性的材料，為了保存生物材料的活性，在冷凍時還需加人一定量的保護劑，使

物料的冷凍過程熱質(zhì)傳遞過程更復雜。