冷凍干燥又稱升華干燥，將物料冷凍至水的冰點以下，并置于高真空(10～40Pa)的容器中，通過供熱使物料中的水分直接從固態(tài)冰升華為水汽的一種干燥方法。

冷凍干燥原理：是利用冰晶升華的原理，在高度真空的環(huán)境下，將已凍結了的食品物料的水分不經(jīng)過冰的融化直接從冰固體升華為蒸汽，一般真空干燥物料中的水分是在液態(tài)下轉化為汽態(tài)而將食品干制，故冷凍干燥又稱為冷凍升華干燥。

其主要優(yōu)點是:(1)干燥后的物料保冷凍干燥設備持原來的化學組成和物理性質(如多孔結構、膠體性質等);(2)熱量消耗比其他干燥方法少。缺點是費用較高，不能廣泛采用。用于干燥抗生素、蔬菜和水果等。

含水的生物樣品，經(jīng)過冷凍固定，在低溫高真空的條件下使樣品中的水分由冰直接升華達到干燥的目的，在干燥的過程中不受表面張力的作用，樣品不變形。

真空冷凍干燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度(-10℃~-50℃)下凍結成固態(tài)，然后在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不經(jīng)液態(tài)直接升華成氣態(tài)，最終使物料脫水的干燥技術。中國是原料藥生產(chǎn)大國，因此該技術應用前景十分廣闊。但是，應當引起注意的是，真空冷凍干燥技術在我國推廣得非常迅速，相比之下，其基礎理論研究相對滯后、薄弱，專業(yè)技術人員也不多。并且，與氣流干燥、噴霧干燥等其他干燥技術相比，真空冷凍干燥設備投資大，能源消耗及藥品生產(chǎn)成本較高，從而限制了該技術的進一步發(fā)展。因此，切實加強基礎理論研究，在確保藥品質量的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為真空冷凍干燥技術領域當前面臨的最主要的問題。

由物理學可知，水有三相，O點為三相共點，OA為冰的融解點。根據(jù)壓力減小、沸點下降的原理，只要壓力在三相點壓力之下(圖中壓力為 646.5Pa以下，溫度0℃以下)，物料中的水分則可從水不經(jīng)過液相而直接升華為水汽。根據(jù)這個原理，就可以先將食品的濕原料凍結至冰點之下，使原料中的水分變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在適當?shù)恼婵窄h(huán)境下，將冰直接轉化為蒸汽而除去，再用真空系統(tǒng)中的水汽凝結器將水蒸汽冷凝，從而使物料得到干燥。這種利用真空冷凍獲得干燥的方法，是水的物態(tài)變化和移動的過程，這個過程發(fā)生在低溫低壓下，因此，冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓下傳熱傳質的機理。[2]

冷凍干燥不同于普通的加熱干燥，物料中的水分基本上在0℃以下的冰凍的固體表面升華而進行干燥，物質本身則剩留在凍結時的冰架子中，因此，干燥后的產(chǎn)品體積不變、疏松多孔。冰在升華時需要熱量，必須對物料進行適當加熱，并使加熱板與物料升華表面形成一定溫度梯度，以利于傳熱的順利進行。

制品的冷凍干燥過程包括凍結、升華和再干燥3個階段。

冷凍干燥法優(yōu)點

1. 保留完好的營養(yǎng)成份(如蛋白質、維生素、植物營養(yǎng)素等)。

2. 保留食品原有外形、色澤和構造。

3. 加水后，能快速、的復原。

4. 常溫下能長久儲存，而且不需添加任何防腐劑。

5. 冷凍干燥加工過的食物重量輕，易于攜帶和運輸，且運費較低。

6. 使食品更濃縮。