冷冻干燥机，学名为真空冷冻干燥机，是一种在低温、低压条件下，通过升华原理，使物料中的水分(或其它溶剂)从固态直接转变为气态，从而实现低温脱水干燥的设备。
其核心科学原理基于水的三相点。在压力低于611.73 Pa(约6.11 mbar)的真空中，对冻结的物料提供适当的热量，冰即可不经过液态，直接升华为水蒸气。这一过程避免了因液体蒸发带来的表面张力、溶质迁移等问题，从而能最大限度地保持物料的物理、化学和生物特性。
一、工艺流程与关键参数
冷冻干燥过程是一个非稳态的传热传质过程，严格分为三个主要阶段：
1.预冻结阶段
目的：将物料中的自由水和结合水固化为冰晶。
关键参数：冻结速率和最终温度。冻结速率影响冰晶大小，从而影响后续干燥速率和产品结构。最终温度必须低于物料的共晶点温度(通常再低10-20℃)，以确保物料冻结。
2.一次干燥(主干燥)阶段
目的：通过升华移除物料中约90%的自由水。
过程：在真空下，对搁板进行程序控温，提供升华所需的热量。热量从搁板传导至物料，冰晶升华，产生的水蒸气穿过已干燥的物料多孔层，被冷阱捕获。
核心挑战：传热与传质的平衡。提供的热量必须足以驱动升华，但不能使物料温度超过其崩塌温度。否则，冻结层会软化或液化，导致干燥层孔隙结构坍塌，产品失活、收缩且复水性变差。仓内压力是控制传质(水蒸气溢出)速率的关键参数。
3.二次干燥(解吸干燥)阶段
目的：移除以物理吸附方式残留在干燥物料多孔骨架内的结合水。
过程：在一次干燥完成后，大幅提高搁板温度(可升至室温甚至更高)，并在高真空下维持较长时间，为水分子解吸提供能量。
终点判断：此阶段结束时，产品残余水分含量通常可降至1%-3%。可通过监测产品温度与搁板温度趋同，或使用露点仪等方法来判定终点。
二、主要配置及附件
1.压缩机品牌，高效稳定、噪音低。
2.韩国品牌真空泵，抽速高、噪音低。
3.冻干自动控制系统：可程序化编程，从冻干到除霜均程序化控制。
4.板层加温控制系统：热循环监视?；?，特殊加热材料，模糊PID控制算法。
5.冷阱除霜系统：非电加热除霜方式，安全性能高；除霜速度快，解决了传统采用浸泡除霜带来的不便。
6.手自动模式选择：手动模式用于摸索工艺参数(人为干预性强)，自动模式用于工艺成熟阶段，一键操作，简单便捷。
7.数据记录系统：数据记录系统多项选择。a.本机内存存储，可存储3个月。b.外存存储(U盘)，存储数据量与U盘的容量有关系(选配)。
8.冻干工艺配方存储功能：可存储500组固定或者用户自定义冻干工艺配方。
9.冻干曲线查询功能(可查询温度及真空度曲线，方便工艺优化及冻干效果验证)。
10.校准功能：可进行温度及真空度校准，确保长期使用测量值的准确性。
三、应用领域
冷冻干燥机的应用范围非常广泛，它被广泛应用于农产品(如蔬菜、水果、海鲜等)、食品(如饼干、肉制品、果汁、冰淇淋以及冲剂等)、药品、化妆品等行业。
1.农产品干燥
蔬菜、水果、海鲜等都可以经过冷冻干燥机干燥，从而延长它们的保质期并增加它们的价值。
2.食品处理
食品的干燥和处理对于制造和保存食品都非常重要。对于某些产品，如咖啡和茶，必须在一定程度上干燥后包装以便长期使用。有时被用来提高食物的口感和延长其保质期，从而减少食品浪费。
3.医药行业
医药行业中，冷冻干燥机的职能是保证药品的纯度并延长稳定性，这在卫生保健行业中尤其重要。药品一般都是在水中溶解的，因此是一种非常有效的方式来移除这些水分。
4.化妆品行业
化妆品行业中，常常用于制造粉末和其他干燥化妆品。这些化妆品可能包括眼影、面霜、口红、眼线笔等多种产品。
四、优点
1.可将物质经过低温冷冻处理后再进行干燥，可以很好地保留原料中的有效成份，并提高产品的品质。
2.由于干燥过程中低温环境下操作，被广泛应用于热敏性产品的处理，例如多肽、抗体和蛋白质等。
3.冷冻干燥技术可以将水分从制品中去除，从而保持和延长产品质量和保鲜期。
4.相对于其他干燥方法，冻干工艺流程要相对简单，其可以将物料的加工时间和步骤大大减少，并且操作更加容易。
综上所述，冷冻干燥机是一种非常重要的机械设备。在多个领域，如医药、保健、食品和化妆品等领域，冷冻干燥技术的应用相对广泛，主要起到延长保质期，提高产品品质，避免热敏性产品损失等作用。尤其是对于一些需要保鲜的柿子，冷冻干燥技术变得尤为重要。当前，人们对冻干技术要求越来越高，在使用过程中需要根据实际情况进行调整和改进，以确保其工艺安全和设备性能。
