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冷凍干燥是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質在低溫下快速凍結,然后在適當的真空環境下,使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程. 冷凍干燥得到的產物稱作凍干物，該過程稱作凍干。
物質在干燥前始終處于低溫(凍結狀態),同時冰晶均勻分布于物質中,升華過程不會因脫水而發生濃縮現象,避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在較大程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。
冷凍干燥機原理簡單易懂，但是在應用在具體行業里時，卻也有著很多的區別。
近代干燥機開始使用的是間歇操作的固定床式干燥機。19世紀中葉，洞道式干燥機的使用，標志著干燥機由間歇操作向連續操作方向的發展。回轉圓筒干燥機則較好地實現了顆粒物料的攪動，干燥能力和強度得以提高。一些行業則分別發展了適應本行業要求的連續操作干燥機，如紡織、造紙行業的滾筒干燥機。
20世紀初期，乳品生產開始應用噴霧干燥機，為大規模干燥液態物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術的發展，高強度、高生產率的沸騰床和氣流式干燥機相繼出現。而冷凍升華、輻射和介電式干燥機則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發展了遠紅外和微波干燥機。
用于進行干燥操作的機械設備類型很多，根據操作壓力可分為常壓和減壓(減壓干燥機也稱真空干燥機)。根據操作方法可分為間歇式和連續式。根據干燥介質可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質。根據運動(物料移動和干燥介質流動)方式可分為并流，逆流和錯流。
按操作壓力，干燥機分為常壓干燥機和真空干燥機兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。
在具體應用中，如：海參凍干，機械凍干，藥物凍干，食品凍干，都是應用著不同的類型的凍干設備。
簡單的說，就是凍干所需要技術條件，科技條件。難度越大，要求越高，產品的成本自然也更高，價格也更高。
冷凍干燥有以下優點:
一.冷凍干燥在低溫下進行,因此對于許多熱敏性的物質特別適用.如蛋白質、微生物之類不會發生變性或失去生物活力.因此在醫藥上得到廣泛地應用.。
二.在低溫下干燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小,適合一些化學產品,藥品和食品干燥.
三.在冷凍干燥過程中,微生物的生長和酶的作用無法進行,因此能保持原來的性裝。
四.由于在凍結的狀態下進行干燥,因此體積幾乎不變,保持了原來的結構,不會發生濃縮現象。
五.干燥后的物質疏松多孔,呈海綿狀,加水后溶解迅速而*,幾乎立即恢復原來的性狀。
六.由于干燥在真空下進行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質得到了保護。
七.干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后產品能長期保存而不致變質。
因此,冷凍干燥目前在醫藥工業,食品工業,科研和其他部門得到廣泛的應用。
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