冷凍干燥工藝在某些生物制品和藥物的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵作用。如麻疹疫苗和卡介苗凍干前在冷藏條件下的有效期僅為3個(gè)月，而卡介苗的安全性試驗(yàn)需要2個(gè)月才能完成。凍干技術(shù)可使卡介苗保存4-5年后活菌數(shù)保持在合格水平。目前，冷凍干燥技術(shù)主要用于生產(chǎn)生物制品、生化制品、中藥注射劑制品和熱不穩(wěn)定的抗生素制品。

真空冷凍干燥機(jī)的工作原理是將干燥后的物品冷凍到三相點(diǎn)以下的溫度，然后在真空條件下將物品中的固體水（冰）直接升華成水蒸氣，再?gòu)奈锲分腥〕龈稍?。預(yù)處理后的物料先冷凍，然后真空干燥、升華、脫水，再在后處理車間包裝。真空冷凍干燥機(jī)的加熱系統(tǒng)為物料提供升華潛熱，冷卻系統(tǒng)為捕水器和干燥倉(cāng)提供冷卻能力。凍干產(chǎn)品的質(zhì)量要求是：生物活性恒定，外觀色澤均勻，形態(tài)完整，結(jié)構(gòu)牢固，溶解速度快，殘水少。為了獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，我們應(yīng)該對(duì)冷凍干燥的理論和技術(shù)有一個(gè)全面的了解。真空冷凍干燥機(jī)的冷凍干燥過(guò)程分為預(yù)凍、升華和再凍三個(gè)階段。合理有效地縮短冷凍干燥周期，在工業(yè)生產(chǎn)中具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

真空冷凍干燥機(jī)的干燥速度是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位干燥區(qū)到氣體空間的蒸發(fā)水量。食物中的水可分為結(jié)合水和非結(jié)合水。在一定溫度下，非結(jié)合水的蒸氣壓是一定的，等于同一溫度下純水的蒸氣壓，但結(jié)合水的蒸氣壓隨結(jié)合力的不同而變化。這樣，當(dāng)完全濕潤(rùn)的食物干燥時(shí)，沒(méi)有約束力的未結(jié)合的水（通常）必須流出。此時(shí)，食品表面的蒸氣壓幾乎等于純水的蒸氣壓，在這部分水完全蒸發(fā)之前，這個(gè)蒸氣壓必須保持不變，在一定情況下，干燥速度不會(huì)改變。也就是說(shuō)，當(dāng)外界干燥條件一定時(shí)，食品的干燥速度不會(huì)改變。所謂“外部干燥條件”，是指熱風(fēng)干燥時(shí)空氣的溫度、濕度和流速，是指真空度、熱源溫度、傳熱面與物料之間的接觸情況。因此，在一般的典型干燥過(guò)程中，從干燥速度的角度來(lái)看，有兩個(gè)階段：恒速干燥階段和減速干燥階段。事實(shí)上，所謂的結(jié)合水和非結(jié)合水沒(méi)有***明顯的邊界，因此兩個(gè)階段之間沒(méi)有明顯的邊界。比如高濃度的明膠、酪蛋白等，一開始沒(méi)有明顯的水沒(méi)有約束力，所以很快就進(jìn)入了減速階段。另外，水溶性食品和高濃度食品如糖、酸、游離氨基酸等具有相同的速干操作階段，但這一階段的時(shí)間并不長(zhǎng)。