日常生活中，我们要干燥某样东西都是要加热升温，这样才能使物体的水分更快地被蒸发，从而使得物体被干燥，这个过程也叫脱水。

然而在制药食品等行业上，有些产品由于高温会破坏蛋白质及微生物，使其成分结构受到破坏或者降低其活性，因此一般不会使用烘干的形式进行脱水，而是使用一种叫做冻干的技术进行脱水。所谓冻干，就是在通过降温将物质中水分冻结为固体，然后在通过降低真空及轻加热的方式，使得固态的水冰直接升华为水蒸汽而达到脱水的目的。相对加热干燥的脱水方式，冻干有很多优点，比如挥发性损失低、不用添加防腐剂保鲜（微生物的生长和酶的作用极低）、保持物质结构、保持物质中活性成分、保持物质中易氧化的成分等。因此，冻干技术在制药、食品、科研等领域应用极广。

要使用冻干，那么就要用到冻干机了。一般来说冻干机主要由制冷系统、真空系统、加热系统及控制系统组成。当然，这是主要部分，如果要细说那就很多了，各部分主要功能如下：

1、制冷系统：顾名思义，就是用来给冻干机降温的，是冻干机的核心部件，主要包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀（也叫膨胀阀）、管路、制冷剂等，其原理和空调、冰箱的制冷原理差不多。一般常用冻干机最低可降温到-40℃~-55℃之间。

2、真空系统：也是冻干机的重要组成部分，用于给冻干机抽真空的。主要由真空泵、罗茨泵、阀门、压力控制系统、汽水分离器、管路等组成，一般冻干机极限真空在3pa左右。当然，进行冻干机选型的时候，并非极限真空度越低越好，满足要求即可。另外，除了真空度外，真空速率（抽气率）及真空泄漏率也是重要的指标。

3、加热系统：主要用于升华过程补充热量。如果升华过程不供给热量，那么制品只有降低内能来补偿升华的吸热。当然，温度控制对于冻干机是一个很重要的过程，要求控制精度很高，并保证制品温度要低于其共晶点温度某个范围。

4、控制系统：如同所有精密设备一样，控制系统是整台设备的灵魂。冻干机的一切操作几乎都是通过控制系统完成，包括冻干机的自动降温、抽真空、升温等过程，控制相关参数跟随理想干曲线的特性变化。控制系统一般包括控制器（PLC）、输入输出模块、传感器、执行机构、人机界面（HMI）等。

当然，除此以上所述之外，冻干机还包括柜体、干燥箱、密闭门、电气、在线清洗（CIP）和消毒系统（SIP）等，这些都是冻干机不可缺的部分。

冻干机的工作过程简述如下：

1、预冻：在将相关制品放入冻干机后的第一个步骤，将制品冷冻到很低的温度，一般为-30℃以下（比物料的共晶点低5～10℃），目的是将制品中自由水固化。预冻的速度根据制品性质及需求选择，冷冻速率会影响冰晶大小，冰晶大小又会影响后续干燥和干燥后产品溶解度，因此要注意选择合适的降温速率。冷冻到要求温度后，保持一段时间，使制品彻底冻结。

关键参数：冷冻速度、冷冻温度、冷冻保持时间。

2、升华干燥：这是冻干过程最重要步骤，主要是进行抽真空，一般真空度为10～30Pa，使制品升华点降低。同时，在这个过程会给制品加热，用于提供冰晶升华所需热量。控温要求很严格，必须保证升华温度不能超过物料的共晶点，同时要低于干燥物料的崩解温度。

关键参数：真空度、控温温度及温度分布、升华速率。

3、解析干燥（二次干燥）：升华干燥完成后，就进入解析干燥阶段，主要功能是去除制品中游离水，提高脱水率。

4、后处理：实际是冻干过程结束了，后面的一些卸料出货过程，至此整个冻干过程也就结束了。

冻干脱水一般来说都会比加热干燥效果更好，当然，并不是所有物质都适合使用冻干干燥的。而且，相对传统烘干，冻干也有一些缺点，主要包括：

1、除水外，一些易于挥发的化合物有效成分也会被升华带走；

2、低温下，有一些耐低温的微生物可能没有被杀死，它们的病原体会残留产品中；

3、成本高，比传统烘干成本高好几倍。

冻干机价格一般不便宜，因此冻干机选型的时候有要注意的，确保选择到合适的设备。制品价值的高低决定你所选用品牌的大小，一分钱一分货这个道理大家都懂。在技术上，应该关注的包括冻干机的式样、参数是否符合需求（真空度、温度、速率等）、容积大小、加热方式、取得的认证、验证方面、元部件品牌参数等。不要贪便宜，最近国产冻干机兴起，买了山寨的冻干机，保证你验证、使用过程中头痛不已。当然也不要盲目追求大品牌，在满足要求上，选择性价比高的。顺便告诉一个小经验，冻干机的品牌对于通过验证，特别是国外药监局（客户）检查有一定影响。

上面就是对冻干机知识的一些简述，希望可以帮到一些想了解这方面知识的新手。当然想要精通冻干机使用、制造，就得下功夫钻研。世上无难事，只怕有心人！