凍干也叫真空冷凍干燥，是在一定的壓力下，物質(zhì)中的水從固體升華成氣體，而逐步干燥的一個過程。凍干發(fā)生的條件物體中的水變成固體狀態(tài)，固體狀態(tài)的水的升華需要熱量，需要能提供熱量，升華出來水蒸氣需要傳質(zhì)到其他物體上面。其中液體狀態(tài)的水變成固體狀態(tài)的冰晶狀態(tài)，也就是物質(zhì)從液體變成被凍結(jié)的固體態(tài)是首要條件。第二部升華，升華能夠發(fā)生需要傳熱和傳質(zhì)的同時發(fā)生。物質(zhì)的升華熱和液體的汽化熱一樣，也是隨溫度升高而減小。升華界面溫度越高，升華越快。而升華是一個吸熱的過程，如果不給物料升溫，物料就會由于升華，而使得本身溫度下降，從而升華的速率就降低，同時隨著本身溫度的降低，當(dāng)達到與冷阱溫度一致，升華就停止，因此升華過程要給物料提供熱量。這個熱量來自傳導(dǎo)，對流和輻射，所以要給板層升溫（提供傳導(dǎo)熱和輻射熱），或者摻氣，還有來不同界面不同處的溫度不同的傳導(dǎo)。而熱量的傳遞是非常容易的。
在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如不及時排除蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當(dāng)達到物料的凍結(jié)點時，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥就無法進行，供給熱量的過程是一個傳熱的過程，排除蒸汽的過程是一個傳質(zhì)的過程。這里牽扯到的一個概念就是飽和蒸汽分壓，在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸汽所具有的壓力稱為飽和蒸汽壓力。飽和蒸汽壓力又稱蒸汽壓力。同一物質(zhì)在不同溫度下有不同的蒸汽壓力，并隨著溫度的升高而增大。不同液體飽和蒸汽壓力不同，溶劑的飽和蒸汽壓力大于溶液的飽和蒸汽壓力；對于同一物質(zhì)，固態(tài)的飽和蒸汽壓力小于液態(tài)的飽和蒸汽壓力。傳質(zhì)的動力就是容器內(nèi)的飽和水蒸氣分壓的不同，梯度差決定的。也就是在容器內(nèi)的真空其實是一致的，而蒸汽之所以能夠流動是因為不同處的飽和蒸汽分壓的不同，他是有溫度差，也就是壓力差的，這個壓差就是一個傳質(zhì)的動力，一個推動力。干燥的速率與凍干箱和冷凝器之間的水蒸汽壓力差成正比，與水蒸汽流動的阻力成反比。水蒸汽壓力差越大，流動的阻力越小，則干燥的速率越快。水蒸汽的壓力差取決于冷凝器的有效溫度和產(chǎn)品溫度的溫度差。因此要盡可能地降低冷凝器的有效溫度和大限度地提高產(chǎn)品的溫度。因此從這里可以看出冷阱的冷量或者說極限溫度及補冰表面的補冰量與凍干制品的升華溫度之間的溫度差決定了凍干的升華效率，因此凍干成敗的關(guān)鍵或者效率與設(shè)備的選擇有很大關(guān)系。
如果產(chǎn)品的關(guān)鍵溫度很低，那么升華的溫度就比較低，因此選擇凍干機的時候要選擇冷阱溫度低的，冷阱是否能提供足夠的蒸氣壓差來驅(qū)使水蒸氣分子運動，否則水蒸汽分子逐漸累積直到制品失效。如果選擇冷阱溫度梯度很小，并且設(shè)備設(shè)計氣流導(dǎo)向和阻力方面因素考慮不足，那么會造成研發(fā)的效率成本非常高。
研發(fā)用的凍干機的選擇，首先考慮的應(yīng)該是研發(fā)效率，也就是快讀的輔料篩選，排除干擾因素，做出來產(chǎn)品和找到合適的凍干曲線，千萬不要因為設(shè)備的投入的時候節(jié)省，而在研發(fā)的過程中投入更多的研發(fā)時間和人力，研發(fā)選擇好的凍干設(shè)備來提高效率才是關(guān)鍵。
