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真空冷凍干燥機(jī)的工作原理是將含水物質(zhì)先凍結(jié)成固態(tài)，然后在真空條件下使其中的水分從固態(tài)直接升華成氣態(tài)，從而除去水分而保存物質(zhì)的方法。
具體過(guò)程分為四個(gè)關(guān)鍵步驟：
預(yù)凍：將待干燥物質(zhì)迅速降溫至共晶點(diǎn)以下，形成固態(tài)冰晶。
升華：在高度真空環(huán)境中，通過(guò)緩慢升溫促使冰晶直接升華，避免了水分融化過(guò)程，有效減少了熱敏感物質(zhì)的損害2。
解吸：繼續(xù)升高溫度促進(jìn)剩余吸附水的解吸，直至物料達(dá)到預(yù)定干燥程度。
干燥：得到含水非常少且具有復(fù)水性的凍干物質(zhì)。
整個(gè)過(guò)程在低溫和低壓下進(jìn)行，能最大限度地保持物質(zhì)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)活性。干燥后形成的多孔結(jié)構(gòu)還能讓樣品在需要時(shí)迅速?gòu)?fù)水，恢復(fù)原有特性1。這種干燥方式特別適用于需要長(zhǎng)期保存且保持生物活性的樣品，如微生物培養(yǎng)、酶、血液、藥品等，也廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、脫水蔬菜、食品、水果等領(lǐng)域。