真空冷凍干燥基本原理是基于水的三種變化，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三相態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換也可以共存。是把物料預(yù)先快速凍結(jié)，使物料中的水分變成固態(tài)的冰，然后在適當(dāng)?shù)恼婵斩认?，將物料中的水分從固態(tài)升華成為氣態(tài)，再以解析干燥除去部分結(jié)合水，從而達(dá)到低溫脫水干燥的目的。冷凍干燥過程分為預(yù)凍、升華干燥、解析干燥3個過程。

從圖1的帶箭頭的線可以清楚地看出:

(1) 當(dāng)壓力高于610.5Pa時，從固態(tài)冰開始，水等壓加熱升溫的結(jié)果是先經(jīng)過液態(tài)再達(dá)到氣態(tài)。

(2) 當(dāng)壓力低于610.5Pa時，水從固態(tài)冰加熱升溫的結(jié)果是直接由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。

這樣可將物料先冷凍，然后在真空狀態(tài)下對其加熱。使物料中的水分由固態(tài)冰直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣蒸發(fā)出來，達(dá)到干燥的目的。這就是真空冷凍干燥的基本原理。

不同產(chǎn)品，由于其品種、成分、含水量、共晶點(diǎn)和崩解溫度等的差異，所需要的凍干工藝也不同。同一種樣品，使用不同的凍干機(jī)或同一凍干機(jī)不同的裝機(jī)容量，其凍干工藝也是有差別的。

3.1真空凍干食品生產(chǎn)工藝的過程

真空凍干食品生產(chǎn)工藝共分四個步驟，即前處理、速凍、升華干燥和后處理，這四步生產(chǎn)流程，可由相應(yīng)設(shè)備組成的生產(chǎn)線來完成。

3.1.1 前處理

即對需要干燥食品的預(yù)處理，包括選料、清洗、切分、漂燙、殺菌等。

3.1.2速凍

將經(jīng)過前處理的物料進(jìn)行迅速降溫凍結(jié)，凍結(jié)的越快，物料中冰結(jié)晶越小，對物料結(jié)構(gòu)組織破壞越小，且凍結(jié)時間短，蛋白質(zhì)在凝聚和濃縮作用下，不會發(fā)生質(zhì)變。

3.1.3 升華干燥

將速凍后的食品送入真空升華干燥倉進(jìn)行干燥，要求真空度要很快達(dá)到升華壓力，并及時供給升華熱，來維持升華溫度不變。

3.1.4后處理

即對干燥后的物品進(jìn)行挑選、計量、包裝。