Kolmivaiheinen lähestymistapa työperiaatteeseen
Alkuvaihe ennen jäätymisprosessia.Materiaalilla on nopea jäätyminen alhaisissa lämpötiloissa, mikä johtaa tasaisen jääkidirakenteen muodostumiseen. On välttämätöntä, että jäähdytysnopeutta säädetään huolellisesti merkittävien jääkiteiden muodostumisen kiertämiseksi, mikä voi johtaa solujen repeämiseen, joka jätetään tarkistamatta. Lämpötilan ohjauskäyrän tarkka suunnittelu helpottaa hienon, tasaisen jääkiteverkon muodostumista, mikä puolestaan tarjoaa suuremman pinta -alan seuraavaa sublimointia varten ja parantaa siten kuivaustehokkuutta.
Tämän alkuperäisen vaiheen jälkeen materiaali altistetaan asublimointiprosessi. Ilmakehän paineen puuttuessa jääkiteillä tehdään suora sublimointi vesihöyryn muodostamiseksi. Tyhjiöjärjestelmä toimii kammion matalan paineen ylläpitämiseksi (tyypillisesti välillä 10 - 100 Pa). Samanaikaisesti jäähdytysjärjestelmä toimii varmistaakseen kylmän ansa lämpötilan jatkuvan laskun, vaihteleen -50 asteeseen -80 asteeseen. Tämä johtaa vesihöyryn tiivistymiseen kylmän ansaan pinnalle. On välttämätöntä, että tämä vaihe on huolellisesti kalibroitu, jotta varmistetaan tasapaino lämmityslevyn lämpötilan ja tyhjiötason välillä. Tämä on riittämättömän materiaalin tai sublimaatioasteen ylikuumenemisen potentiaali.
Resoluution kuivausvaiheon prosessi, jolla aine läpäisee muuttuu nesteestä kiinteään tilaan. Sublimaation jälkeen noin 10% yhdistetystä vedestä säilyy materiaalin sisällä. On välttämätöntä nostaa vähitellen lämmityslevyn lämpötilaa molekyylien välisten sidosten purkamiseksi, jotka sitovat vesimolekyylejä ja materiaalimolekyylejä, mikä helpottaa syvän kuivausprosessia. Tässä vaiheessa lämpötilagradientti on säädettävä huolellisesti materiaalirakenteen romahtamisen tai aktiivisten aineosien hajoamisen estämiseksi.
Freeze-kuivaustekniikka voi maksimoida biologisen aktiivisuuden, ravinteiden ja materiaalien rakenteellisen eheyden pidättämisen, ja se on erityisen sopiva lämpöherkkien aineiden kuivaamiseen. Esimerkiksi biolääketieteen alalla pakastekuivaustekniikkaa voidaan käyttää biologisten tuotteiden, kuten rokotteiden, vasta-aineiden, entsyymivalmisteiden jne. Pitkän aikavälin säilyttämiseen, niiden aktiivisuuden ylläpitämiseksi ja kuljetuksen ja varastoinnin helpottamiseksi. Elintarvikkeiden jalostuksen alalla pakastekuivaustekniikka voidaan levittää hedelmiin ja vihanneksiin, kahviin, maitojauheen ja muihin elintarvikkeisiin ravinteiden ja tuoreen maun säilyttämiseksi.