冷凍干燥是用于干燥或保存易腐物質，而不破壞其物理結構的過程，該過程從食物和其他物質中提取水，使其保持穩定，并可在室溫下長時間儲存。冷凍干燥通過稱為升華的過程進行。在這個過程中，需要冷凍干燥的材料首先被冷凍到特定溫度，以便材料中的水含量變成冰，然后溫度升高，壓力在近乎的真空中降低，使冰升華為水蒸氣實際上熔化了材料，將這種水蒸氣收集在冷凝器中，使其冷凝成冰。冷凍干燥的主要目的是，產品應該很好地溶于水，并且應該具有與初始材料相同的特性。
冷凍干燥意味著物質從固態轉變為蒸汽態而不通過稱為液相的中間相，三點是材料的固相和液相可以共存的溫度。溫度和壓力是決定物質存在階段的兩個主要因素，對于特定階段中存在的每種物質，溫度和壓力必須在商定的范圍內，否則該階段就不存在。例如對于冰的存在，它需要特定的溫度和壓力，沒有它，可能變成水或水蒸氣。
冷凍干燥過程早在很多年前就已為人所知，但是在第二次世界大戰期間，美國不得不將血清送到歐洲進行醫學治療，需要對血清進行冷藏，但是根據需要無法獲得該設施，因此血清在實際到達接受者之前被破壞，為了克服這個問題，他們開始使用冷凍干燥工藝冷凍干燥血清，之后它具有化學穩定性和可行性，它不需要冷藏。該過程的成功導致該技術應用于，現在這已成為保存生物材料的非常重要的技術，應用該技術的一些領域是藥品，食品加工，恢復水損壞的文件，用于碳氫化合物分析的化學工業，陶瓷制造等。
冷凍干燥過程本身包括四個主要階段或步驟，它們是預處理階段，冷凍階段，初級干燥階段和二級干燥階段。預處理階段包括在材料實際冷凍之前對材料的任何處理。處理可以用于各種目的，并且根據材料的用途和取決于其自身的特性，不同的材料將需要不同的處理。有時進行預處理，以使材料滿足冷凍干燥過程的需要，例如以提高材料承受冷凍干燥過程和時間的能力，并改善最終產品的質量。
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