Триступеневий підхід до принципу роботи
Початковий етап, що передує процесу заморожування.Матеріал демонструє швидке замерзання при низьких температурах, що призводить до утворення рівномірної структури кристала льоду. Обов’язково, щоб швидкість охолодження ретельно регулювалася, щоб обійти утворення істотних кристалів льоду, які, якщо його не перевіряти, можуть призвести до розриву клітин. Точна конструкція кривої контролю температури полегшує утворення тонкої, рівномірної кришталевої мережі льоду, яка, в свою чергу, забезпечує більшу площу поверхні для подальшої сублімації і, таким чином, підвищує ефективність сушіння.
Після цього початкового етапу матеріал піддаєтьсяпроцес сублімації сушіння. За відсутності атмосферного тиску кристали льоду зазнають прямої сублімації для утворення водяної пари. Вакуумна система функціонує для підтримки низького тиску в камері (як правило, від 10 до 100 па). Одночасно працює холодильна система, щоб забезпечити послідовне зниження температури холодної пастки, починаючи від -50 ступеня до -80 ступеня. Це призводить до конденсації водяної пари на поверхні холодної пастки. Обов’язково, щоб ця стадія була ретельно калібрована, щоб забезпечити рівновагу між температурою нагрівальної пластини та рівнем вакууму. Це полягає в тому, щоб запобігти потенціалу перегріву матеріалу або швидкості сублімації, який є недостатнім.
Етап сушіння роздільної здатності- це процес, за допомогою якого речовина зазнає перетворення з рідини в твердий стан. Після сублімації приблизно 10% комбінованої води зберігається в матеріалі. Необхідно поступово підвищувати температуру нагрівальної пластини, щоб розпустити міжмолекулярні зв’язки, які пов'язують молекули води та молекули матеріалу, тим самим полегшуючи процес глибокого висихання. На цьому етапі градієнт температури повинен бути ретельно регульований для запобігання колапсу структури матеріалу або деградації активних інгредієнтів.
Технологія заморожування може максимізувати утримання біологічної активності, поживних речовин та структурної цілісності матеріалів і особливо підходить для сушіння теплотійних речовин. Наприклад, у галузі біомедицини технологія заморожування може бути використана для тривалого збереження біологічних продуктів, таких як вакцини, антитіла, препарати ферментів тощо, для підтримки своєї активності та полегшення транспорту та зберігання. У галузі переробки харчових продуктів технології заморожування можна наносити на фрукти та овочі, каву, молочний порошок та інші харчові продукти, щоб утримати поживні речовини та свіжий смак.