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冷凍干燥是指通過升華從凍結的生物產品中去除水分或其他溶劑的過程。升華指的是溶劑，比如水，像干冰一樣，不經過液態，從固態直接變為氣態的過程。冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干。傳統的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。在冰凍干燥過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位置上的堅冰支持著。
在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。在實驗室中，凍干有很多不同的用途，它在許多生物化學與制藥應用中是*的。它被用來獲得可長時期保存的生物材料。在-30℃時，凍干過程就是將固體的冰升華為氣體。當真空度達到300Pa的時候，在0℃左右開始蒸發，使物料迅速干燥。凍干食品的水分小于3%，可以存放十年之久。