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四環凍干食品凍干機的冷凍干燥過程實際上是水的物態變化及其轉移過程。含有大量水分的生物制品先凍結成固體，然后在真空狀態下由固態冰直接升華成水蒸汽，水蒸汽又在冷凝器內凝華成冰霜，干燥結束后冰霜熔化排出。在凍干箱內得到了需要的冷凍干燥產品，。

在凍干過程有二個放熱過程和二個吸收過程：液體生物制品放出熱量凝固成固體生物制品為放熱過程;固體生物制品在真空下吸收熱量升華成水蒸汽為吸熱過程;水蒸汽在冷凝器中放出熱量凝華成冰霜為放熱過程;凍干結束后冰霜在冷凝器中吸收熱量熔化成水為吸熱過程。

整個凍干過程中進行著熱量和質量的傳遞現象。熱量的傳遞貫穿冷凍干燥的全過程中。預凍階段、干燥的階段和階段以及化霜階段均進行著熱量的傳遞;質量的傳遞在干燥階段進行，凍干箱制品中產生的水蒸汽到冷凝器內凝華成冰霜的過程，實際上也是質量傳遞的過程，只有發生了質量的傳遞,產品才能獲得干燥。在干燥階段，熱的傳遞是為了質的傳遞，改善熱的傳遞也能改善質的傳遞。

四環凍干食品凍干機的預凍溫度和維持時間若預凍沒有凍好，或凍結不實，在進入階段升華干燥時，物料可能出現“沸騰"現象，或凍干后制品表面凹凸不平，影響外觀；如果冷的過低，則浪費了能源和時間。預凍所需的時間要根據不同的具體條件來確定。但總的原則是，應使制品的各部分*凍實。

升華界面的溫度(或供熱量)和水蒸汽逸出制品的能力前者主要由隔板的溫度和干燥箱的壓力(真空度)所決定，而后者主要由升華界面的溫度(對應的水蒸汽飽和壓力)和箱內的水蒸汽分壓所決定。