גישה תלת-שלבית לעקרון העבודה
השלב הראשוני שקדם לתהליך הקפאה.החומר מציג הקפאה מהירה בטמפרטורות נמוכות, וכתוצאה מכך היווצרות מבנה גביש קרח אחיד. חובה שקצב הקירור יוסדר בקפדנות על מנת לעקוף את היווצרותם של גבישי קרח משמעותיים, אשר אם לא נבדקים, עלולים לגרום לקרע של התאים. העיצוב המדויק של עקומת בקרת הטמפרטורה מאפשר היווצרות רשת גבישי קרח עדינה ואחידה, אשר בתורו מספקת שטח פנים גדול יותר לסובלימציה לאחר מכן ובכך משפר את יעילות הייבוש.
לאחר שלב ראשוני זה, החומר נתוןתהליך ייבוש סובלימציהו בהיעדר לחץ אטמוספרי, גבישי קרח עוברים סובלימציה ישירה ליצירת אדי מים. מערכת הוואקום מתפקדת לשמירה על לחץ נמוך בתא (בדרך כלל נע בין 10 ל 100 פא). במקביל, מערכת הקירור פועלת כדי להבטיח ירידה עקבית בטמפרטורת המלכודת הקרה, החל מתואר -50 ל -80. התוצאה היא עיבוי אדי מים על פני המלכודת הקרה. חובה ששלב זה מכויל בקפדנות כדי להבטיח שיווי משקל בין הטמפרטורה של לוחית החימום לרמת הוואקום. זה כדי למנוע את הפוטנציאל להתחממות יתר של החומר או שיעור הסובלימציה שאינו מספק.
שלב הייבוש ברזולוציההוא התהליך שבאמצעותו החומר עובר טרנספורמציה מנוזל למצב מוצק. לאחר סובלימציה, כ -10% מהמים המשולבים נשמרים בתוך החומר. חובה להעלות בהדרגה את הטמפרטורה של לוחית החימום על מנת לפרק את הקשרים הבין -מולקולריים הקושרים מולקולות מים ומולקולות חומר, ובכך להקל על תהליך הייבוש העמוק. בשלב זה, יש להסדיר בקפדנות את שיפוע הטמפרטורה כדי למנוע את קריסת מבנה החומר או את השפלת החומרים הפעילים.
טכנולוגיית ייבוש הקפאה יכולה למקסם את שמירת הפעילות הביולוגית, חומרים מזינים ושלמות מבנית של חומרים, ומתאימה במיוחד לייבוש חומרים רגישים לחום. לדוגמה, בתחום הביו-רפואה, ניתן להשתמש בטכנולוגיית ייבוש הקפאה לשימור ארוך טווח של מוצרים ביולוגיים כמו חיסונים, נוגדנים, תכשירי אנזים וכו ', כדי לשמור על פעילותם ולהקל על הובלה ואחסון. בתחום עיבוד המזון, ניתן ליישם טכנולוגיית ייבוש הקפאה על פירות וירקות, קפה, אבקת חלב ומזונות אחרים כדי לשמור על חומרים מזינים וטעם טרי.