凍干溶液一般都是配置成含固體物質(zhì)4%-25%的稀溶液。溶液里水的組成：
1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。
2、少部分是吸附于固體物質(zhì)晶格間隙中或以氫鍵方式結合在一些極性基因團上的結合水。
3、固定于生物體和細胞中的水，大部分也是可以凍結和升華的自由水。也含有一些不能凍結、很難去除的結合水。
凍干的目的就是在低溫、真空環(huán)境中除去物質(zhì)中的自由水和一部分吸附于固體晶格間隙中的吸附水。凍干過程分為以下幾個步驟：
預凍結：
預凍是將溶液中的自由水固化，賦予干后產(chǎn)品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化發(fā)生。
溶液在凍結過程中，需過冷到冰點以下，其內(nèi)產(chǎn)生晶核以后，自由水才開始以冰的形式結晶，同時放出結晶熱，使其溫度上升到冰點，隨著晶體的生長，溶液濃度增加，當濃度到達共晶濃度，溫度下降到共晶點以下時，溶液就全部凍結。
冷卻速度愈快，過冷溫度越低，所形成的晶核數(shù)量越多，晶體來不及生長就被凍結，形成的晶粒數(shù)量越多，晶粒也細。冷卻速度慢，形成的晶粒數(shù)量越少，晶粒也粗大。凍干制品升華前，必須凍結到一定的溫度，這個溫度應設在制品的共熔點以下10至20℃左右，如不經(jīng)過預凍直接抽真空，當壓力降到一定程度時，液體就會被抽去。這種情況也叫蒸發(fā)，這種蒸汽叫做不飽和蒸汽，如果制品凍結不實而抽真空，液體中的氣體迅速逸出而引起“沸騰”的現(xiàn)象。制品如在“沸騰”中凍結，有部分可能逸出瓶外，引起藥物損失或使制品表面凹凸不平。由此可見，共熔點的溫度是保證產(chǎn)品正常干燥的安全的溫度，只能比它低，不能高于共溶點溫度。
升華干燥（一次干燥）
將凍結后的產(chǎn)品置于一閉的真空容器中加熱，其冰晶就會升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品脫水干燥。干燥是從外表面開始逐步向內(nèi)推移的，冰晶升華后殘留的空隙變成爾后升華水蒸氣的逸出通道。升華所需的熱量由以下幾種途徑得到：固體的傳導，輻射，氣體的對流。
產(chǎn)品升華時受以下幾個溫度限制：
產(chǎn)品凍結部分的溫度應低于產(chǎn)品共溶點的溫度。產(chǎn)品干燥部分的溫度要低于其崩解溫度或容許的最高溫度（不燒焦或性變）。最高擱板溫度。
解析干燥（二次干燥）
第一階段干燥是將水以冰晶的形式除去，因此其溫度和壓力都必須控制在產(chǎn)品共溶點以下，才不使冰晶溶化。對于吸附水，由于其吸附能量高，如果不提供足夠的能 量，水就不可能從吸附中解析出來。為了使解析出來的水蒸氣有足夠的推動力逸出產(chǎn)品，必須使產(chǎn)品內(nèi)外形成較大的蒸汽壓差，所以箱體內(nèi)要保持高真空。第二階段干燥后，產(chǎn)品殘余水分的含量一般可以控制在0.4%-4% 之間。
