冻干工艺原理
冻干的原理
冻干的原理冻干技术是一种将物质在低温下冷冻，然后在真空环境下将水分从物质中蒸发掉的技术。
这种技术可以用于食品、药品、化妆品等领域，可以延长物质的保质期，保持其原有的营养成分和口感。
冻干技术的原理是利用低温下水分的物理性质，将物质中的水分转化为固态冰，然后在真空环境下将冰直接转化为水蒸气，从而达到干燥的效果。
这种技术可以避免高温下物质的化学反应，保持物质的原有性质和营养成分。
在食品领域，冻干技术可以用于制作各种干果、蔬菜、肉类等食品。
这种技术可以保持食品的原有口感和营养成分，同时延长食品的保质期。
例如，冻干草莓可以保持草莓的原有口感和营养成分，同时可以在不加防腐剂的情况下保存数年之久。
在药品领域，冻干技术可以用于制作各种药品，例如疫苗、抗生素等。
这种技术可以保持药品的原有活性成分，同时延长药品的保质期。
例如，冻干疫苗可以在不加防腐剂的情况下保存数年之久，同时保持疫苗的原有活性成分。
在化妆品领域，冻干技术可以用于制作各种化妆品，例如面膜、精华液等。
这种技术可以保持化妆品的原有成分和效果，同时延长化妆品的保质期。
例如，冻干面膜可以在不加防腐剂的情况下保存数年之久，同时保持面膜的原有成分和效果。
冻干技术的优点是可以保持物质的原有性质和营养成分，同时延长物质的保质期。
这种技术可以避免高温下物质的化学反应，保持物质的原有性质和营养成分。
同时，冻干技术可以在不加防腐剂的情况下保存物质，避免了防腐剂对人体的危害。
冻干技术的缺点是设备成本较高，同时生产过程较为复杂。
此外，冻干技术需要在低温下进行，需要消耗大量的能源。
冻干技术是一种可以延长物质保质期，保持物质原有性质和营养成分的技术。
这种技术可以用于食品、药品、化妆品等领域，可以提高产品的品质和降低产品的成本。
随着科技的不断进步，冻干技术将会得到更广泛的应用。
冷冻干燥工艺流程及其应用.doc
冷冻干燥工艺流程及其应用目录冷干燥工的原理及特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯真空冷干燥机成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷干燥工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯食品冷干燥技的运用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯干食品的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯我国食品干技面的⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷干燥工的用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷冻干燥工艺流程及其应用1冷冻干燥工艺的原理及特点1.1 冷冻干燥工艺原理冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。
然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态 ,且制品复水性极好。
然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥，等升华结束后再进行解吸干燥，除去部分结合水，从而获得干燥的产品的技术。
冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥（升华干燥）、二次干燥（解吸干燥）、和密封保存五个步骤。
利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。
产品在冻结之后置于一个低水气压下 ,这时包含冰的升华 ,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。
与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。
实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
1：水的平衡相图图1.2 冷冻干燥工艺存在的优缺点1.2.1 冷冻干燥工艺的优点（1）冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏 ,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着 ,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。
这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性 ;（2）蛋白多肽类药物在高温下容易变性 ,造成干燥后生物活性的降低 ;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱 ,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常[1] ;适合（3）冷冻干燥的药剂为液体 ,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术，又称为冻干技术或冷冻脱水技术，是一种将水分从物质中移除的方法。
其原理基于物质在低温条件下转变为冰的特性，通过控制温度和压力，将冰从物质中直接转变为气态，从而使物质得以干燥。
冷冻干燥技术一般包括三个步骤：冷冻、真空和加热。
具体来说，冷冻干燥技术的原理如下：
1. 冷冻：将物质放置在低温环境中，通常是在-40°C以下的温
度下。
在低温下，物质中的水分会凝结成冰。
这个步骤的目的是使物质中的水分转变为固态，以便后续的干燥过程。
2. 真空：在低温环境中形成的冰被加热，同时施加低压。
在低压的作用下，冰的固态转变为气态，即直接从固态转变为水蒸气，而跳过了液态的过程。
这个步骤被称为升华(sublimation)。
真空的作用是提供一个低压环境，使水分从冰的固态直接蒸发为气态，而不是通过液态。
3. 加热：在真空中，将物质加热，以加快水分的升华速度，并确保将所有的水分从物质中完全移除。
加热还有助于恢复物质的原始形态和性质，避免水分的再吸收。
通过冷冻干燥技术，物质中的水分可以有效地被移除，同时保持物质的结构和性质。
这项技术广泛应用于食品、药品、化妆品、生物制品等领域，能够延长物质的保质期，并保持其原始特性。
冻干工艺的原理范文
冻干工艺的原理范文
冻干工艺，也被称为冷冻干燥或减压冻脱水，是一种用于将水分从生
物材料或食品中去除的工艺。
它的原理基于以下几个步骤：冷冻、干燥和
脱压。
首先，冷冻阶段能够将生物材料或食品迅速冷却到非常低的温度。
这
个过程有助于减慢水分的活动，并促使水从生物材料中结晶出来。
通过控
制冷冻速度和温度，可以改变水结晶的方式和大小，从而影响后续干燥过
程中的水分去除效果。
较快的冷冻速度通常能够获得较小的晶体尺寸，这
对于保持生物材料的结构完整性很重要。
接下来是干燥阶段，在这个阶段，通过适当的真空和温度条件，将已
冻结的生物材料或食品中的水转化为气态。
干燥的过程需要在低压环境下
进行，以减小水分的沸点，从而使水分能够在较低温度下转化为气体，而
不会造成材料的过度加热或破坏。
同时，适当的温度能够提供足够的能量，以促进水分的转化并加快干燥速度。
最后，脱压阶段发生在干燥结束后。
在此阶段，为了移除残留的水分
和揮发溶剂，逐渐减小真空环境的压力。
通过脱压，可以将溶剂和水分从
材料中完全去除，以保持干燥后的材料的稳定性和质量。
脱压还有助于减
小材料中气体的残留量，以防止后续贮存和包装过程中产生气泡和膨胀。
总结起来，冻干工艺的原理是通过将生物材料或食品冷冻、干燥和脱
压的步骤，将其中的水分转化为气体，并从材料中去除，以实现快速而有
效地去除水分的目的。
这种工艺对于保持材料的结构完整性、延长贮存时
间和提高产品质量都具有重要意义。
同时，冻干工艺还可以应用于多个领域，如制药、食品加工和生物科技等。
冻干技术的原理和应用
冻干技术的原理和应用1. 冻干技术的原理冻干技术（也称为减压冻干技术或冷冻干燥技术）是一种将液态物质经过冷冻处理，然后通过减压蒸发高效去除水分的方法。
其原理主要包括以下几个步骤：•冷冻：液态物质（如药物、食品等）被置于低温环境中，使其迅速冷冻成固态。
•减压：在低温的状态下，通过加入适量的热量，使冻结的物质转化成气体，并通过负压系统去除。
•干燥：经过减压环境，物质由冰直接转化为水蒸气，不经过液态的过程，有效保留物质的活性。
冻干技术的原理是基于物质的三相变化过程，通过将物质从固态转化为气态，避免了液相的存在，在蒸发过程中维持了物质分子的结构，并有效保存了物质的特性。
2. 冻干技术的应用冻干技术在多个领域都有广泛的应用，包括药物、食品、生物材料等，下面将分别介绍其在不同领域的具体应用。
2.1 药物领域•保留活性成分：冻干技术可以在低温下将药物迅速冷冻，并通过减压的方式除去水分，有效地保留了药物的活性成分。
这使得冻干药物在长时间保存期间能够保持良好的药效，延长了药物的有效使用时间。
•方便使用和储存：冻干技术可以将药物转化为固态粉末或薄片的形式，使其便于保存和携带。
在需要使用时，只需加入适量的溶剂溶解即可恢复成液态药物，方便患者的服用。
•提高稳定性：冻干技术可以去除药物中的水分，降低了药物的易溶性和反应性。
这不仅可以提高药物的稳定性，延长其保质期，还可以减少药物在储存和运输过程中的损失。
2.2 食品领域•保持食品的口感和营养：冻干技术可以在保持食品的原始形状和颜色的同时，有效地去除水分。
这可以保持食品的口感和品质，并避免了食品在冷冻过程中的结晶损伤。
冻干的食品还可以保留其营养成分，延长其食用期限。
•方便携带和储存：冻干技术可以将食品转化为轻便的干燥固体，体积小、重量轻，便于携带和储存。
这使得冻干食品成为远足、露营和长途旅行等户外活动的理想伙伴。
•避免添加剂：冻干技术可以有效延长食品的保质期，避免使用化学防腐剂和添加剂，保持食品的天然和健康。
冷冻干燥机的工作原理冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种
冷冻干燥机的工作原理冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干（lyophilization）。
物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。
干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。
在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。
冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。
主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。
它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份（冰）直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。
物料经前处理后，被送入速冻仓冻结，再送入干燥仓升华脱水，之后在后处理车间包装。
真空系统为升华干燥仓建立低气压条件，加热系统向物料提供升华潜热，制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。
本设备采用高效辐射加热，物料受热均匀；采用高效捕水冷阱，并可实现快速化霜；采用高效真空机组，并可实现油水分离；采用并联集中制冷系统，多路按需供冷，工况稳定，有利节能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。
对冻干制品的质量要求是：生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快，残余水分低。
要获得高质量的制品，对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。
冻干工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。
合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。
一制品的冻结溶液速冻时（每分钟降温10~50℃），晶粒保持在显微镜下可见的大小；相反慢冻时（1℃/分），形成的结晶肉眼可见。
粗晶在升华留下较大的空隙，可以提高冻干的效率，细晶在升华后留下的间隙较小，使下层升华受阻，速成冻的成品粒子细腻，外观均匀，比表面积大，多孔结构好，溶解速度快，便成品的引湿性相对也要强些。
冻干 原理
冻干原理
冻干，又称为冷冻干燥或低温干燥，是一种将物质经过冷冻后，利用低气压下的升华过程将水分从固体直接转化为气体的干燥方法。
其原理基于三个关键步骤：冷冻、升华和真空。
首先，冷冻是将物质迅速冷却到低温，通常在摄氏零下50至-80度之间。
通过这一步骤，水分以固态形式凝结，将物质冻结，防止其分解和腐败。
随后，物质进入升华阶段。
在高真空条件下，注入热量使冻结的水分直接从固态转化为气态，而不经过液态的过程。
这一过程称为升华，其中水分由冻干物质转化为水蒸汽，跳过了液态的中间阶段。
升华既能够有效干燥样品，又能够保持样品的结构完整性和活性成分。
最后，真空环境下的低气压有助于加速水分从冻干物质中挥发的速度。
真空条件下，水分的蒸发点低于摄氏零度，所以水分固化为冰花或结晶状态时，会直接由固态转化为气态，而无需先转化为液态。
这样的特性有助于去除水分，从而实现了更高效的干燥效果。
冻干的原理在许多领域有着广泛的应用，特别是在制药、食品、生物技术和化学工业中。
该方法保留了样品的活性成分和结构，避免了常规热干燥过程可能引起的损失和降解。
由于物质在冻干的过程中保持了原始的形态和化学性质，因此冻干的产品更易于储存、运输和重新激活，具有更长的保质期和更高的稳定性。
冷冻干燥技术原理讲解
冷冻干燥技术原理讲解冻干技术，也被称为冷冻干燥或低温干燥，是一种将含水物质从冰冻状态直接转变成气态的方法。
在这个过程中，水分被移除，而保持原始材料的化学和物理特性。
冷冻干燥广泛应用于食品、医药、化妆品等领域，其原理和过程如下：1.冷冻：冻干过程的第一步是将待处理的物质冰冻。
通常使用低温冷冻器将物质温度降至约-40°C至-50°C，并使其成为坚硬的固体。
这是因为当物质处于冰冻状态时，水分分子在固体水晶结构中密集排列，防止它们与其他物质发生反应。
2.减压：冷冻后，物质被转移到真空容器中以进行减压处理。
减压对于冷冻干燥至关重要，它使水从固体状态转变为气态，跳过液态阶段，这个过程称为升华。
减压减少了水分为过渡态液体的机会，从而降低其对物质的影响。
3.升温：在减压处理期间，温度逐渐升高。
由于压强的减小，水分分子会从冻结状态升华为水蒸气，同时继续保持物质的原始形态。
升温过程的控制很重要，它能够确保水分分子从物质中顺利移除，而不会对结构和性质产生不可逆的影响。
4.封闭：升温过程完成后，将干燥物质封闭于真空容器中。
这一步骤主要为了防止局部水分的重新吸收。
由于温度较高，容器内的蒸汽也会显著增加，所以需要设立一个回收系统来回收水分并避免对环境产生负面影响。
1. Sublimation（升华）：尽管温度上升，但减压的存在使水分分子从固态转化为气态，从而避免物质的液态阶段。
这就是为什么冷冻干燥被称为“桥接”过程，因为它直接将物质从冰冻状态转化为气态，而不是经过液相。
2. Desorption（解吸）：物质在冷冻过程中被冻结，并在减压期间解吸出水分。
由于较低的温度和压力，水分分子能够轻松地从物质中移动，从而保持物质的结构和特性不受影响。
3. Diffusion（扩散）：在冷冻干燥期间，物质的温度逐渐升高，水分分子从物质中扩散到环境中。
这是通过通过真空系统中的气流或较高温度的热辐射实现的。
总的来说，冷冻干燥技术通过将待处理物质冷冻、减压、升温和封闭，使水分分子从固态直接升华为水蒸气。
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冻干工艺原理第一节冷冻干燥的原理一、冻干的概念、目的及应用冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。
然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。
利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。
产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。
与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。
实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
真空冷冻干燥技术主要应用于：(1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干；(2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组织的处理；(3)以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、果蔬的冻干；(4)在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。
以保持生鲜物质不变性的人参、蜂皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工；(5)超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速反应工程的催化剂的处理等。
二、冷冻干燥的原理及优点1、水的状态平衡图物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。
图1-1示出水（H2O）的状态平衡图。
图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。
分别称为溶化线、沸腾线和升华线。
此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。
箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。
曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。
若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。
三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。
在三相点以下，不存在液相。
若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会不经液相直接变成汽相，这一过程称为升华。
真空冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。
干燥过程是水的物态变化和移动的过程。
这种变化和移动发生在低温低压下。
因此，真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理。
2、冷冻干燥的优点冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：（1）冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用。
如蛋白质、微生物之类，不会发生变性或失去生物活力。
（2）在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行。
因此能保持原来的性状。
（3）在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。
（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。
（5）在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。
（6）干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不变质。
第二节冷冻干燥的一般过程需要冻干的物品需配制成一定浓度的液体，为了能保证干燥后有一定的形状，一般冻干产品应配制成含固体物质浓度在4%～25%之间的稀溶液，以浓度为10%～15%最佳。
这种溶液中的水，大部分是以分子的形式存在于溶液中的自由水；少部分是以分子吸附在固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基团上的结合水。
固定于生物体和细胞中的水，大部分是可以冻结和升华的自由水，还有一部分不能冻结、很难除去的结合水。
冻干就是在低温、真空环境中除却物质中的自由水和一部分的吸附于固体晶格间隙中的结合水。
因此，冷冻干燥过程一般分三步进行，即预冻结、升华干燥（或称第一阶段干燥）、解析干燥（或称第二阶段干燥）。
一、预冻结预冻就是将溶液中的自由水固化，赋予干后产品与干燥前相同的形态，防止抽空干燥时起泡、浓缩和溶质移动等不可逆变化发生，尽量减少由温度引起的物质可溶性减少和生命特性的变化。
1、预冻的方法溶液的预冻方法有两种：冻干箱内预冻法和箱外预冻法。
箱内预冻法是直接把产品放置在冻干机内的多层搁板上，由冻干机的冷冻机来进行冷冻，大量的小瓶和安瓶进行冻干时为了进箱和出箱方便，一般把小瓶或安瓶分放在若干金属盘内，再装进箱子，为了改善热传递。
有些金属盘制成可抽活底式，进箱时把底抽走，让小瓶直接与冻干箱的金属板接触；对于不可抽底的盘子，要求盘底平整，以获得产品的均一性。
采用旋冻法的大血浆瓶要事先冻好后加上导热用的金属架后再进箱进行冷冻。
箱外预冻法有二种方法。
有些小型冻干机没有进行预冻产品的装置，只能利用低温冰箱或酒精加干冰来进行预冻。
另一种是专用的旋冻器，它可把大瓶的产品边旋转边冷冻成壳状结构，然后再进入冻干箱内。
还有一种特殊的离心式预冻法，离心式冻干机就采用此法。
利用在真空下液体迅速蒸发，吸收本身的热量而冻结。
旋转的离心力防止产品的气体逸出，使产品能“平静地”冻结成一定的形状。
转速一般为800转/分左右。
2、预冻的过程：水溶液温度降到一定时，根据溶液共晶浓度，浓度淡溶液里开始结冰，这个温度就叫结冰点。
一般来说结冰点受浓度的支配与浓度一起下降。
溶液温度低于结冰点时，溶液中的一部分会结晶析出，剩下的溶液浓度将会上升，就这样结冰点下降，接着继续冷却，冰结晶随着冷却而增加，剩下的溶液浓度随之而增大。
可是温度降到某一点时剩下的溶液就全部冻结，这时的冻结物里混杂着冰晶体，这时的温度就是共晶点。
溶液需过冷到冰点以后，其内产生晶核以后，自由水才会开始以冰的形式结晶，同时放出结晶热使其温度上升到冰点，随着晶体的生长，溶液浓度的增加，当浓度达到共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就会全部冻结。
溶液结晶的晶粒数量和大小除了与溶液本身的性质有关以外，还与晶核生成速率和晶体生长速率有关。
而晶核生成速率和晶体生长速率这两个因素又是随温度和压强的变化而变化的，因此，我们可以通过控制温度和压强来控制溶液结晶的晶粒数量和大小。
一般来说，冷却速度越快，过冷温度越低，所形成的晶核数量越多，晶体来不及生长就被冻结，此时所形成的晶粒数量越多，晶粒越细；反之晶粒数量越少，晶粒越大。
晶体的形状也与冻结温度有关。
在0oC附近开始冻结时，冰晶呈六角对称形，在六个主轴方向向前生长，同时，还会出现若干副轴，所有冰晶连接起来，在溶液中形成一个网络结构。
随着过冷度的增加，冰晶将逐渐丧失容量辨认的六角对称形式，加之成核数多，冻结速度快,可能形成一种不规则的树枝型，它们有任意数目的轴向柱状体，而不象六方晶型那样只有六条。
生物体液（如血液血浆、肌肉浆液、玻璃体液等）结冰形成的结晶单元，往往与单一成分的水溶液形成的冰晶类型相似。
结晶类型主要取决于冷却速度和体液浓度，例如血浆、肌肉浆液等在正常浓度下结冰时，在较高零下温度、慢冷却速度下形成六方结晶单元，快速冷却至低温时形成不规则树枝状晶体。
细胞悬浮液（如红血球、白血球、精子、细菌等悬浮于蒸馏水、血浆或其他悬浮介质中），在高零下温度缓慢结冰时，悬浮液中大量的冰生长，将细胞挤在两冰柱之间的狭窄管道中，管道内的悬浮介质因水析出结冰而溶质浓缩，细胞内的水通过细胞膜渗透出细胞，又造成细胞内溶质的浓缩。
与此同时，胞外冰的生长，还将迫使细胞物质体积缩小、变形。
但此时细胞内不结冰。
当在低温下快速结冰时，则细胞内将形成胞内冰。
冰的大小、形状和分布与冷却速度、保护剂的存在与否、保护剂的性质以及细胞内水的含量有关，一般说来，冷却速度越快、温度越低，细胞内形成的冰越多。
悬浮液中添加非渗透性保护剂，可以使快速结冰时细胞内形成的冰数目减少。
溶液结晶的形式对冻干速率有直接的影响。
冰晶升华后留下的空隙是后续冰晶升华时水蒸气的逸出通道，大而连续的六方晶体升华后形成的空隙通道大，水蒸汽逸出的阻力小，因而制品干燥速度快，反之树枝形和不连续的球状冰晶通道小或不连续，水蒸汽靠扩散或渗透才能逸出，因而干燥速度慢。
因此仅从干燥速率来考虑，慢冻为好。
此外，冻结的速率还与冻结设备的种类、能力和传热介质等有关。
预冻会对细胞和生命产生一定的破坏作用，其机理是非常复杂的，一般认为，预冻过程中水结冰所产生的机械效应和溶质效应是引起生化药品在冻干过程中失活或变性的重要因素。
机械效应是指水结冰时体积增大，致使活性物质活性部位中一些弱分子力键受到破坏，从而使活性损失；溶质效应是指水结冰以后引起溶质浓度上升以及由于各种溶质在各种温度条件下溶解度变化不一致引起pH值的变化，导致活性物质所处的环境发生变化而造成失活或变性。
对这种现象可采用下列措施解决：①预冻采用速冻法，先将搁板温度降至－45OC，再放入产品急速冷冻，形成细微冰晶，使其来不及产生机械效应。
②选用缓冲剂时要选用溶解度相当的缓冲配对盐。
③加入产品保护剂。
升华阶段时间的长短与下列因素有关：①产品的品种：共熔点温度较高的产品容易干燥，升华的时间短些；②每瓶内的装量（正常的干燥速率大约为1mm/h）、总装量、玻璃容器的形状、规格；③升华时提供的热量；④冻干机本身的性能二、升华干燥（第一阶段干燥）升华干燥也称为第一阶段干燥。
将冻结后的产品置于密封的真空容器中加热，其冰晶就会升华成水蒸汽逸出而使产品脱水干燥。
干燥是从外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后残留下的空隙变成尔后升华水蒸汽的逸出通道。
已干燥层和冻结部分的分界面称为升华界面。
在生物制品干燥中，升华界面约为每小时1mm的速度向下推进。
当全部冰晶除去时，第一阶段干燥就完成了，此时约除去全部水分的90%左右。
产品在升华干燥时要吸收热量，一克冰全部变成水蒸汽大约需要吸收670卡左右的热量。
因此升华阶段必须对产品进行加热。
当冻干箱内的真空度降至10Pa（可根据制品要求而定）以下，就可以开始给制品加热，为产品升华提供能量，且冻干箱内的真空度应控制在10-30Pa之间最有利于热量的传递，利于升华的进行。
第一阶段升华干燥是冷冻干燥的关键阶段，大部分的水在这一阶段被升华。
若控制不好，会直接影响产品的外观质量和冻干时间。
若搁板的温度过高，搁板向产品提供的热量大于水分升华所吸收的热量，则产品温度持续上升，当产品温度超过其共熔点时，则产生喷瓶或瓶底变空的现象，影响产品的外观质量。
赋形剂的选择和用量对冻干生化药品的外观影响很大。
由于各个产品的性质不相同、配方各不同、离子浓度各不相同，对赋形剂选择和用量要求各不一样，若控制不好，冻干后的产品外观成为不易溶解的蜂窝状或粉状，而不能成为结构疏松、易于溶解的网状结构，影响药品的外观质量。