1. Zamrznitev izdelkov
Ko je raztopina hitro zamrznjena (temperatura pade za 10~ 50 °Cper minuto), kristaliti ohranjajo velikost vidno pod mikroskopom; nasprotno, ko se počasi zamrzne (1 °C/ min), so kristali, ki so oblikovani, vidni s golim očesom. Nagajivi kristali puščajo veliko vrzel v sublimacijah, kar lahko izboljša učinkovitost zamrzovanja sušenja. Fini kristali po sublimacijah puščajo majhno vrzel, ki ovira sublimacijo spodnje plasti. Končni delci, ki jih proizvaja hitro zamrznitev, so v redu, z odliko enotnega videza, velik v specifični površini, dobro v porozni strukturi, hitro v raztapljanju, in relativno močnejši pri absorpciji vlage končnih izdelkov. Zdravila so predhodno zamrznjena v zamrzovalniku na dva načina: eden je, da so izdelki hlajenje v sušilni pečici hkrati; Druga je, da počakamo, da se polica iz sušilne škatle ohladi na približno -40 °C in nato da izdelek v. Prvi je enakovreden počasni zmrzovanju, medtem ko je slednji med hitrim zmrzovanju in počasnim zmrzovanju, zato se pogosto uporablja za upoštevanje učinkovitosti zamrznitve in kakovosti izdelka. Pomanjkljivost te metode je, da se bo voda v zraku, ko se izdelek da v škatlo, hitro zgostila na polici. Vendar pa je v zgodnji fazi sublimacije, če se temperatura police dvigne hitreje, je zaradi sublimacije velikih površin možno presegati normalno obremenitev kondenzatorja. Ta pojav je še posebej izrazen poleti. Zamrznitev izdelka je v statičnem stanju. Izkušnje so pokazale, da se pojavi pojav superkulitve, kar bo privedlo do tega, da bo temperatura izdelka dosegla evtektično točko, vendar topila še vedno ni kristalizirana. Da bi premagali pojav supercoolinga, mora biti temperatura zamrznitve izdelka nižja od razpona pod evtektično točko, in jo je treba hraniti nekaj časa, dokler se izdelek popolnoma ne zamrzne.
2. Pogoji in hitrost sublimacije
Sublimacija se lahko začne, ko je tlak nasičene pare ledu pri določeni temperaturi višji od delnega tlaka vodne pare v okolici; Sesanje in zajem vodne hlape z kondenzatorjem, ki je nižji od temperature izdelka, je potreben pogoj za ohranjanje sublimacije. Razdalja, ki jo prepotujejo plini med dvema zaporednim trčenjema, se imenuje povprečna prosta pot, ki je v vzvratnem sorazmerju s tlakom. Pod normalnim pritiskom so drobne in sublimirane molekule vode enostavno trčejo v plin in se nato vrnejo na površino vira pare, zato je hitrost sublimacije zelo počasna. Ker se tlak zmanjša pod 13,3Pa, se povprečna prosta pot poveča za 105-krat, zaradi česar je hitrost sublimacije bistveno hitrejša. Molekule vode, ki letijo ven, redko spremenijo svoje vidike in tako tvorijo smerni pretok pare. Vakumska črpalka ima vlogo odstranjevanja plina v zamrzovalnem sušilniku za vzdrževanje nizkega tlaka, potrebnega za sublimacijo. 1 gram vodne hlape je 1,25L pri normalnem tlaku, vendar se pri 13.3Pa razširi na 10.000 L. Za navadne vakumske črpalke ni mogoče črpati tako velike prostornine v enotnem času. Kondenzator dejansko tvori posebno vakumno črpalko za zajem vodne hlape. Temperatura proizvodnje in kondenzacije je običajno -25°C in -50°C. Pri tej temperaturi je nasičeni hlapni tlak ledu 63,3Pa oziroma 1,1Pa, kar ustvarja pomembno razliko v tlaku med sublimacijo površine in kondenzacijo površine. Če je delni tlak ne kondenzativnega plina v sistemu v tem trenutku mogoče zanemarjati, bo spodbujal vodno hlap, sublimirano iz izdelka, da doseže površino kondenzatorja smerno pri določeni hitrosti pretoka in tvori zmrzal. Sublimacija toplote ledu je približno 2822J/ g. Če postopek sublimacije ne oskrbi toplote, lahko izdelek zmanjša svojo notranjo energijo le za kompenzacijo sublimacije toplote, dokler njegova temperatura ne bo enaka temperaturi kondenzatorja in potem se bo sublimacija ustavila. Proizvodu se dobavlja dovolj toplote, da se ohrani temperaturna razlika med sublimacijo in kondenzacijo.
3. Postopek sublimacije
V prvi fazi ogrevanja (faza sublimacije mase) mora biti temperatura izdelka nižja od evtektične točke za razpon. Zato je treba nadzorovati temperaturo police. Če je bil izdelek delno posušen, vendar temperatura presega njegovo evtektično točko, se bo izdelek v tem trenutku stopil. V tem trenutku je taljena tekočina nasičena z ledom, ne pa s topikom, zato se bo posušena raztopina hitro raztopila vanje, na koncu pa se koncentrira v tanki zamrznjeni blok, ki ima slab videz in slabo stopnjo raztapljanja. Če se proizvod topi v poznejši fazi sublimacije, ga bo absorbiral suh porozni trdni zaradi majhne količine taljene tekočine, zaradi česar se po liofilizaciji poškoduje kepo, pri dodajanju vode za raztapljanje pa se lahko tudi ugotovilo, da je stopnja raztapljanja počasna. V procesu sublimacije, čeprav je temperatura police in izdelka precej drugačna, so temperatura plošče, kondenzatorja in sesanja v bistvu nespremenjeni. Torej je sublimacija toplotne absorpcije razmeroma stabilna, temperatura izdelka pa razmeroma stalna. Ker se izdelek suši od zgoraj proti dnu, se upor sublimacije ledu postopoma povečuje. Temperatura izdelka se bo tudi nekoliko zvišala, dokler ledeni kristali ne bodo nevidni golim očesom. V tem času je bilo odstranjenih več kot 90 % vode. Doslej se je proces sublimacije v bistvu končal. Za zagotovitev sublimacije celotne škatle izdelkov je treba temperaturo police še vedno hraniti za eno stopnjo pred drugo stopnjo ogrevanja. Preostali odstotek vode se imenuje preostala voda, ki se razlikuje od proste vode v fizikalnih in kemijskih lastnostih. Preostala voda vključuje kemično kombinirano vodo in fizično kombinirano vodo, kot so kristalizacija kombinirane kristalne vode, voda, ki se veže z beljakovinami prek vodikovih vezi, in voda adsorbirano na trdni površini ali kapilari. Nasičeni hlapni tlak preostale vode se zaradi odpornosti z določeno gravitacijo zmanjšuje v različnih stopinjah, zato se hitrost sušenja očitno zmanjšuje. Čeprav lahko povečanje temperature izdelka spodbuja uplinjanje preostale vode, če presega določeno temperaturo, lahko biološka aktivnost tudi močno pade. Najvišjo temperaturo sušenja, ki zagotavlja varnost proizvodov, je treba določiti s poskusi. Običajno je v drugi fazi temperatura plošče približno 30 °C in je stalno stalna. Na začetku te faze se temperatura izdelka hitro dvigne, ko se temperatura plošče poveča, preostala voda pa manj izhlapeva. Ker pa se temperatura izdelka postopoma približuje temperaturi plošče, toplotna prevodnost postaja počasneja, dolgo časa pa je potrebno, da potrpežljivo počakate. Praktične izkušnje kažejo, da je čas sušenja preostale vode skoraj enak času sublimacije, včasih pa celo presega.
4. Krivunja lyofilizacije
Krivulo za jofilizacijo dobimo s beleženjem spremembe temperature police in temperature izdelka glede na spremembo časa. Tipična krivunja lyophilizationg deli temperaturo police na dve stopnji. Temperatura police se med sublimacijo mase obdrži nizka, ki jo je glede na dejansko stanje na splošno mogoče nadzorovati med -10 °C in 10°C. V drugi fazi se temperatura police ustrezno dvigne glede na lastnosti izdelka. Ta metoda je primerna za izdelke z nizko tališče. Če delovanje izdelka ni znano in je delovanje stroja slabo ali pa njegovo delo ni dovolj stabilno, je varneje uporabljati to metodo. Če je evtektična točka izdelka visoka, se lahko vakumska stopnja sistema dobro vzdržuje, hlajenje kondenzatorja pa zadostuje, potem se lahko sprejme določena stopnja ogrevanja, da se temperatura police dvigne na najvišjo dovoljeno temperaturo, dokler se ne konča jofilizacija. Vendar je treba zagotoviti tudi, da temperatura izdelka med množično sublimacijo ne sme presegati evtektične točke. Če je izdelek nesprejemljiv za segrevanje, temperatura plošče druge stopnje ne sme biti preveč visoka. Da bi izboljšali hitrost sublimacije v prvi fazi, se temperatura police lahko poveča nad najvišjo dovoljeno temperaturo izdelka hkrati; Ko je stopnja sublimacije mase v osnovi končana, se temperatura police zniža na najvišjo dovoljeno temperaturo. Čeprav sta slednji dve metodi izboljšali hitrost množičnega sublimacije, se bo sposobnost proti interferencem ustrezno zmanjšala, nenadno zmanjšanje vakumskega stopnje in zmogljivost hlajenja ali izpad električne energije pa se lahko topi. Razumen in fleksibilen pristop k prvi metodi je danes vse pogostejša metoda.