凍干皮膚在醫學上的臨床應用研究始于20世紀50年代。動物皮膚的凍干目的是用于對藥物經皮膚滲透性的研究。

豬丹毒疫苗主要用于生豬生產中防疫。早在20世紀50年代，就有獸醫藥企業對豬丹毒疫苗的凍干進行了生產試驗，給出了凍干工藝。之后又不斷對豬丹毒疫苗的凍干工藝進行改進。

冰核細菌大量附生于植物表面，并在-2～-5℃以下具有很強的冰核作用，在人工降雨降雪、人工制冰和生物免疫學檢測方法中有很高的應用價值。朱紅等人對冰核菌種的5種保存方法進行了比較研究。

能從葡萄糖或乳糖的發酵過程中產生乳酸的細菌統稱為乳酸菌，共有200多種。目前已被國內外生物學家所證實，腸內乳酸菌與健康長壽有著非常密切的直接關系。乳酸菌種在酸奶生產中是非常關鍵的物質，可以利用乳酸菌提高釀造和發酵食品的風味。

在眾多的菌種保藏方法中，冷凍真空干燥法所提供的低溫、真空條件，可使所保藏的菌種保藏更長的時間。例如，王永成等人對布氏菌株的凍干進行了研究，將凍干保存了14～19年的11株布氏菌株接種、培養后，對其進行觀察，全部存活。另有報道稱凍干保存鼠疫菌25年。

真空冷凍干燥制品在升華干燥過程中，其物理結構不變，化學結構變化也很小，制品仍然保持原有的固體結構和形態，在升華干操過程中，固體冰晶升華成水蒸氣后在制品中留下孔隙，形成特有的海綿狀多孔性結構，具有理想的速溶性和近乎完全的復水性，冷凍真空干燥過程在極低的溫度和高真空的條件下進行的干燥加工，生物材料的熱變性小，可以最大限度地保證材料的生物活性。

已干燥產品是一種疏松的多孔物質，有很大的內表面積。如果暴露于空氣之中，就會吸收空氣中的水分而潮解，增加產品的殘余水分含量。其次，空氣中的氧、二氧化碳與產品接觸，一些活性基團就會很快與氧結合產生不可逆的氧化作用。此外，空氣中如含有雜菌，還會污染產品。因此，在產品干燥后，最好能直接在真空箱內密封，使之不與外界空氣接觸?，F在比較先進的凍干機都具有這種功能。因此，凍干產品的貯藏應該從第二階段干燥結束以后開始。

凍干機的大小、容量和性能取決于您想要凍干的物料的類型和數量。如果您只需要處理少量的水果、蔬菜、草藥等，則可以選擇小型或實驗型凍干機。如果您需要凍干大批量的食品或藥品，則需要選擇具有較大容量和生產能力的工業級別的凍干機。

凍干機的工作原理主要是利用物質相變原理，通過冷卻和真空處理將水分從物料中移除。其工作流程包括預冷、加載物料、冷卻、真空、加熱、干燥和取料等步驟。在整個工作流程中，需要嚴格控制溫度、真空度和時間等參數，以保證凍干效果的良好。

假設凍干本身是在最優條件下進行的，而且在凍干過程結束時產品達到了預期的質量，凍干產品在存儲過程，其質量變化至少受三個因素的影響：殘余水分，存儲溫度及混合在包裝袋里的氣體。

準備物料：選擇需要凍干的食物、草藥或原料藥品，大體積的食品和草藥切成適當的大小，以便放入凍干機。

熱重分析法(TG，TG/MS)是在程序控溫下，測量物質的質量隨溫度（或時間）的變化關系，用來研究材料的熱穩定性和組分。檢測質量最常用的辦法就是天平。熱重分析儀如圖4-47所示。May等人描述了在稱量過程中，如何區分質譜儀的讀數是解吸出來的水的還是揮發性物質的，揮發性物質有可能來自殘余溶劑或部分產品的分解。

稱重法 這是一種古老的方法，也是直接測量法。在凍干箱內設置稱重機構，小凍干機內可以設置天平，大型凍干機內可以設置地秤或吊秤，實現邊抽真空邊觀察重量的變化。這種方法的優點是簡單易學；缺點是不夠準確。

Carrington等人利用熱力學分析(TMA)研究了30%質量分數果糖、蔗糖和葡萄糖在有和沒有羧甲基纖維素鈉(CMC)存在時冰的結晶溫度。TMA被用來測量冷凍和復溫過程樣品的膨脹，利用DSC也做了類似的研究。用TMA測得果糖在有和沒有CMC存在，以5℃/min的速率冷凍時的具有代表性的結果如圖4-39所示。圖4-40表示的是由TMA確定的30%蔗糖溶液慢速冷凍和熱處理后的加熱曲線。圖4-41表示的是由DSC確定的30%蔗糖溶液慢速冷凍和熱處理后的加熱曲線。比較由兩種方法測得的關于蔗糖的兩個溫度Tr1和Tr2(如圖4-40和圖4-41所示)，Tr1≈-60℃(TMA)和-41.2℃(DSC),Tr2≈-35℃(TMA)和-32.6℃(DSC),很明顯，正如作者所討論的那樣，有很多因素影響最后所得的數據。

差示掃描量熱法(DSC)是比較兩種不同的熱流：一種流向或來自研究的樣品，另一種流向或來自測量范圍之內的沒有相變的物質，例如制造玻璃用的沙子。圖4-29和圖4-30表示的是調整了的DSCTM系統的部分立體剖視圖，圖4-31表示用于DSC測量的商用儀器。

Hsu等將重組CD4-IgG(CD4-免疫球蛋白G)用四級串聯的帕耳帖組件冷卻至-60℃，用一架低溫顯微鏡觀察到了它的再結晶過程。他的觀察室也可以被抽成真空而用于冷凍干燥研究。

溶液的導電是靠帶電離子在溶液中定向移動來進行的。在溶液凍結過程中，離子的漂移率隨溫度的下降而逐漸降低，使電阻增大。只要還有液體存在，電流就可流動。但一旦全部凍結成固體，帶電離子不能移動，電阻就會突然增大。根據電阻由小突然變大這一現象，就可測出溶液的共晶點。反之，當凍結物料的溫度升高時，物料的電阻值會突然減小，這一過程可用于測定物料的熔融點溫度。

凍干機的控制系統是控制工藝參數準確運行，保證凍干工藝過程按時完成的核心部分。常用的控制系統有手動控制、半自動控制、全自動控制、網絡控制和智能控制等。前兩種控制方式已經逐漸被淘汰，現階段國內外生產的凍干機均已實現全自動控制、遠程監控和智能控制。

被凍結的制品，不論其凍結體為大塊、小塊、顆粒、片狀或其他任何形狀，開始升華時總是在表面上進行的，這時升華的表面積就是凍結體的外表面。在升華進行過程中，水分逐漸逸出，留下不能升華的多孔固體狀的基體，于是升華表面逐漸向內部退縮。在升華表面的外部形成已干層，內部為凍結層。凍結層內部的冰晶是不可能升華的，故升華表面是升華前沿。升華前沿所需供給的熱能，相當于冰晶升華潛熱。不論采用什么熱源，也不論這些熱量以什么樣的方式傳遞，要達到水分升華的目的，這些熱量最終必須不斷地傳遞到升華表面上來。

一個完整的真空系統包括真空容器、真空泵、真空儀表、真空閥門和真空管道。凍干箱和捕水器是凍干機真空系統的大容器，真空泵通過抽空閥抽捕水器，再通過主閥抽凍干箱；在真空泵頭和凍干箱及捕水器上均裝有真空測量裝置，以便測量系統的真空。