凍干過(guò)程中主要分為3大步驟，預(yù)凍、升華和解析。其中升華工藝是一個(gè)主要的脫水過(guò)程、途徑。如何讓凍結(jié)的水從冰狀態(tài)成功的升華出來(lái)，就需要給樣品提供動(dòng)力，動(dòng)力是熱量，升華需要吸收熱量，熱量來(lái)源于傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。
一次干燥過(guò)程中（即升華干燥）水蒸氣從樣品種升華出來(lái)被冷阱補(bǔ)集的過(guò)程中最主要的動(dòng)力就是飽和蒸汽壓差，飽和蒸汽壓差越大，升華速度越快，升華時(shí)間越短；飽和蒸汽壓力不同的數(shù)值對(duì)應(yīng)不同的溫度。因此升華界面不同溫度，冷阱表面不同溫度就對(duì)應(yīng)不同的壓差，兩者的數(shù)值之差對(duì)應(yīng)的就是樣品升華的驅(qū)動(dòng)力。提高樣品升華界面的溫度或者降低冷阱的溫度都可以增大升華的驅(qū)動(dòng)力。但是升高樣品溫度帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)力的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)降低冷阱溫度帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)力的變化。但是升高樣品溫度有一個(gè)限度，不能無(wú)限升高，升高到一定溫度，樣品有塌陷或者融化的風(fēng)險(xiǎn)。而降低冷阱溫度雖然容易做到，但是帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)力的變化和升高樣品溫度相比確微乎其微。為什么會(huì)這樣呢？我們可以列舉一組數(shù)值來(lái)看。比如升華界面溫度原來(lái)是-20度，對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓為102.11pa。升高溫度為-15℃，對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓為165.43pa，對(duì)應(yīng)冷阱-80度，對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓為0.055pa，-20℃對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)力為102.055pa，而-15℃對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力為165.375pa。因此驅(qū)動(dòng)力增加63.32pa。這是樣品溫度升高5度，冷阱溫度不變的情況下驅(qū)動(dòng)力增加的情況。
比如當(dāng)樣品溫度-20度不變的情況下，冷阱溫度從-80度降低到-85度，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力的增加為0.031pa。通過(guò)數(shù)值列舉我們就明顯看出來(lái)同樣是溫度變化5℃，驅(qū)動(dòng)力的增加相差甚遠(yuǎn)。為什么呢？水的平衡蒸汽壓圖能夠解釋。
溫度升高，平衡蒸汽壓增大，溫度降低平衡蒸汽壓減小，不同的溫度區(qū)域范圍，對(duì)應(yīng)的升高降低的速率不同。0~-40度之間，蒸汽壓降低的速度大，而低于-50~-80度之間，溫度降低，蒸汽壓減小的很少，這就解釋了為什么同樣是降低5度，升高樣品溫度和降低冷阱溫度的差別相差這么大。既然這樣那我冷阱溫度是不是降低到-50度就可以了呢？這是不對(duì)的，因?yàn)槲覀兦懊娼忉尩牟皇莾龈上浠蛘呃溱宓臏囟?，而都是?duì)應(yīng)的升華界面或者冷阱補(bǔ)冰的冰表面對(duì)應(yīng)的溫度。溫度探頭監(jiān)測(cè)的是冷阱表面的溫度，并不是冰表面的溫度，如果冷阱只降低到-50度，對(duì)應(yīng)的冰表面溫度可能只有-40度左右，和冰層的厚度有關(guān)。冰層厚度達(dá)到一定厚度，隨著溫度不斷升高，可能導(dǎo)致對(duì)應(yīng)平衡蒸汽壓快速上升，從而導(dǎo)致凍干箱出現(xiàn)壓力失控的現(xiàn)象。
因此提高升華效率的最主要方式是提高升華界面的溫度，因此知道樣品的安全溫度是非常重要的，在知道樣品安全溫度的前提下設(shè)置凍干工藝，根據(jù)凍干曲線反應(yīng)的數(shù)據(jù)和特點(diǎn)不斷優(yōu)化凍干工藝。
