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真空凍干機利用升華的原理進行干燥。升華是物質從固態直接轉變為氣態的過程，而不經過液態。在凍干過程中，含有水分的物料首先被快速冷凍至冰點以下，使物料中的水分變成固態冰。然后，在高真空環境下，通過加熱等方式為冰提供升華所需的熱量，讓冰直接從固態轉變為氣態水蒸氣，從而實現物料的干燥。

真空凍干機通常分為預凍、升華干燥和解析干燥三個階段：
預凍階段：物料被快速冷卻至其共晶點溫度以下，使水分凍結成冰。預凍的目的是確保物料中的水分全部以固態形式存在，為后續的升華干燥階段做準備。

升華干燥階段：在高真空環境下，通過加熱板或輻射等方式向物料提供熱量，冰開始升華，水蒸氣被真空泵抽出設備。這一階段是凍干過程的核心，通過升華作用去除物料中的大部分水分。
解析干燥階段：進一步去除物料中殘留的結合水，確保物料達到理想的干燥程度。這一階段通常需要在較低的溫度下進行，以避免物料中的熱敏性成分受損。