Come con altri metodi di essiccazione, è necessario soddisfare due condizioni di base per mantenere l'essiccazione continua di sublimazione, vale a dire la fornitura continua di calore e la continua eliminazione del vapore generato.
Nella fase iniziale, se la temperatura del materiale è relativamente alta, il calore latente richiesto per la sublimazione può essere ottenuto dal calore sensibile del materiale stesso.
Tuttavia, con il processo di sublimazione, la temperatura del materiale cadrà presto alla temperatura che si trova in equilibrio con la fase di pressione parziale del vapore nella camera di essiccazione. A questo punto, se non c'è riscaldamento esterno, l'essiccazione di sublimazione si fermerà.
Sotto la condizione del riscaldamento esterno, se il vapore generato dalla sublimazione non viene rimosso in modo tempestivo, la pressione parziale del vapore aumenterà e anche la temperatura del materiale aumenterà di conseguenza. Quando viene raggiunto il punto di congelamento del materiale, i cristalli di ghiaccio nel materiale si scioglieranno e l'asciugatura del congelamento non può essere eseguita.
Il processo di fornitura di calore è un processo di trasferimento del calore, mentre il processo di rimozione del vapore è un processo di trasferimento di massa. Pertanto, il processo di asciugatura di sublimazione è essenzialmente un processo di trasferimento simultaneo di calore e di massa.
Qualsiasi processo che si verifica in natura ha una forza trainante. La forza motrice del trasferimento di calore nell'essiccazione di sublimazione è la differenza di temperatura tra la fonte di calore e l'interfaccia di sublimazione, mentre la forza motrice di trasferimento di massa è la differenza di pressione parziale parziale del vapore tra l'interfaccia di sublimazione e la trappola del vapore (o la trappola a freddo).
Maggiore è la differenza di temperatura, più veloce è la velocità di trasferimento del calore.
Maggiore è la differenza di pressione parziale del vapore, più veloce è la velocità di trasferimento di massa.
Quando si congela, è necessario mantenere la buona qualità del prodotto e ottenere una velocità di asciugatura più rapida.
Il calore latente necessario per la sublimazione deve essere trasferito dalla fonte di calore alla superficie del materiale per essere essiccato attraverso il processo di trasferimento di calore esterno e quindi al luogo effettivo della sublimazione del ghiaccio all'interno del materiale attraverso il processo di trasferimento di calore interno.
Il vapore acqueo generato deve raggiungere la superficie del materiale attraverso il processo di trasferimento di massa interno e quindi essere trasferito nella trappola del vapore (trappola a freddo) attraverso il processo di trasferimento di massa esterno.
Uno o più processi insieme può essere il "collo di bottiglia" del processo di essiccazione, a seconda della progettazione dell'attrezzatura di liofilizzazione, delle condizioni operative e delle caratteristiche del materiale da essiccarsi.
Solo migliorando l'efficienza del trasferimento di calore e di massa e aumentando la superficie del materiale liofilizzato per unità di volume, la velocità di asciugatura può essere più veloce.
L'acqua ha tre fasi: solido, liquido e gas.
Secondo la teoria dell'equilibrio di fase in termodinamica, quando la pressione diminuisce, il punto di congelamento dell'acqua non cambia molto, mentre il punto di ebollizione si riduce sempre più al punto di congelamento.
Quando la pressione scende a un determinato vuoto e il punto di ebollizione dell'acqua coincide con il punto di congelamento, il ghiaccio può vaporizzare direttamente in un gas senza essere liquido. Questo processo si chiama sublimazione.
Il congelamento del vuoto del cibo è di sublimare l'acqua congelata nel cibo a bassa temperatura e bassa pressione al di sotto del triplo punto d'acqua.