Cijeli proces sušenja zamrzavanjem zapravo je proces u kojem se istovremeno odvija prijenos topline i mase (vodene pare). Brzina prijenosa topline i mase zajedno utječu na brzinu sušenja, čime utječu na cijeli ciklus sušenja smrzavanjem. Svi čimbenici koji utječu na prijenos topline i mase utjecat će na brzinu sušenja. Ukratko, glavni čimbenici koji utječu na prijenos topline i mase su:
1. Oblik i sastav materijala
Prema obliku liofilizirani materijali se obično dijele na čvrste i tekuće. Oblik krutine i koncentracija tekućine imaju veliki utjecaj na brzinu sušenja smrzavanjem.
2. Stopa prethodnog smrzavanja
Veličina kristala koja nastaje tijekom smrzavanja uvelike utječe na brzinu sušenja i stopu otapanja osušenih proizvoda. Postoje sljedeće razlike između brzog i sporog smrzavanja: kristali leda nastali brzim smrzavanjem su manji, a oni nastali sporim smrzavanjem su veći. Veliki kristali leda pogoduju sublimaciji, dok mali kristali leda ne pogoduju sublimaciji. Brzo smrzavanje dovodi do niske stope sublimacije i brze stope desorpcije; Sporo zamrzavanje dovodi do brze stope sublimacije i spore stope razlučivanja.
3. Nosivost
Kada se materijali suše smrzavanjem, postoji određeni omjer između površine i debljine materijala nakon podtovara u spremnike, odnosno sušenje smrzavanjem je povezano s kapacitetom punjenja. Mala površina i debljina pogoduju sublimaciji vlage, lakom sušenju smrzavanjem i idealnoj kvaliteti. Tijekom sušenja, opterećenje suhom i mokrom težinom na ladici s materijalom po jedinici površine važan je faktor koji određuje vrijeme sušenja. Općenito, što je tanja debljina slaganja materijala, to je veća brzina prijenosa topline i mase i kraće vrijeme sušenja. Međutim, ako je debljina materijala mala, manje je materijala osušenih u svakoj šarži po jedinici područja sušenja zamrzavanjem, što je nepovoljno za poboljšanje učinka po jedinici područja sušenja zamrzavanjem i jedinici vremena.
4. Tlak u komori za sušenje
Tlak u komori za sušenje utječe na brzinu prijenosa topline i mase. Što se tiče prijenosa mase, što je niži tlak, to bolje, dok u smislu prijenosa topline, što je veći tlak, to bolje. Brzina prijenosa mase uglavnom je određena temperaturom i tlakom sublimacijske površine i površine sloja za sušenje. Da biste poboljšali brzinu istjecanja vodene pare u sloju za sušenje, prvo povećajte temperaturu sublimacijske površine i povećajte tlak vodene pare na površini; Drugi je poboljšati stupanj vakuuma u komori za sušenje i smanjiti tlak pare na površini sloja za sušenje.
5. Način prijenosa topline
Prema tradicionalnoj klasifikaciji, može se podijeliti na kondukciju, konvekciju, toplinsko zračenje i srednje grijanje (mikrovalno grijanje). Budući da proces sublimacijskog sušenja uključuje prijenos topline i mase (vodene pare), način prijenosa topline za učinkovitiji prijenos topline na materijale ima velik utjecaj na brzinu sušenja.
