Sušilica za zamrzavanje radi u tri faze:
Smrzavanje
Primarno sušenje (sublimacija)
Sekundarno sušenje (adsorpcija)
Ispravno sušenje smrzavanjem može smanjiti vrijeme sušenja za 30%.
Faza 1: Faza smrzavanja
Dijagram pokazuje kako radi sušilica za zamrzavanje i idealan tlak za sušenje zamrzavanjem i temperaturu za sušenje zamrzavanjem
Ovo je najkritičnija faza. Sušilice za zamrzavanje koriste različite metode za zamrzavanje proizvoda.
Zamrzavanje se može obaviti u zamrzivaču, kadi za zamrzavanje (zamrzivač s školjkama) ili na policama sušionice za zamrzavanje.
Sušilice zamrzavanjem hlade materijal ispod trostruke točke kako bi osigurale da materijal sublimira, umjesto da se topi. Time se čuva fizički oblik materijala.
Liofilizatori su najosjetljiviji na sušenje zamrzavanjem većih kristala leda, koji se mogu proizvesti polaganim smrzavanjem ili žarenjem. Međutim, za biološke materijale, kada su kristali preveliki, mogu oštetiti staničnu stijenku, što rezultira ne idealnim rezultatima sušenja zamrzavanjem. Kako bi se to spriječilo, postupak zamrzavanja obavlja se brzo.
Za materijale koji su skloni taloženju može se koristiti postupak žarenja. Ovaj proces uključuje brzo zamrzavanje, a zatim podizanje temperature proizvoda kako bi se omogućio rast kristala.
Faza 2: Primarno sušenje (sublimacija)
Druga faza je primarno sušenje (sublimacija), tijekom koje se smanjuje tlak i dodaje toplina materijalu za sublimaciju vode.
Vakuum sušilice za zamrzavanje ubrzava sublimaciju. Kondenzator sušilice za zamrzavanje osigurava površinu za vezanje i skrućivanje vodene pare. Kondenzator također štiti vakuumsku pumpu od vodene pare.
Tijekom ove faze uklanja se oko 95% vode iz materijala.
Primarno sušenje može biti spor proces. Pretjerana toplina može promijeniti strukturu materijala.
Faza 3: Sekundarno sušenje (Adsorpcija)
Završna faza je sekundarno sušenje (adsorpcija), tijekom koje se uklanjaju ionski vezane molekule vode.
Povećanjem temperature iznad one u primarnoj fazi sušenja, veze između materijala i molekula vode se prekidaju.
Smrznuti osušeni materijal zadržava svoju poroznu strukturu.
Nakon što je sušilica za zamrzavanje završila svoj proces, vakuum se može razbiti inertnim plinom prije nego što se materijal zatvori.
Većina materijala može se osušiti do preostale vlage od 1-5%.
