Frysetørreren fungerer i tre trin:
Fryser
Primær tørring (sublimering)
Sekundær tørring (adsorption)
Korrekt frysetørring kan reducere tørretiden med 30 %.
Trin 1: Indfrysningsstadiet
Diagrammet viser, hvordan en frysetørrer fungerer og det ideelle frysetørringstryk og frysetørretemperatur
Dette er den mest kritiske fase. Frysetørrere bruger en række forskellige metoder til at fryse produktet.
Frysning kan foretages i en fryser, et frysebad (skalfryser) eller på hylderne i en frysetørrer.
Frysetørrere afkøler materialet under tredobbeltpunktet for at sikre, at materialet sublimerer i stedet for at smelte. Dette bevarer materialets fysiske form.
Frysetørrere er mest modtagelige for frysetørring af større iskrystaller, som kan fremstilles ved langsom frysning eller udglødning. For biologiske materialer kan de dog, når krystallerne er for store, beskadige cellevæggen, hvilket resulterer i mindre end ideelle frysetørringsresultater. For at forhindre dette udføres fryseprocessen hurtigt.
For materialer, der er tilbøjelige til nedbør, kan en udglødningsproces anvendes. Denne proces involverer hurtig frysning og derefter hævning af produkttemperaturen for at tillade krystallerne at vokse.
Trin 2: Primær tørring (sublimering)
Det andet trin er primær tørring (sublimering), hvor trykket reduceres, og der tilføres varme til materialet for at sublimere vandet.
Vakuumet i frysetørreren fremskynder sublimeringen. Frysetørrerens kondensator giver en overflade, hvor vanddampen kan fæstne og størkne. Kondensatoren beskytter også vakuumpumpen mod vanddampen.
I denne fase fjernes omkring 95 % af vandet i materialet.
Primær tørring kan være en langsom proces. Overdreven varme kan ændre materialets struktur.
Trin 3: Sekundær tørring (adsorption)
Det sidste trin er sekundær tørring (adsorption), hvor ionisk bundne vandmolekyler fjernes.
Ved at øge temperaturen over det primære tørringstrin, brydes bindingerne mellem materialet og vandmolekylerne.
Det frysetørrede materiale bevarer sin porøse struktur.
Efter at frysetørreren har afsluttet sin proces, kan vakuumet brydes med en inert gas, før materialet forsegles.
De fleste materialer kan tørres til en restfugtighed på 1-5%.
