三个阶段
冷冻干燥（冻干）是一种分三个阶段进行的脱水工艺：
- 冷冻阶段：将产品冷冻至其共晶点以下，通常为-30°C至-50°C。冷冻速率会影响冰晶大小，进而影响产品质量。
- 一次干燥（升华阶段）：在深度真空（≤30 Pa）条件下，对产品施加热量以驱动升华过程。冰直接转变为水蒸气，无需经过液态阶段。此阶段可去除90-95%的水分。
- 二次干燥（解吸阶段）：升高温度，通过解吸作用去除结合水分子。此阶段将成品含水率降至1-4%。
三个阶段的先后顺序由工艺本身决定。只有在冰结构保持冻结状态时升华才能持续，因此产品在一次干燥期间必须始终低于共晶点；一旦融化，结构塌陷，原本让水蒸气得以逸出的多孔骨架也随之破坏。
深度真空为什么需要罗茨泵级
一次干燥依赖压力梯度。水蒸气从冰的表面逸出，穿过已经干燥的干层，必须被泵系统及时抽走，才能把箱内压力维持住。在工作压力≤30 Pa的区间，需要处理的水蒸气体积很大，单台油封泵无法维持所需的抽速，因此必须配置罗茨泵作为旋片泵之前的增压级。
这一要求属于深度真空区间。真空冷却的工作压力为≤600 Pa，在该目标压力下罗茨泵并不带来增益：果蔬预冷使用旋片泵，食品速冷（初始温度80～90°C）采用水环泵作为前级泵、旋片泵作为主泵的两级系统。
工艺周期与物料差异
整个工艺过程根据产品厚度、成分及设备规格，通常需要12-48小时。薄片与小颗粒的蒸汽通道短，干燥更快。含糖高、结构致密的物料干燥更慢，也更容易出现塌陷。装载方式同样影响结果：同样的重量薄层摊开，干燥速度快于堆装在深托盘中的。当这些条件与参考工况不同时，周期应通过试运行确定。