水在不同压力和温度下，可呈现不同的三态：固态（冰）、液态（水）和气态（蒸气）。由液态转为气态称为“蒸发”，由固态转为气态称为“升华”。要实现升华必须具备一定的条件，对于纯水来说，这个条件大致是：压力低于610Pa，温度低于0℃。由于食品中存在的水不是纯水，所以升华的条件略有差异。利用这个原理，人们只要预先将食品冻结好，再建立低气压条件，并提供适当的升华潜热，则食品中的冰即可升华而被脱除掉，这样就可获得冻干食品。 这就是食品冻干机的工作原理。
食品冻干机冻干的食品除易于长期贮存和便于长途运输外，还有许多特有的优点：
一、保鲜保营养。由于在低温和低气压（缺氧）条件下生产，能有效地防止物料中某些成份的分解或氧化，也能抑制微生物和酶的有害作用，从而保持了食品的新鲜度和营养成份。形、色、味不变。在升华过程中，水以分子状态由表及里逐步被脱除掉，不破坏组织结构，不带走天然色素和芳香物质，因而形、色、味都几乎和鲜品一样。
二、复水性好。在升华过程中，食品中的冰晶位置形成了似海绵那样的微孔，因而冻干食品浸入水中后，很快便能吸水复原，好似鲜品。
三、食用方便。由于已洗切好，而且复水极快，因而直接食用或烹调都极为方便。
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