ניתן לחלק את ייבוש המוצר לשני שלבים. לפני שהקפוא במוצר נעלם, זה נקרא שלב הייבוש הראשון, הנקרא גם שלב ייבוש הסובלימציה.
המוצר צריך לספוג חום בזמן הסובלימציה, ודרושות כ-670 קלוריות כדי לספוג גרם אחד של קרח לאדי מים, ולכן יש לחמם את המוצר בשלב הסובלימציה. עם זאת, כמות החימום של המוצר מוגבלת, והטמפרטורה של המוצר אינה יכולה לעלות על הטמפרטורה האוטקטית שלו. אם המוצר הסובלימציה נמוך מדי מהטמפרטורה האוטקטית, קצב הסובלימציה יקטן, וזמן שלב הסובלימציה יתארך; אם היא גבוהה מהטמפרטורה האוטקטית, המוצר יימס, והמוצר היבש יתכווץ בנפח ויופיעו בועות. העמקת הצבע, קושי בהמסה וכדומה. לכן, טמפרטורת המוצר בשלב הסובלימציה נדרשת להיות קרובה לטמפרטורה האאוקטית אך אינה יכולה לעלות על הטמפרטורה האוטקטית.
מכיוון שהמוצר עובר סובלימציה, משטח הסובלימציה אינו קבוע. במקום זאת, הוא משתנה כל הזמן, וככל שהסובלימציה מתקדמת, יש פחות ופחות מוצר קפוא. לכן, קשה למדוד את הטמפרטורה של המוצר, ויהיו שגיאות מסוימות בעת שימוש במדחום למדידה.
ניתן לקבוע את הטמפרטורה של המוצר במהלך הסובלימציה על ידי מדידת לחץ אוויר, והשסתום בין קופסת ייבוש ההקפאה למעבה נסגר במהירות למשך 1-2 שניות (לא יותר מדי זמן). לאחר מכן פתחו אותה שוב במהירות, ראו את עליית הלחץ בקופסת ייבוש ההקפאה ברגע הסגירה, וספרו את עליית הלחץ לערך הגבוה ביותר בנקודה מסוימת. ניתן למצוא את הערך המתאים מעקומת לחץ האדים הרווי או הטבלה בטמפרטורות שונות של קרח, וערך טמפרטורה זה הוא הטמפרטורה של המוצר במהלך הסובלימציה.
ניתן להסיק את הטמפרטורה של המוצר גם על ידי מדידת ההתנגדות של המוצר הנשגב. אם ההתנגדות הנמדדת של המוצר גדולה מערך ההתנגדות של הנקודה האוטקטית, זה אומר שהטמפרטורה של המוצר נמוכה מהטמפרטורה של הנקודה האוטקטית; אם ההתנגדות הנמדדת קרובה לערך ההתנגדות של הנקודה האוטקטית, זה אומר שהטמפרטורה של המוצר קרובה או מגיעה לנקודה האוטקטית. טֶמפֶּרָטוּרָה.
במהלך הייבוש בהקפאה, הלחץ בקופסת הייבוש בהקפאה היה נמוך ככל האפשר בעבר, אך נחשב שככל שהלחץ נמוך יותר, כך ייטב, אך יש לשלוט בטווח מסוים.
הלחץ הנמוך מועיל כמובן לסובלימציה של הקרח במוצר. עם זאת, כאשר הלחץ נמוך מדי, זה לא חיובי להעברת חום, המוצר לא קל להשיג חום, וקצב הסובלימציה מופחת במקום. ניסויים מראים שכאשר הלחץ של תיבת ייבוש ההקפאה נמוך מ-0.1 mbar, העברת החום ההסעה של הגז זניחה; כאשר הלחץ גבוה מ-0.1 mbar, העברת החום ההסעה של הגז עולה משמעותית. באותה טמפרטורת לוח, כאשר הלחץ גבוה מ-0.1 mbar, המוצר מקבל בקלות חום, ולכן קצב הסובלימציה עולה.
עם זאת, כאשר הלחץ גבוה מדי, קצב הסובלימציה של הקרח במוצר מואט, וירידה בספיגת החום של המוצר מצטמצמת. כתוצאה מכך, הטמפרטורה של המוצר עצמו עולה, וכאשר היא גבוהה מהטמפרטורה האוטקטית, המוצר יימס, וכתוצאה מכך כשל בייבוש בהקפאה.
הלחץ המתאים של קופסת ייבוש ההקפאה נחשב בדרך כלל בין 0.1 ל-0.3 mbar. בטווח הלחץ הזה, הוא תורם הן להעברת חום והן לסובלימציה. כאשר הוא חורג מ-0.3 mbar, המוצר עלול להימס. בשלב זה, יש להנפיק אות אזעקת ואקום כדי לנתק את חימום המוצר, ואף להפעיל את המקפיא לקירור קופסת ייבוש ההקפאה כדי להגן על המוצר מפני התכה.
הלחץ בקופסת ייבוש ההקפאה מורכב מהלחץ החלקי של האוויר והלחץ החלקי של אדי המים. לכן, יש להשתמש במד ואקום תרמי שיכול למדוד את מלוא הלחץ כדי למדוד את דרגת הוואקום; יש לאסור מדי ואקום דחיסה עקב מוצרים מסוכנים אדי כספית.
גרם אחד של קרח יכול להפיק כ-10,000 ליטר אדים בלחץ של 0.1 mbar. כדי להסיר כמות גדולה של אדי מים, לא מספיק להסתמך על משאבת ואקום מכנית שתסיר אותו. המעבה פועל כקירור כך שכמות גדולה של אדי מים מתעבה על משטח הקירור שבתוכו, ולכן המעבה פועל כמשאבת אדי מים. החום המשתחרר כאשר כמות גדולה של אדי מים מתעבה יכול לגרום לטמפרטורה של המעבה לעלות, וזו תופעה נורמלית. עם זאת, בשל יכולת הקירור הבלתי מספקת של מקפיא המעבה, פני השטח הקטן של המעבה לספיחת אדי מים או יצירת אדי מים רבים מדי עקב חום רב מדי למוצר, טמפרטורת המעבה תעלה יתר על המידה. כשזה קורה. הפרש לחץ אדי המים בין קופסת ייבוש ההקפאה למעבה יורד, וכתוצאה מכך ירידה בקצב הסובלימציה; במקביל, הלחץ החלקי של אדי המים במערכת ייבוש ההקפאה עולה, מה שמדרדר את דרגת הוואקום, מה שבתורו גורם לירידה בקצב הסובלימציה. לאט, המוצר סופג פחות חום, וטמפרטורת המוצר עולה, מה שגורם למוצר להימס ולכשל בייבוש בהקפאה.
לכן, כדי לייבוש בהקפאה מוצר טוב, יש צורך לשמור על ואקום טוב ויציב במערכת. הקבל תמיד נדרש להיות מתחת ל--40 מעלות מכיוון שלחץ האדים של קרח ב--40 מעלות הוא בסביבות 0.1 mbar.
בשלב ייבוש הסובלימציה, שכבות התנור לייבוש בהקפאה מהוות מקור חום למוצר. אם הטמפרטורה של הלוח גבוהה, המוצר יקבל יותר חום; אם הטמפרטורה של הלוח נמוכה, המוצר יקבל פחות חום; אם הטמפרטורה של הלוח גבוהה מדי, המוצר יקבל יותר מדי חום כדי להמיס את המוצר; אם הטמפרטורה של הלוח נמוכה מדי, המוצר לא יגיע לחום מספק יאריך את זמן ייבוש הסובלימציה. לכן, יש לשלוט באופן סביר על הטמפרטורה של שכבת הלוח.
יש לקבוע את הטמפרטורה של שכבת הצלחת בהתאם לטמפרטורת המוצר, ללחץ של קופסת הייבוש בהקפאה (כלומר, דרגת הוואקום של קופסת הייבוש בהקפאה), וטמפרטורת הקבל. אם טמפרטורת המוצר נמוכה בהרבה מהטמפרטורה האוטקטית של המוצר במהלך ייבוש הסובלימציה, הלחץ בקופסת הייבוש בהקפאה נמוך בהרבה מהלחץ שנקבע על ידי אזעקת הוואקום, וטמפרטורת המעבה נמוכה בהרבה מ. -40 מעלות, אז ניתן להגדיל עוד יותר את טמפרטורת החימום של שכבות הלוח. אם טמפרטורת שכבת הפלטה עולה לערך מסוים, טמפרטורת המוצר קרובה לטמפרטורה האוטקטית, או שהלחץ של תיבת ייבוש ההקפאה עולה לערך הקרוב לערך אזעקת הוואקום או לטמפרטורת הקבל. עולה בחזרה ל--40 מעלות, אז לא ניתן להגדיל עוד יותר את הטמפרטורה של שכבת הלוח. אחרת, יתרחש מצב מסוכן.
למעשה, הטמפרטורה של שכבת הלוח במהלך הסובלימציה קשורה גם לביצועים של מייבש ההקפאה. עבור מייבש הקפאה עם ביצועים טובים יותר, ניתן להעלות את טמפרטורת החימום של שכבת הלוח גבוה יותר.
אורך שלב הסובלימציה קשור לגורמים הבאים:
מגוון מוצרים: יש מוצרים שקל לייבוש, ויש מוצרים שלא קלים לייבוש. באופן כללי, מוצרים עם טמפרטורה אוטקטית גבוהה יותר קלים לייבוש ובעלי זמן סובלימציה קצר יותר.
עובי אריזת המוצר: קצב ייבוש רגיל מפחית את עובי המוצר בכ-1 מ"מ לשעה. לכן, עובי האריזה גדול, וגם זמן הסובלימציה ארוך.
חום המסופק במהלך הסובלימציה: אם החום המסופק במהלך הסובלימציה אינו מספיק, קצב הסובלימציה יואט וזמן שלב הסובלימציה יוארך. כמובן, את החום לא ניתן לספק יותר מדי.
הביצועים של מייבש ההקפאה עצמו, זה כולל את ביצועי הוואקום של מייבש ההקפאה, הטמפרטורה והיעילות של המעבה, ואפילו את הגיאומטריה של מבנה המכונה וכו'. מייבש הקפאה טוב מקצר את שלב הסובלימציה.
בשלב הראשון של המוצר, בנוסף לשמירה על טמפרטורת המוצר הקפוא מתחת לנקודה האוטקטית, יש לשמור גם על טמפרטורת המוצר המיובש מתחת לטמפרטורת הפירוק.
מה שנקרא טמפרטורת הפירוק מתייחסת למוצר שכבר מיובש. המוצר היבש צריך להיות רופף ומבולגן, ולשמור על מצב יציב, כך שאדי המים המוסבלימים במוצר הקפוא התחתון יעברו בצורה חלקה, כך שכל המוצרים יתייבשו היטב.
עם זאת, חלק מהמוצרים היבשים יאבדו קשיחות כאשר הטמפרטורה תגיע לערך מסוים, מתרחשת תופעה דומה לקריסה, והמאפיינים הרופפים והמבולגנים יאבדו, מה שהופך את המוצר המיובש לדביק משהו. ככל שהמשקל הסגולי עולה, הצבע מעמיק. הטמפרטורה שבה מתרחש שינוי זה נקראת טמפרטורת הפירוק.
לאחר שהמוצר היבש מתפרק, הוא מעכב או משפיע על מעבר אדי המים המעבירים את הסובלימציה של המוצר הקפוא בשכבה התחתונה, כך שמהירות הסובלימציה מואטת והמוצר הקפוא סופג פחות חום, והחום שממשיך להיות. מסופק על ידי שכבת הלוח הוא מיותר. זה יגרום לטמפרטורה של המוצר הקפוא לעלות ולמוצר להמס ולהקצף.
טמפרטורת הפירוק קשורה לסוג המוצר ולתכונותיו, ולכן יש לבחור את חומר ההגנה של המוצר בצורה סבירה כדי להפוך את טמפרטורת הפירוק לגבוהה ככל האפשר, למשל, טמפרטורת הפירוק של המוצר צריכה להיות גבוהה מהאוטקטיקה. הטמפרטורה של המוצר.
טמפרטורת הפירוק נקבעת בדרך כלל על ידי ניסויים, וניתן לראות את תופעת ההתפוררות על ידי מבחן ייבוש מיקרו בהקפאה, כדי לקבוע את טמפרטורת ההתפוררות.