真空冷凍幹燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度(-10℃ ~-50℃)下凍結成固體，然後在真空(1.3 ~ 13 Pa)下將其中的水分直接升華成無液態的氣體，最後將物料脫水的幹燥技術。我國是原料藥生產大國，因此該技術的應用前景非常廣闊。但需要註意的是，近年來，真空冷凍幹燥技術在我國的推廣非常迅速。相比之下，其基礎理論研究相對落後和薄弱，專業技術人員不多。而且與氣流幹燥、噴霧幹燥等其他幹燥技術相比，真空冷凍幹燥設備投資大、能耗高、藥品生產成本高，限制了該技術的進壹步發展。因此，加強基礎理論研究，保證藥品質量，節約能源，降低生產成本，已成為真空冷凍幹燥技術領域的首要問題。
■突出的技術優勢
由於真空冷凍幹燥是在低溫低壓下進行的，水直接升華，賦予了產品許多特殊的性能。比如真空冷凍幹燥技術，可以將熱敏性物質完全脫水，幹燥後的藥物非常穩定，便於長期保存。由於物料的幹燥是在冷凍狀態下完成的，與其他幹燥方式相比，物料的物理結構和分子結構變化不大，其組織結構和外觀保存完好。在真空冷凍幹燥過程中，不存在表面硬化問題，材料內部形成多孔海綿，因此具有優良的復水性，能在短時間內恢復到幹燥前的狀態。由於幹燥過程是在極低的溫度下進行的，基本隔絕了空氣，有效地抑制了熱敏性物質的生物、化學或物理變化，很好地保存了原料中的活性物質，保持了原料的色澤。
■加強基礎理論研究。
目前，我國真空冷凍幹燥設備趨於完善，但與發達國家相比，該技術的基礎理論研究相對滯後和薄弱，阻礙了技術應用水平的提高。因此，研究的重點正在向這方面轉移。目前的研究主要集中在物性參數及其影響因素、過程參數、過程機理與模型、過程優化控制等方面的研究。
真空冷凍幹燥技術的基本參數包括物理參數和過程參數，它們是真空冷凍幹燥過程的基礎。缺少這些數據將難以優化原料的幹燥過程，不能充分發揮系統效率。物理參數是指材料的導熱系數和傳遞系數。這方面的研究內容包括物理參數數據的測量和方法，壓力、溫度、相對濕度、物質顆粒取向等環境條件對物理參數的影響。工藝參數包括冷凍、加熱和材料形態。對凍結過程的研究旨在找到系統的最佳凍結曲線。加熱工藝的研究主要集中在兩個方面:壹是原料載體的改進；二是加熱方式的選擇(傳熱方式和熱源)。確定合適的物料形狀也是壹個重要的研究內容，包括原料的顆粒形狀和物料層的厚度。
從傳熱傳質角度研究真空冷凍幹燥的機理，建立相應的數學模型，有助於找出過程的影響因素，預測時間、溫度和蒸氣壓的分布。目前的研究主要局限於均相液相，提出了壹些數學模型，如冰鋒均勻後退模型、升華模型、吸附-升華模型等。盡管這些模型在不同程度上描述了真空冷凍幹燥的過程，但在實際應用中仍有許多限制。過程優化控制基於上述數學模型。控制方案可分為準穩態模型和非穩態模型。
■嚴格控制生產過程。
由於生物制品和藥物的凍幹工藝復雜，為了保證凍幹產品的質量和節能，需要在生產過程中嚴格控制預凍溫度、升華和吸熱，使凍幹工藝的各個階段都能按照預先制定的工藝路線工作。
*應用技巧1:保持合理的預凍溫度。
在真空冷凍幹燥的過程中，需要先對幹燥後的藥物進行預凍，然後在真空中直接將水從冰變成氣體來幹燥藥物。在整個升華階段，藥物必須保持冷凍狀態，否則無法得到性能良好的產品。在藥物的預凍階段，應嚴格控制預凍溫度(通常比藥物熔點低幾度)。如果預凍溫度不夠低，藥物可能冷凍不完全，抽真空升華時會膨脹起泡；如果預凍溫度過低，不僅會增加不必要的能耗，還會降低某些生物藥物凍幹後的存活率。
*應用技巧2:註意升華和吸熱
在幹燥升華階段，材料需要吸收熱量(每克冰完全升華成蒸汽吸收約2.8千焦的熱量)。如果藥物不加熱或熱量不足，水在升華過程中會吸收藥物本身的熱量，降低藥物的溫度和藥物的蒸氣壓，從而降低升華速度，延長整個幹燥時間，降低生產率；如果藥物受熱過多，藥物的升華速率當然會增加，但在抵消了藥物升華吸收的熱量後，多余的熱量會使冷凍藥物本身的溫度升高，使藥物可能部分甚至完全融化，造成藥物的幹燥收縮和起泡現象，整個幹燥就會失敗。
*應用技巧三:采用電腦自動控制。
為了獲得良好的凍幹藥物，應根據每臺凍幹機的性能和藥物的特性，在實驗的基礎上制定凍幹曲線，然後控制機器，使凍幹過程各階段的溫度變化符合預先制定的凍幹曲線。目前真空冷凍幹燥的生產過程控制可以借助計算機控制生產系統按照預設的凍幹曲線工作。例如，硫酸鏈黴素凍幹過程的計算機控制可分為兩個階段:第壹階段，水在低於熔點的溫度下從凍結物料中升華出來，此時約有98% ~ 99%的水被除去。在第二階段，物料的溫度逐漸升高到或略高於室溫，經過這壹階段水分可降至0.5%以下。這壹過程的預凍溫度約為-40℃，時間約為兩小時。凍幹藥物的幹燥升華階段，物料溫度約為-30℃ ~-35℃，絕對壓力約為4 ~ 7 Pa。鏈黴素的最終幹燥溫度可提高到40℃，總幹燥時間約為65438±08小時。采用計算機自動控制系統有助於保證藥品符合質量要求。