角倉型冷凍乾燥機（通常は角倉体を用いた冷凍乾燥設備を指す）の凍結乾燥プロセスは、低温と真空環境を通じて、材料中の水分を昇華除去するプロセスである。以下は典型的な凍結乾燥プロセスステップであり、角倉型冷凍乾燥機に適用する：
1.前処理段階
サンプルの準備：まず、材料（例えば食品、薬品、細胞など）は前処理を行う必要がある。これには、材料が凍結乾燥に適していることを確認するために、洗浄、切断、配合などが含まれている可能性があります。
冷凍処理：材料をその凍結結着点より低い温度（一般的には−40°Cから−80°Cの間）まで急速に冷凍し、固体氷を形成する。冷凍温度が低いほど、凍結の効果が高い。
2.昇華段階（主乾燥段階）
真空環境の構築：冷凍後の材料を冷凍乾燥機の角倉に入れ、真空ポンプによって倉体内の気圧を低いレベル（通常0.1-0.2 mbar）に下げる。この真空環境下では、水分は液状ではなく、氷から水蒸気に直接変化し、昇華プロセスと呼ばれている。
加熱過程：低温を維持しながら、熱源（ジャケット加熱や放射加熱など）によってサンプルを徐々に加熱する。加熱温度は厳格に制御する必要があり、一般的には-20°Cから-40°Cを超えず、サンプルが昇華中に温度が高すぎて構造損傷が発生することを避ける。
昇華速度制御：この段階では、サンプルの構造と成分が影響を受けないように昇華速度を制御しなければならない。急速すぎる昇華速度は、サンプル表面の凍結または形態変化を引き起こす可能性がある。
3.乾燥段階（次乾燥段階）
継続昇温：昇華が進むにつれて、材料内の水分は徐々に減少していく。二次乾燥段階に入ると、温度は少し高くなりますが、材料が壊れない範囲に維持する必要があります。
低真空の維持：次の乾燥段階では、真空環境は、残留水分の除去を促進するために低い圧力で維持され続ける。このとき、水分はサンプルの固体状態から気体に変化し、凝縮器で回収される。
4.凝縮と除湿
凝縮システム：材料から除去した水蒸気は凝縮器の中で再び氷になり、冷却を経て、凍結した水分はサンプルに戻らない。これは凍結乾燥中の重要な一環であり、水分が再び材料に入らないようにする。
除湿過程：凝縮後、湿気はシステムに排出され、乾燥機内部の配管を加熱することにより、最終的に設定された乾燥目標に達するまで残りの水分をさらに除去する。
5.解凍と包装
解凍段階：凍結乾燥が完了すると、サンプルは角倉から取り出される。薬品、食品などの材料であれば、通常は解凍を行い、元の形態と機能を回復する必要があります。
包装：凍結乾燥後の材料は通常密封包装を行い、吸湿、汚染などの問題を防止し、長時間の安定性と効力を維持する。包装の過程で高温と湿気を避ける必要がある。
注意事項：
温度と圧力制御：凍結乾燥プロセスにおいて、温度と圧力は厳格に制御する必要があり、高すぎる温度はサンプル構造の変化または感熱性成分の損失を招く可能性がある。
サンプルの性質の違い：異なるタイプのサンプルは凍結乾燥過程に必要な時間と条件が異なり、例えば食品、薬品、細胞の凍結乾燥技術は異なる。
角倉型冷凍乾燥機は大量量の生産環境によく用いられ、それは大きな処理容量と比較的に均一な冷凍乾燥効果を持つためである。適切な冷凍、昇華、乾燥パラメータを調節することは凍結乾燥効果を確保する鍵である。