水环式真空泵纯水升华机理物料中所含水分，有两种存在方式:①游离水，即机械结合水和物化结合水。水环式真空泵它主要以吸附和渗透方式存在于物料表面、毛细管、孔隙之中。②结构水，以化学结合形式存在于物品的组织中。冷冻升华干燥主要是升华游离水，而不是结构水。升华游离水，先是将其冻成冰，然后在真空中加热升华。图一是水的相变图，用来说明物料中水的升华机理。水在不同温度和压力下，可以为气态、液态或固态。图中OA线为水气分界线，OB为冰一水两相分界线，即为冰的融化线。0℃线为冰气交界线，在此线上冰，气共存，即为冰真接由固相转为气相曲线。通常把这种由固相直接转变为气相的现象叫做升华。
为固一液一气三相共存点，称做三相点或共晶点。纯水三相点对应的温度为0℃，此温度下所对应冰面上的饱和蒸气压为Po=598Pa。物料中所含水，均为水溶液，其三相点温度要低于纯水的温度。由图可见，在0点以上(图中虚线以上)，冰需转化成水，水再转化为气，其过程是普通的蒸发干燥。只有在三相点压力Po线以下，冰才能由固相直接转变为气相，这就是升华。因而，若要得到冻干食品，其升华温度必须低于三相点温度。否则得到的是蒸发干操食品。图二为物品水分升华过程示意图。其干燥过程是由周围逐渐向内部干燥，干燥层逐渐增厚，可看成多孔结构。升华热由加热体通过干燥层不断地传给冻结部分，在干操与冻结交界的升华面上，水分子得到加热后，将脱离升华面，沿着毛细孔跑到周围环境中。而环境中的气压必须低于升华面上的饱和蒸气压Po，只有这样才能造成一个水分子向外迁移的动力。这惫味着升华千操必须在真空环境中进行。另外物料是处于冻结状态，需维持温度低于三相点;在真空环境下，此温度易于保持。
