冷凍技術(shù)主要是運(yùn)用制冷系統(tǒng)或者在大氣低溫環(huán)境下將制品中的水分進(jìn)行凍結(jié)，在不同的工業(yè)領(lǐng)域中所需冷凍溫度有所不同。

其最終目的是使制品細(xì)胞中的自由水以及少量結(jié)合水凍結(jié)成冰晶，依靠自身或者施加的外部力量將水分升華，可成功運(yùn)用在干燥領(lǐng)域中，保存甚至提升制品的優(yōu)良品質(zhì)。

冷凍技術(shù)主要運(yùn)用在食品工業(yè)、制藥工業(yè)以及生物科技領(lǐng)域，在木材工業(yè)中應(yīng)用較少。在食品工業(yè)中，可以通過(guò)冷凍干燥保持食品或蔬菜的顏色、香味、即時(shí)特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

冷凍技術(shù)在木材工業(yè)中主要應(yīng)用于考古木質(zhì)文物干燥及易皺縮木材的干燥。冷凍干燥在操作過(guò)程中需要對(duì)木材進(jìn)行預(yù)凍處理，預(yù)凍過(guò)程中的木材細(xì)胞腔內(nèi)的水凍結(jié)成冰，體積膨脹，會(huì)破壞紋孔膜等微觀結(jié)構(gòu)，能改善木材的滲透性。

此外，冷凍過(guò)程中木材內(nèi)部的冰直接升華為水蒸氣，不產(chǎn)生液體毛細(xì)管張力，能夠有效減少木材的皺縮、塌陷及降解，并且改善木材特性。

木材需經(jīng)過(guò)良好的干燥后才能用在家具、地板及木建筑中，這樣能夠有效地減少制成品中木材的變形、開(kāi)裂、腐朽及蟲(chóng)蛀等問(wèn)題。

當(dāng)前，木材干燥生產(chǎn)中常規(guī)窯干因其干燥質(zhì)量好、綜合優(yōu)勢(shì)明顯，依然是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的干燥方法。但是，某些特種干燥能夠彌補(bǔ)常規(guī)干燥的缺陷和不足，尤其是冷凍干燥，在低溫的條件下使木材中的水分升華，能夠有效保持木材原有結(jié)構(gòu)和顏色。

冷凍干燥在木材干燥中的應(yīng)用分為兩類：①原木在達(dá)到飽和含水率時(shí)在低溫下進(jìn)行冷凍預(yù)處理，然后結(jié)合其他方法進(jìn)行干燥，如常規(guī)干燥、微波干燥等。 ②預(yù)凍處理后的木材直接進(jìn)行真空冷凍干燥，在相對(duì)壓力較高的真空下使凍結(jié)水升華，達(dá)到干燥木材目的。

三、木材冷凍干燥的原理

冷凍干燥過(guò)程主要涉及水的3種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變、細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)物質(zhì)的改變、水分流動(dòng)通道的增多。目前的研究主要集中在冷凍干燥減少木材皺縮的機(jī)理上。木材細(xì)胞皺縮通常有兩個(gè)條件：① 干燥過(guò)程自由水遷移產(chǎn)生的毛細(xì)管張力；②木材細(xì)胞氣密性好且紋孔直徑足夠小。

冷凍干燥過(guò)程需將溫度控制在低于水的三相點(diǎn)以下，干燥過(guò)程水蒸氣從木制品中升華出去，水分沒(méi)有由冰轉(zhuǎn)換為水，不經(jīng)歷水的液相，避免形成氣-液界面，從而使毛細(xì)管力得到消除。

因此，冷凍干燥能夠消除木材細(xì)胞皺縮的第一個(gè)條件，進(jìn)而抑制細(xì)胞皺縮。其次，木材冷凍干燥前需要對(duì)木材進(jìn)行預(yù)凍，預(yù)凍過(guò)程中木材細(xì)胞腔內(nèi)的自由水因結(jié)冰而膨脹，體積變大，破壞了紋孔膜及木材的薄壁細(xì)胞組織，進(jìn)而改善了木材細(xì)胞的氣密性，即改善了木材的滲透性。