真空冷冻干燥技术已在许多领域得到了广泛的应用，将该技术用于食品加工可获得高质量的脱水食品。目前山西省已有数家食品冻干企业，这些企业普遍面临着设备能耗较高和生产周期过长的技术难题。为此，山西省科委已将该项目列为省科技攻关项目。 本文首先在综述真空冷冻干燥技术发展现状的基础上，阐述了降低真空冻干能耗和缩短冻干时间的必要性和重要性。 针对试验条件下的物理模型，在适当假设的基础上，建立了真空冻干的非稳态数学模型。将模型简化为准稳态模型后进行了解析求解。结果表明，多孔干燥层温度按指数规律变化，变化幅度取决于水汽流率，冻结层温度按线性分布，预测冻干时间与实际结果相符。 对影响真空冻干的过程参数进行了试验研究。试验表明：冻干厚度、加热板温度、系统的真空度是最重要的三个过程参数；冻结速率对总冻干时间没有影响，慢冻物料的升华干燥时间要比快冻物料短，但慢冻的解析时间相对较长，两者的总冻干时间相差很小；初始冻结温度对冻干过程的影响可以忽略。混合加热的冻干时间要明显少于纯辐射加热；冷阱温度设定在-40℃-45℃较为合理。试验中还发现，含水率较大的物料不宜采用导热快速冻结。 在三因素二次正交回归试验的结果分析的基础上，利用降维分析方法探讨了冻干厚度、加热板温度和系统的真空度对干燥时间和干燥能耗的影响，并对混合加热条件下单位水分能耗和冻干生产率进行了优化分析。较优工艺参数的验证结果表明优化结果符合实际情况。 对真空冷冻干燥过程能耗组成和过程电流的变化规律进行了试验研究。在结果分析的基础上发现对压缩机和真空泵进行合理的操作可以达到节能的目的。