خشک کردن بصورت انجمادی شامل سه مرحله می باشد.

الف)پیش انجماد

ب)خشک کردن اولیه

ج)خشک کردن ثانویه

 الف )پيش انجماد

محصولات به دو روش با توجه به نوع ساختار آنها منجمد مي‌شوند. بيشتر محصولاتي كه به روش خشك‌ كردن انجمادي خشك مي‌شوند شامل آب، حلال و مواد حل شونده يا معلق در آب هستند. اكثر نمونه‌هايي كه بصورت انجمادي خشك مي شوند داراي خاصيت ماده‌اي اتوتيك هستند كه مواد اتوتيك مخلوطي از اجسامي است كه آب آنها را احاطه كرده و در دماهاي پايين‌ منجمد مي‌شوند.

پيش انجماد در پروسه خشك كردن انجمادي بسيار مهم است به دليل اينكه دماي محصولات را تا زير دماي اتوتيك قبل از شروع عمليات خشك كردن پايين مي‌برد و باعث مي‌شود قطعه‌هاي كوچكي از مواد كه يخ نزده‌اند در محصول باقي بمانند و مقاومت ساختاري محصول خشك شده را توسعه و پايدار سازد.

نوع دوم محصولات منجمد شده به شكل سوسپانسيون (محلول ذرات معلق) است كه در حين منجمد شدن به شكل كريستال شيشه‌اي در‌آمده‌اند. اين نوع محصولات برعكس اتوتيك شدن همه­ي سوسپانسيون (محلول ذرات معلق) در حين پايين آمدن دماي محصول چسبناك مي‌شوند. در انتها، محصول يخ‌زده و به شكل جامد شيشه‌اي مي‌شود. اين نوع محصولات خيلي سخت منجمد و با اين روش خشك مي‌شوند.

ب )خشك كردن اوليه

بعد از مرحله پيش انجماد، شرايط بايد بگونه­اي باشد كه در آن يخ بتواند از حالت جامد به حالت بخار (تصعيد) تبديل شود كه در اين روند ساختار ماده بدون تغيير و باعث خشك شدن محصول مي‌شود. اين نوع خشك كردن نيازمند كنترل با دقت دو پارامتر، دما و فشار است كه در دستگاه خشك كن انجمادي قابل كنترل است. سرعت تصعيد يخ از محصول يخ‌زده به اختلاف فشار حلال و محصول در مقايسه با فشار بخار موجود در دستگاه بستگي دارد.  چون محصول معمولاً داراي فشار بخار بيشتر نسبت به فشار بخار دستگاه است، مولكول­ها از فشار بالا‌تر به سمت فشار كمتر مي‌روند. از آنجايي كه فشار بخار به دما بستگي دارد، لازم است كه دماي محصول گرم‌تر از دماي تله سرما  (جمع كننده يخ) باشد.

همان طور كه در شكل زیر مشخص شده است اكثر محصولات در نقطه A به شكل مناسبي يخ مي‌بندند و سپس دماي آنها تا زير نقطه B بالا مي‌رود و اين تغيير موجب كم شدن فشار مي‌شود كه در اين نقطه پروسه خشك و فريز‌شدن آغاز مي‌شود.

ج )خشك كردن ثانويه

بعد از اينكه خشك كردن اوليه كامل شد و همه  يخ ها تصعيد شدند، مقداري رطوبت هنوز در محصول وجود دارد. محصول خشك به نظر مي‌رسد ولي رطوبت باقي­مانده تقريباً 8-7% است. خشك كردن پيوسته (دائم) در دماي گرمتر براي كم كردن حجم رطوبت باقيمانده به مقدار مناسب لازم است، اين روش پس‌دهي هم دما نام دارد.

شرايط ديگر مثل فشار و دماي تله سرد بدون تغيير باقي مي‌مانند. خلاء بايد تا جايي كه مي‌تواند كم بوده و دماي جمع‌كننده تا جايي كه بتواند پايين‌ باشد. مدت زمان خشك كردن ثانويه معمولاً نصف زماني است كه براي خشك كردن اوليه لازم است.

با مراجعه به نمودار فازي (شكل بالا) و روند سيكل تصعيد (شكل زیر)، محصول ابتدا تا زير دماي اتوتيك آن سرد مي‌شود (نقطه A) و تله سرما تقريباً C°20 سردتر از دماي محصول مي‌شود. معمولاً در دماي بين 50- تا 80- درجه­ سانتي­گراد، محصول خشك و منجمد مي‌شود. دماي پايين‌تر جمع‌كننده عامل بسيار مهمي در راندمان دستگاه و پروسه خشك شدن مي‌باشد.