पूरी फ़्रीज़-ड्राइंग प्रोसेस असल में हीट और मास ट्रांसफ़र (पानी की भाप) का एक साथ होने वाला प्रोसेस है। हीट और मास ट्रांसफ़र की दरें मिलकर ड्राइंग रेट पर असर डालती हैं, इस तरह पूरे फ़्रीज़-ड्राइंग साइकिल पर असर डालती हैं। हीट और मास ट्रांसफ़र पर असर डालने वाले सभी फ़ैक्टर ड्राइंग रेट पर असर डालेंगे। शॉर्ट में, फ़्रीज़ ड्रायर में हीट और मास ट्रांसफ़र पर असर डालने वाले मुख्य फ़ैक्टर हैं:
1. मटीरियल का फ़ॉर्म और कंपोज़िशन: फ़्रीज़-ड्राइड मटीरियल को आम तौर पर सॉलिड या लिक्विड के तौर पर क्लासिफ़ाई किया जाता है। सॉलिड का फ़ॉर्म और लिक्विड का कंसंट्रेशन फ़्रीज़-ड्राइंग रेट पर काफ़ी असर डालता है।
2. प्री-फ्रीजिंग रेट: फ्रीजिंग के दौरान बनने वाले क्रिस्टल का साइज़, सूखे प्रोडक्ट के सूखने की दर और घुलने की दर पर काफी असर डालता है। फ्रीज ड्रायर में तेज़ी से फ्रीज करने और धीरे फ्रीज करने की प्रक्रिया इन तरीकों से अलग होती है: तेज़ी से फ्रीज करने पर छोटे बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं, जबकि धीरे फ्रीज करने पर बड़े क्रिस्टल बनते हैं। बड़े बर्फ के क्रिस्टल सब्लिमेशन को बढ़ावा देते हैं, जबकि छोटे क्रिस्टल इसमें रुकावट डालते हैं। तेज़ी से फ्रीज करने पर सब्लिमेशन की दर कम होती है और डीसॉर्प्शन की दर तेज़ होती है; धीमी फ्रीजिंग से सब्लिमेशन की दर तेज़ होती है और डीसॉर्प्शन की दर धीमी होती है।
3. लोडिंग की मात्रा: फ्रीज ड्राइंग के दौरान, कंटेनर में डालने के बाद, मटीरियल का सरफेस एरिया और मोटाई का एक निश्चित अनुपात होता है। इसलिए, फ्रीज ड्राइंग लोडिंग की मात्रा से संबंधित है। छोटा सरफेस एरिया और मोटाई पानी के सब्लिमेशन को बढ़ावा देती है, जिससे फ्रीज ड्राइंग आसान हो जाती है और अच्छी क्वालिटी मिलती है। ड्राइंग के दौरान, ट्रे के प्रति यूनिट एरिया में लोड किया गया गीला वज़न ड्राइंग के समय को तय करने वाला एक ज़रूरी फैक्टर है। आम तौर पर, मटीरियल का ढेर जितना पतला होता है, उतनी ही तेज़ी से हीट और मास ट्रांसफर होता है, और ड्राइंग का समय उतना ही कम होता है। लेकिन, पतले मटीरियल के ढेर का मतलब है कि हर बैच में हर यूनिट फ़्रीज़-ड्राइंग एरिया में कम मटीरियल सूखता है, जो हर यूनिट फ़्रीज़-ड्राइंग एरिया और हर यूनिट टाइम में यील्ड बढ़ाने के लिए नुकसानदायक है।
4. ड्राइंग चैंबर प्रेशर: ड्राइंग चैंबर के अंदर का प्रेशर हीट और मास ट्रांसफ़र की रेट पर असर डालता है। मास ट्रांसफ़र के लिए, कम प्रेशर बेहतर होता है, जबकि हीट ट्रांसफ़र के लिए, ज़्यादा प्रेशर बेहतर होता है। फ़्रीज़ ड्रायर का मास ट्रांसफ़र रेट मुख्य रूप से सब्लिमेशन इंटरफ़ेस और ड्राइंग लेयर की सतह पर टेम्परेचर और प्रेशर से तय होता है। ड्राइंग लेयर से पानी की भाप निकलने की रेट बढ़ाने के लिए, एक तरीका है सब्लिमेशन इंटरफ़ेस का टेम्परेचर बढ़ाना, जिससे इंटरफ़ेशियल वॉटर वेपर प्रेशर बढ़ जाता है; दूसरा तरीका है ड्राइंग चैंबर में वैक्यूम लेवल बढ़ाना, जिससे ड्राइंग लेयर की सतह पर वेपर प्रेशर कम हो जाता है।
5. हीट ट्रांसफ़र का तरीका: फ़्रीज़ ड्रायर को पारंपरिक रूप से इस तरह बांटा जा सकता है: कंडक्शन, कन्वेक्शन, थर्मल रेडिएशन, और मीडियम हीटिंग (माइक्रोवेव हीटिंग)। क्योंकि फ़्रीज़ ड्रायर में सब्लिमेशन ड्राइंग प्रोसेस में हीट और मास (पानी की भाप) का ट्रांसफर होता है, इसलिए मटीरियल तक हीट को अच्छे से ट्रांसफर करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला हीट ट्रांसफर का तरीका फ़्रीज़ ड्रायर के ड्राइंग रेट पर काफी असर डालता है।