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真空泵广泛应用于真空干燥过程中。所谓真空干燥，就是将物料置于负压下，通过加热适当达到负压下的沸点，或者通过冷却使物料凝固后通过溶点干燥。物料中的水分在负压下溶解点的沸点随着真空度的增加而减少。同时，真空泵间隙可以吸收水分，降低水蒸气含量，使物料中的水等溶液获得足够的动能，从物料表面脱离。由于真空干燥处于负压状态，部分在干燥过程中易氧化等化学变化的物料可以更好地保持原有特性，也可以通过注入惰性气体后抽真空来更好地保护物料。常见的真空干燥设备有:真空干燥箱、连续真空干燥设备等。
真空干燥过程是将干燥材料放置在密闭的干燥室内，在真空系统中抽真空的同时加热干燥材料，使材料内部的水分通过压差和浓度扩散到表面，水分子在材料表面获得足够的动能，克服分子间的相互吸引力后，逃到真空室的低压空间，被真空泵抽出的过程。
在真空干燥过程中，干燥室内的压力总是低于大气压力，气体分子数少，密度低，氧含量低，可以干燥易氧化变质的材料、易燃易爆的危险品等。对药品、食品和生物制品有一定的消毒杀菌作用，减少材料菌的机会，抑制细菌的生长。
由于水在蒸化过程中的温度与蒸汽压成正比，真空干燥时，物料中的水可以在低温下蒸化，可以在低温下干燥。这有利于某些药物、食品和农副产品中热敏物料的干燥。
