利用冰与水溶液间固液相平衡原理的方法通过对低浓度溶液进行低温冷冻，水结晶析出，溶液实现浓缩。
上图为硫酸钠低温区溶解度曲线，由图可见当溶液温度低于-0.9℃的时候，溶液溶解度会随温度的降低而升高，在降温过程发生的物理变化则是水结晶以固态析出，溶液则发生了实质性的浓缩作用。
由图可见当温度降低仅3℃时，溶液浓度可从浓度2.5%提升至14%，可达到5.6倍的浓缩比例。
冷冻浓缩的优势显而易见：超低温浓缩，对任何热敏性物料均适用，尤其食品、饮料。与蒸发相比，尤其结合热泵工艺后，其也拥有较为经济的能耗水平。
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