冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术，是一种利用升华的原理进行干燥的技术，将被干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境，使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程。
就冷冻干燥机的工作原理来说，是基于水的三态变化。众所周知，水分固态、液态和气态，且这三种状态既可相互转换又可以共存。当然此现象的出现需要满足一定的条件，当水在三相点(温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa)时即可。具体而言，冷冻干燥机的运作原理是在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的预期效果。
通常情况下，冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性较好、含水分少，相应包装后可在常温下长时间保存和运输。因此该技术问世以来一直受到人们的青睐，在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。诸如血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质，真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
*通常情况下，许多热敏性的物质不会发生变性或失活。
* 处于低温状态下进行干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小。
* 在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
* 在冻结的状态下进行干燥，体积几乎不变，保持原来的结构，不会发生浓缩现象。
* 升华时，溶于水中的溶解物质就会被析出，有效避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
* 由于干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速，几乎能立即恢复原来的性状。
* 通常情况下是在干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。
* 干燥能排除95%~99%以上的水分，因此干燥后的产品能达到长期保存而不致变质的效果。
* 因物料处于冻结状态，温度很低，所以对供热的热源温度要求不高，采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。
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