冻干机设备在有机溶剂冷冻干燥的研究现状，早在20世纪70年代末期，研究人员就开始探索含有有机溶剂的溶液的冻干，当时加入有机溶剂的目的是增加药物的可溶性和减少降解速率。研究发现，有机溶剂的存在影响了溶液的冻结特性，进而影响干燥速率和冻干品的外观。文献在采用冷冻干燥法制备纳米粉体时，选用叔丁醇作为有机溶剂，由于叔丁醇具有高熔点、易于挥发，因此可缩短干燥时间。文献采用DSC对叔丁醇*水系统进行了热分析，在此基础上建立了叔丁醇*水系统相图；同时采用低温显微镜观察了叔丁醇水溶液的晶体结构，发现叔丁醇改变了冰晶形态。加入3%～19%的叔丁醇将导致针状的冰晶形成，这在冷冻干燥中是非常重要的。
在溶液的冻干过程中，干燥层的阻力是主要的传质阻力，约占全部阻力的90%。如果能够降低干燥层的阻力，那么即使在较低的温度下也可以达到较高的干燥速率，这不但避免了塌陷的发生，而且大大缩短了干燥时间。溶液中加入叔丁醇后，冻结时形成针状结晶，冰晶升华后留下大量的针状孔道，大大降低干燥层的传质阻力，使干燥速率加快，降低了生产成本。文献发现，5%w/v的蔗糖溶液加入5%w/v的叔丁醇后，平均干燥阻力下降了10倍左右。Baldi等人报道，在常规抗生素-庆大霉素的冻干生产中，加入叔丁醇后，冻干时间从原来的39h减少到28h，而产品的质量保持不变。目前叔丁醇是冷冻干燥中使用得最广的一种有机溶剂，叔丁醇水共溶剂已用于多种注射药物的生产。
含水物料预冻时，往往首先析出冰；当到达共晶点时，理论上应形成共晶体，但对大多数生物制品，溶质很少发生共晶。因此如果温度继续降低，溶液将发生玻璃化转变。此时整个物料就成为既有冰晶、又有玻璃体的复杂固态结构。冻干溶液中的许多成分降温时发生玻璃化转变，根据玻璃态假说，能够保护活性成分不受损失。玻璃态理论对于设计安全、经济的冻干过程是十分重要的。玻璃化转变温度(Tg’)是冷冻干燥中需要了解的重要参数，升华干燥应控制在Tg’以下进行。有机溶剂的加入会改变物料的冻结特性，如结晶形状、玻璃化转变温度等，进而改变升华速率、冻干品外观和复水性等等。文献研究了蔗糖/水二元溶液的玻璃化转变温度。对于10%蔗糖/水溶液，其玻璃化转变温度Tg’为-32.5℃，见图1。对于多元溶液，溶质之间相互作用，使冻结情况变得复杂。叔丁醇属于结晶态物质，降温时结晶析出。文献研究了蔗糖水溶液中加入叔丁醇后溶液玻璃化转变温度的变化情况。叔丁醇的加入使Tg’由原来的-32.5℃降低到-42℃，同时在-30℃左右出现放热峰，对应的是叔丁醇结晶；两个吸热峰分别对应叔丁醇/冰的共晶熔融峰（Tem）和冰的熔融峰（Tm），见图2。叔丁醇结晶不充分引起玻璃化转变温度Tg’下降；另外，如果残留于蔗糖中的叔丁醇冻干后仍然保持无定形，那么可能在储存过程中结晶，导致生物制品不稳定。近来研究表明，在升华干燥之前进行退火处理，能够强化结晶，从而解决上述问题。文献研究了退火对叔丁醇/蔗糖/水溶液冻结特性的影响。