冷冻式干燥机，也称为冷干机，是在低压下通过升华从材料中除去冰和水分的过程。该工艺已在高品质食品和药品的生产中得到广泛应用。本文介绍了冷冻干燥过程的主要步骤，例如产品的冷冻以及一次干燥和二次干燥。由此可以了解冷冻式干燥机的工艺过程。
冷干机的原理在冷冻干燥过程的三个阶段（升华、初级干燥和二次干燥）中，这些现象对过程、所得材料的质量和整体效果产生重大影响。
冷冻干燥是一种通过水从固体（冰）直接转变为蒸汽而升华的过程，然后从升华层中解吸水。它广泛用于优质食品、生物材料和药物，如蛋白质、疫苗、细菌和哺乳动物细胞。在此过程中，干燥产品的质量（生物、营养和感官特性）得以保留。
这是因为在冻干之前冷冻材料中的水会抑制化学、生物化学和微生物繁衍的过程。因此，味道、气味和各种营养成分的含量不会发生变化。原料中含有大量水分，含水量在80%至95%之间。通过升华去除水会导致冻干产品形成高度多孔的结构，从而蒸发水分，干燥产品。
冷冻过程冷冻式干燥机的冷冻分为初级干燥和二级干燥，具体流程为：
产品的冷冻，通常在大气压下冷冻。（产品中所含的水相转变为冰。）
初级干燥——适当的冷冻干燥——冰升华，通常在减压下进行。（冰到蒸气的相变。
水分子从材料结构中解吸。获得足够低的压力。）
二次干燥——解吸干燥——将产品干燥到所需的最终湿度。（从材料上除去的水蒸气在冷凝器表面重新升华。从电容器表面除去一层冰。）
初级干燥——升华升华是冷干机重要的干燥步骤之一，以下就是升华的部分。
冷冻式干燥机的初级干燥阶段就是升华。升华过程就是冷冻干燥机的减压过程。升华干燥过程实际上就是物料中的冰升华成水蒸气，水蒸气再在冷阱表面凝华成冰的过程，有多少升华量就有多少凝华量。
干燥是从物料外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后留下的空隙便成为继续升华水蒸气的逸出通道。当全部冰晶除去后，升华干燥就结束，此时约除去90%的水。为了便于升华，蒸发器中的压力必须明显低于在冷凝器上升华的冰的蒸气压。
第二次干燥——解吸接下来就是冷冻式干燥机最后一个干燥步骤，干燥解吸。
冷冻式干燥机在升华干燥结束后，干燥物质的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水分，这些水分是还没有被冻结的。当它们达到一定含量，就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件，所以必须除去这些水分。这就是解吸干燥的目的。
由于吸附水的吸附能量高，如果不给它们提供足够高的能量，它们就很难从吸附中解吸出来。同时，为了使解吸出来的水蒸气有足够高的推动力溢出物料，必须使物料内外形成较大的蒸汽压差，因此这个阶段容器内必须是高度真空。
以上就是冷冻式干燥机的工艺过程。主要为初级干燥和二级干燥，初级干燥主要以升华为主，一般是将产品中的水分从固态直接加热成气态，中间没有液相的过程。二级干燥是指解析的过程，在升华结束后，要去除产品中的水分，所以要进入干燥过滤器进行解析干燥，从而得到干燥的产品。