冻干机工作原理图
冻干机（也称为真空冷冻干燥机）起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术，进入21世纪，真空冻干技术除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域之外的领域得到广泛应用。
冻干机相对常规干燥方法（晒干、煮干、烘干、喷雾干燥等），冻干法具有如下优点：
*许多热敏性的物质不会发生变性或失活。
*在低温下干燥时，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。
*由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
*由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就析出，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。
*干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。
*由于干燥在真空下进行，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，使干燥后产品能长期保存而不致变质。
冻干机制冷工作原理(如图所示)是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量后，汽化成低压低温的蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体，经节流装置节流为低压低温的液体，再次进入蒸发器吸热汽化。
制冷工作原理图制冷压缩机将蒸发器内的低压（低温）制冷剂吸入压缩机汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器，在冷凝器内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换，制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀，经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化（俗称“蒸发”），而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水；蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走，这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程，从而完成了一个循环。
小型食品冻干机冻干机组成及结构图
冻干机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。
制冷系统是冻干机的最重要的组成部分，被称为“冻干机的心脏”。其制冷系统主要由以下部件组成：压缩机，制冷剂，油分离器，水冷凝器，干燥过滤器，中间冷却器，视液镜，电磁阀，手阀(顶盖阀)，膨胀阀，蒸发器(板式交换器，后箱冷凝盘管)，汽液分离器，回气过滤器，压力表，压力控制继电器，CPCE(能量调节器)，安全阀，制冷管道等。整个系统如下图所示：
冻干机组成结构图大型冻干机冻干草莓