由于真空冷凍干燥是在低溫和真空狀態(tài)下進(jìn)行的，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因此最大限度地保持了被干燥物料的細(xì)胞活性和被干燥物料的色、香、味、形及營(yíng)養(yǎng)成分，復(fù)水性能好。真空冷凍干燥技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種熱敏性物質(zhì)的干燥和儲(chǔ)存，如生物制品和藥物的生產(chǎn)、食品的冷凍干燥和脫水、人體組織和器官的儲(chǔ)存、超導(dǎo)材料粉末的制備等。隨著人們對(duì)凍干產(chǎn)品需求的增加，凍干設(shè)備也有了很大的發(fā)展。真空冷凍干燥設(shè)備的原理真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理是:首先將物料冷凍到共晶點(diǎn)溫度以下， 使物料中的水分變成固體冰，然后將預(yù)處理后的預(yù)凍物料放入干燥箱中。在低溫真空狀態(tài)下，熱能由加熱板的熱傳導(dǎo)或輻射提供，使物料中的水直接從冰升華成水蒸氣。不斷升華的水蒸氣被真空泵組抽入捕水倉(cāng)，在-40℃ ~-45℃的排氣管外壁上冷凝捕集，直至按照凍干曲線的規(guī)定要求停止加熱和抽真空，物料凍干全過(guò)程完成。真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱凍干機(jī))主要由真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱凍干機(jī))、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。

　　211干燥箱

　　干燥箱是真空密封容器，是凍干設(shè)備的重要組成部分之一，是干燥過(guò)程中傳熱傳質(zhì)的場(chǎng)所。其性能直接影響凍干設(shè)備的性能。如果有蒸汽滅菌功能，凍干箱也應(yīng)該是低壓內(nèi)壓容器。干燥室主要有兩種形狀:圓形和矩形。圓形干燥室具有操作簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，但其內(nèi)部空間利用率低。矩形干燥室空間利用率高，但制造成本高。

　　212真空系統(tǒng)

　　真空系統(tǒng)包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕獲冷凝器、真正連接的旋片真空泵、連接管道、放氣閥等。系統(tǒng)中空氣蒸汽的抽取由真空泵完成。真空泵工作時(shí)，隔離閥打開，真空干燥室內(nèi)的空氣和水蒸氣通過(guò)水蒸氣捕獲冷凝器捕獲水分后進(jìn)入真空泵，通過(guò)真空泵的排氣口排出系統(tǒng)。為了防止水汽捕集冷凝器抽出的氣體中有少量水汽進(jìn)入泵內(nèi)，系統(tǒng)配有氣體鎮(zhèn)流閥。冷凍干燥時(shí)，打開壓載閥。真空泵的排氣口裝有油霧捕集器，防止廢氣中的煙霧污染室內(nèi)環(huán)境。

　　213加熱系統(tǒng)

　　為了使凍品中的水蒸氣不斷從冰晶中升華出來(lái)，為水蒸氣的升華提供足夠的熱量，于是就有了加熱系統(tǒng)。除加熱板外，加熱系統(tǒng)還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵及管道、閥門、液位計(jì)、溫度傳感器等。

　　214制冷系統(tǒng)

　　水蒸氣冷凝器，又稱冷阱，是制冷系統(tǒng)的主要部件。在1313Pa的真空下，質(zhì)量為1g的冰可以升華產(chǎn)生100m3的水蒸氣。如果這種大量的水蒸氣不經(jīng)處理就用真空泵抽出來(lái)，就需要大容量的抽氣器來(lái)維持所需的真空度。冷阱的作用是將干燥室內(nèi)的水蒸氣冷凝吸附成冰，以免進(jìn)入真空泵。一方面可以減少真空泵的工作量，另一方面可以保證干燥室具有較低的真空度。

　　215自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　自動(dòng)控制系統(tǒng)是凍干機(jī)的指揮機(jī)構(gòu)。凍干機(jī)的控制包括制冷機(jī)和真空泵的啟動(dòng)和停止，加熱溫度的控制，物料溫度、冷阱溫度和真空度的檢測(cè)和控制，自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警裝置等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是測(cè)量和顯示凍干機(jī)的重要參數(shù)。根據(jù)預(yù)設(shè)的設(shè)置，J-控制凍干機(jī)使其運(yùn)行在規(guī)定的狀態(tài)，可以報(bào)警故障狀態(tài)，自動(dòng)處理緊急情況。通過(guò)測(cè)量和記錄凍干過(guò)程的工藝參數(shù)，可以全面了解整個(gè)凍干過(guò)程；通過(guò)有效控制這些參數(shù)，可以優(yōu)化整個(gè)冷凍干燥過(guò)程，也就是說(shuō)， 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可以提高生產(chǎn)效率，降低能耗。