實驗室凍干機原理就是把含有大量水份的物質，預先進行降溫凍結成固體，然后在一定的真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出米，而物質本身剩留在凍結時的冰架中，因此它干燥后體積不變、疏松多孔，冰在升華時要吸收熱量，引起制品本身溫度下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，必須要對制品進行適當加熱。整個干燥過程是在較低溫度下進行的。
目的是為了保存易脫水的產品，在加水以后能夠再次恢復原材料的特性，而不影響其生物活性等。在低溫的狀態下達到干燥，蛋白質保持無水，而其他主要化學鍵保持不變。通過冷凍干燥，組織、組織物提取、細菌、疫苗及血漿之類的材料成為干燥狀態，從而不會發生酶的、細菌的及化學的變化。
實驗室凍干機具有優點：
（1）冷凍干燥在低溫下進行，因此在對于許多熱敏性的物質特別適用。如蛋白質、微生物之類，不會發生變性或失去生物活力。
（2）在凍干過程中，微生物的生長和酶的作用無法進行。因此能保持原來的性狀。
（3）在低溫下干燥時，物質中的一些揮發性成份和受熱變性的營養成分損失很小，適合些化學制品、藥品和食品的干燥。
（4）由于在凍結的狀態下進行干燥，因此制品的體積、形狀幾乎不變，保持了原來的結構，不會發生濃縮現象。干燥后的物質疏松多孔，呈海綿狀，加水后洛解迅速而*，幾乎立即恢復原來的性狀。
（5）在真空下進行干燥，物料處于高度缺氧狀態下，容易氧化的物質得到了保護。干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后產品能長期保存而不變質。
（6）制品在凍干倉室內的無菌狀態下完成干燥、解吸附水份和壓塞等操作。
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