冷凍式干燥機運用了物理原理，將壓縮空氣中的水分冷凍至露點以下，使之從空氣中析出的空氣干燥機。受限于水的冰點溫度，理論上來說它的露點溫度可接近于0度，實際情況，好的冷凍干燥機露點溫度一般在5度左右。國外進口的漢克森冷凍式壓縮空氣干燥機一般能達到這個露點要求。潮濕高溫的壓縮空氣流入前置冷卻器（高溫型）散熱后流入熱交換器與從蒸發器排出來的冷空氣進行熱交換，使進入蒸發器的壓縮空氣的溫度降低。

在壓縮空氣干燥過程中，其冷凍干燥是通過降低壓縮空氣溫度，使壓縮空氣中的水份析出。冷凍干燥機（冷干機）的工作原理與電冰箱一樣，壓縮空氣經過冷凍的壓縮空氣管道后，壓縮空氣溫度下降至要求的溫度，達到干燥的要求。

真空冷凍干燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度（－10℃～－50℃）下凍結成固態，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不經液態直接升華成氣態，終使物料脫水的干燥技術。我國是原料藥生產大國，因此該技術應用前景十分廣闊。與其它干燥方法一樣，要維持升華干燥的不斷進行，滿足兩個基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段，如果物料溫度相對較高，升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進行，物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時，若沒有外界供熱，升華干燥便停止進行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時排除，蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當達到物料的凍結點時，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥也就無法進行了。

主要適用于高校、研究所和食品、生物、飲料、化工、材料、制藥等企業實驗室研發和生產微量顆粒粉末，對所有溶液如乳濁液、懸浮液具有廣譜適用性, 適用于對熱敏感性物的干燥如生物制品、生物農藥、酶制劑等，因所噴出的物料只是在噴成霧狀大小顆粒時才受到高溫，故只是瞬間受熱，能保持這些活性材料在干燥后仍維持其活性成份不受破壞。飲料、香料和色素、牛奶和蛋制品、植物和蔬菜提取液、制藥合成、熱敏物質塑料、聚合物和樹脂、芳香劑、血制品、制陶和超導體、生化制品、染料、肥皂和洗滌劑、食品黏合劑、氧化物、骨粉和牙粉等等。

真空凍干技術憑借其它干燥方法無法比擬的優點，越來越受到人們的青睞，除了在醫藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質領域得到廣泛應用外，其應用規模和領域還在不斷擴大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀的重要應用技術。冷凍干燥的基本原理是基于水的三態變化 醫學教 育網收集整理 。水有固態、液態和氣態，三種相態既可以相互轉換又可以共存。 當水在三相點（溫度為0.01℃，水蒸氣壓為610.5）時，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態下，利用升華原理，使預先凍結的物料中的水分，不經過冰的融化，直接以冰態升華為水蒸汽被除去，從而達到冷凍干燥的目的。凍干制品成海綿狀、無干縮、復水性、含水分極少，相應包裝后可在常溫下長時間保存和運輸。 由于真空冷凍干燥具有其它干燥方法無可比擬的優點，因此該技術問世以來越來越 受到人們的青睞，在醫藥、生物制品和食品方面的應用已日益廣泛。血清、菌種、中西醫藥等生物制品多為一些生物活性物質，真空冷凍干燥技術也為保存生物活性提供了良好的解決途徑。

換熱后的壓縮空氣流入蒸發器通過蒸發器的換熱功能與制冷劑熱交換，壓縮空氣中的熱量被制冷劑帶走，壓縮空氣迅速冷卻，潮濕空氣中的水份達到飽和溫度迅速冷凝，冷凝后的水分經凝聚后形成水滴，經過特氣水分離器高速旋轉，水分因離心力的作用與空氣分離，分離后水從自動排水閥處排出。經降溫后的空氣壓力露點低可達2℃。 降溫后的冷空氣流經空氣熱交換與入口的高溫潮濕熱空氣進行熱交換，經熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度，同時壓縮空氣還經過冷凍系統的二次冷凝器（同行的設計）與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱，確保出口空氣管路不結露。同時充分利用了出口空氣的冷源，了機臺冷凍系統的冷凝效果，確保了機臺出口空氣的質量。