凍幹(gān)機的(dí)工(gōng)作(zuò)原理是預(yù)凍成(chéng)固體形(xíng)狀，低溫下(xià)升華(huá)幹(gān)燥(zào)，首先(xiān)升(shēng)華(huá)能發生是因為凍幹(gān)箱(xiāng)內的飽和蒸氣壓(yā)低於(yú)水(shuǐ)的（或(huò)者溶劑）的三(sān)相點，位(wèi)於(yú)三相點(diǎn)以下的(dí)壓(yā)力，低於共熔點(diǎn)溫(wēn)度下(xià)升華，升高溫(wēn)度(dù)，物質隻能從(cóng)固(gù)體變成(chéng)氣體，發生升(shēng)華，而(ér)不發(fā)生融化。
升(shēng)華是(shì)一(yī)個吸(xī)熱(rè)的(dí)過程(chéng)，如(rú)果在升華(huá)過程(chéng)中沒(méi)有外(wài)界給(gěi)予(yú)熱量的(dí)話(huà)，升(shēng)華(huá)隻能吸收自(zì)身的(dí)熱量(liáng)，自身產品溫度(dù)降低(dī)，降(jiàng)低(dī)到(dào)一定(dìng)程(chéng)度，產(chǎn)品溫度與冷(lěng)阱溫(wēn)度(dù)一致(zhì)，升(shēng)華停止，因為沒有溫度(dù)差(chà)，熱(rè)量(liáng)不(bù)能(néng)傳(chuán)遞(dì)。因此在(zài)升(shēng)華過程(chéng)中要給(gěi)板(bǎn)層(céng)加(jiā)熱(rè)，提(tí)供(gōng)傳導(dǎo)熱(rè)給予升(shēng)華界(jiè)麵的升華熱量(liáng)。這個熱(rè)量不(bù)能(néng)超過升(shēng)華(huá)熱(rè)。
在凍(dòng)幹機(jī)中有兩(liǎng)個(gè)大(dà)的(dí)密閉(bì)容器，一(yī)個(gè)是(shì)凍幹箱(xiāng)，一個(gè)是冷阱，它們(mén)由主閥連(lián)接(jiē)，當主閥(fá)打開時便成(chéng)為(wéi)一(yī)個(gè)整(zhěng)體的封(fēng)閉係(xì)統。在幹燥階段，凍(dòng)幹箱的板(bǎn)層上(shàng)放(fàng)有預凍(dòng)好的(dí)凍結(jié)產(chǎn)品，製(zhì)品的升華(huá)溫度(dù)決定了(liǎo)凍(dòng)幹(gān)箱的(dí)飽和蒸(zhēng)汽壓。在冷阱(jǐng)中，冷阱的(dí)製(zhì)冷表麵溫度決(jué)定了(liǎo)冷(lěng)阱內的(dí)飽(bǎo)和蒸汽壓。
假設(shè)在幹(gān)燥過程(chéng)中(zhōng)，凍幹箱(xiāng)的(dí)升華(huá)溫度(dù)在(zài)-30℃，冷阱(jǐng)的製冷表麵溫(wēn)度(dù)也(yě)在-30℃，這(zhè)時兩個(gè)容器(qì)內(nèi)的飽和蒸汽壓相等，如果(guǒ)打(dǎ)開主閥，則從(cóng)凍幹箱跑到(dào)冷阱(jǐng)的水(shuǐ)汽(qì)與(yǔ)從(cóng)冷阱跑(pǎo)到凍幹(gān)箱(xiāng)的(dí)水(shuǐ)汽相(xiāng)等，即處(chǔ)於平衡狀(zhuàng)態。如果冷阱(jǐng)的溫度降(jiàng)低到-50℃，如果打(dǎ)開主(zhǔ)閥(fá)，則由於(yú)凍幹(gān)箱(xiāng)的壓(yā)力大於(yú)冷阱的(dí)壓(yā)力，凍幹(gān)箱的(dí)水汽將(jiāng)流向冷阱(jǐng)，並在冷阱的(dí)製冷表(biǎo)麵(miàn)凝(níng)華成(chéng)冰霜(shuāng)，隻(zhī)要(yào)冷阱的製冷表(biǎo)麵(miàn)溫(wēn)度能維(wéi)持在-60℃，就能維持冷(lěng)阱的飽和蒸汽壓低於凍幹箱(xiāng)，這是一(yī)個(gè)傳質的過程(chéng)，也就是蒸發出來(lái)的(dí)水(shuǐ)蒸氣傳遞(dì)的過程(chéng)，這(zhè)個是(shì)升(shēng)華(huá)的(dí)動力(lì)。因(yīn)此冷(lěng)阱的溫度(dù)必(bì)須(xū)低於產品升(shēng)華溫(wēn)度，從(cóng)而(ér)產生(shēng)水(shuǐ)蒸汽(qì)的壓力差，獲得(dé)升華的動力。
板層加熱(rè)，冷(lěng)阱(jǐng)製(zhì)冷這(zhè)是(shì)升(shēng)華(huá)過(guò)程中的(dí)動力(lì)，除此(cǐ)之外還(huán)有真空，通(tōng)過(guò)真(zhēn)空(kōng)調節(jié)間接(jiē)控製升華溫(wēn)度(dù)和傳質(zhì)壓(yā)差(chà)，也是升華的動力(lì)。
