實驗室凍干機的工作原理是：先把含有水分實驗的物料進行預凍結晶成固態，然后在真空環境下進行一次干燥和解析干燥，直接在固態升華成氣體的除去水分，得到含水極少的物料。
一、實驗室凍干機的組成系統
1.實驗室凍干機控制系統:由可編程邏輯控制器、觸摸屏、外圍繼電器和傳感器組成。
2.實驗室凍干機制冷系統:由制冷壓縮機和輔助設施組成，為干燥箱和冷阱提供冷源。(在制冷系統中，除了顯示的高、低壓表外，還安裝了壓力控制器。當高壓過高時，高壓繼電器動作，壓縮機停止工作)。
3.實驗室凍干機循環系統:冷凍干燥和加熱是一種依靠溫差引起物料轉移的技術。貨架的制冷和制熱是通過導熱油的傳熱來進行的。為了使導熱油在整個系統中連續循環，在管道中增加了屏蔽循環泵。
4.實驗室凍干機真空系統:由干燥箱、冷阱、真空閥、真空泵、真空管道、真空計量表管等組成。真空泵單元具有很強的抽吸能力，一方面促使干燥箱內的水分在真空下升華，另一方面系統在冷阱和干燥箱之間形成真空壓差，使得干燥箱內的水分升華并被冷阱捕獲。
5.實驗室凍干機液壓系統:主要用于干燥結束時將瓶塞壓入瓶口。
二、凍干機應用時幾種節約用電的方法
1.應擺放在環境溫度低而且通風條件良好的地方，并且擺放時凍干機頂部、左右兩側背部要留有適當的空間，以利于散熱。
2.在取存物品時盡量減少開門次數和開門時間，開門和關門動作要快，開門角度應盡量小，并盡里有計劃地一次將物品取出或放入，從而避免過多冷氣外溢和過多室內熱空氣進入箱內。
3.嚴禁將熱的物品放進機內。因為含熱量比較高而放進凍干機后，將會使箱內溫度急劇上升，同時增加蒸發器表面結霜厚度，壓縮機工作時間延長，耗電量增加。所以必須在箱外冷卻降溫后才能放入箱內。
4.放入凍干機內的物品要適量，不要過滿、過緊，擺放要合理。因為凍干機的容積和負荷量是一定的，凍干箱內物品放得過滿、過緊，會影響箱內空氣的對流，散熱就會困難，影響凍干機效果。同時增加壓縮機工作時間，使耗電量增加。
真空凍干機是指通過升華從凍結的生物產品中去除水分或其他溶劑的過程。升華指的是溶劑，比如水，像干冰一樣，不經過液態，從固態直接變為氣態的過程。冷凍干燥得到的產物稱作凍干物，該過程稱作凍干。傳統的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。在冰凍干燥過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位置上的堅冰支持著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。
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