实验室真空冷冻干燥机，也称为冻干机，是利用升华原理对物质进行稳定化干燥的设备。它广泛应用于生物学、医药学、食品科学等领域，尤其在处理热敏性物质和生物制品方面显示出优势。主要由制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统组成,以下是这些系统的具体作用：
首先，制冷系统是冻干机的核心部分之一，其主要功能是为干燥过程提供低温环境。通常包括压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器等部件。制冷系统通过循环制冷剂，降低冷凝器中的压力和温度，使系统达到低温状态，为物料的冻结和升华提供必要条件。
其次，真空系统的主要作用是建立和维护干燥室内的低压环境。它通常由真空泵、冷阱、阀门和管道组成。真空泵用于抽除干燥室中的气体，降低压力，而冷阱则用于捕捉升华过程中产生的水蒸气，防止其进入泵内或返回干燥室。
再者，加热系统的功能是在冻干过程的后阶段为已干的物料提供热量，以促进水分的进一步移除。这一系统可能包括电加热元件、加热板及温度控制装置。加热过程中必须精确控制温度，以避免物料的过热或降解。
最后，控制系统则负责整个冻干过程的监控和管理。现代冻干机通常配备有微处理器或计算机，能够实现参数设置、过程监控、数据记录及故障诊断等功能。控制系统确保冻干过程按预设程序自动运行，提高操作的便捷性和过程的可靠性。
实验室真空冷冻干燥机的工作原理，主要是利用水在低温和真空环境下可直接从固态升华为气态的物理特性。具体工作过程如下：
1.预冻阶段：先将需干燥的物料冷冻，使其中的水分结冰。
2.初级干燥：在低温和真空条件下，冰直接升华成水蒸气，并通过真空系统被移除。
3.次级干燥：在物料干燥到一定程度后，通过加热系统提供热量，进一步去除吸附在物料表面的水分。
