冷凍乾燥機由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。冷凍乾燥機主要部件為幹燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍乾燥機它的工作原理是將被幹燥的物品先凍結到三相點溫度以下，然後在真空條件下使物品中的固態水份(冰)直接升華成水蒸氣，從物品中排除，使物品幹燥。物料經前處理後，被送入速凍倉凍結，再送入幹燥倉升華脫水，之後在後處理車間包裝。冷凍乾燥機真空系統為升華幹燥倉建立低氣壓條件，加熱系統向物料提供升華潛熱，制冷系統向冷阱和幹燥室提供所需的冷量。冷凍乾燥機采用高效輻射加熱，物料受熱均勻;采用高效捕水冷阱，並可實現快速化霜;采用高效真空機組，並可實現油水分離;采用並聯集中制冷系統，多路按需供冷，工況穩定，有利節能;采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。
對凍幹制品的質量要求是：生物活性不變冷凍乾燥機、外觀色澤均勻、形態飽滿、結構牢固、溶解速度快，殘餘水分低。要獲得高質量的制品，對凍幹的理論和工藝應有一個比較全面的了解。冷凍乾燥機凍幹工藝包括預凍、升華和再凍幹三個分階段。合理而有效地縮短凍幹的周期在工業生產上具有明顯的經濟價值。
幹燥所得的產品一般都存在體積縮小、質地變硬的問題，易揮發的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的物質發生變性、失活，有些物質甚至發生了氧化。因此，幹燥後的產品與幹燥前相比，在性狀上有很大的差別。凍幹法則基本上在0℃以下進行，即在產品凍結的狀態下進行，只在後期降低產品的殘餘水份含量時，才讓產品升至0℃以上的溫度，但一般不超過40℃。在真空條件下冷凍乾燥機，當水蒸汽直接升華出來後，藥物剩留在凍結時的冰架中，形成類似海綿狀疏松多孔架構，因此冷凍乾燥機幹燥後體積大小幾乎不變。再次使用前，只要加入注射用水，又會立即溶解。
冷凍乾燥機的優勢：
1、許多熱敏性的物質不會發生變性或失活;
2、在低溫下幹燥時，物質中的一些揮發性成分損失很小;
3、冷凍乾燥機在凍幹過程中，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;
4、由於在凍結的狀態下進行幹燥，因此體積幾乎不變，冷凍乾燥機保持了原來的結構，不會發生濃縮現象;
5、由於物料中水分在預凍以後以冰晶的形態存在，原來溶於水中的無機鹽類溶解物質被均勻地分配在物料之中;
6、冷凍乾燥機幹燥後的物質疏松多孔冷凍乾燥機，呈海綿狀，加水後溶解迅速而完全，幾乎立即恢複原來的性狀;
7、由於幹燥在真空下進行，氧氣極少，因此冷凍乾燥機對一些易氧化的物質得到了保護。
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