冻干机的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态，该设备有三种相态既可以相互转换又可以共存。当水在三相点（温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa）时，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的目的。
冻干机有哪些冷冻加工工艺？
侵泡法：将原材料侵泡于液态氮、液体氟里昂、超低温食盐水等物质中开展迅速冻洁。此方法冻洁速率更快。
风冷式法：对原材料吹超低温冷气，使原材料在要求的時间内冻洁到一定的溫度。
直冷法：将冷媒或制冷剂放置挥发排管内，消化吸收原材料的发热量做到致冷目地。
真空泵致冷法：运用真空包装使原材料中水分挥发带去发热量，制冷原材料做到致冷目地。
无论采用哪种方法，都应当确保原材料在基础不形变的前提条件下到要求時间内冻洁到一定的溫度。
冻干机广泛应用在医学、制药、生物技术、化工和食品等领域：
一、医学方面的应用
利用冻干技术可以长期保存血液、动脉、骨骼、皮肤、角膜和神经组织等各种器官。冻干时细胞未被破坏，复水后生物体又能复活。例如冻干骨骼可以储存在室温或冰箱内长达2年。
二、制药领域：对药品的冷冻干燥包括中药和西药两部分。
1、西药的冷冻干燥：西药冷冻干燥在国内已得到一定的发展，但目前冷冻干燥药品的品种不多，产品价格高。
2、中药的冷冻干燥：目前冷冻干燥的一些中药包括人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干，大量的中成药还没有采用冻干技术，为此我国中药冷冻干燥技术及产品研究还有很大潜力。
三、生物技术领域：
冷冻干燥包括血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产；生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品；血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存。
四、化工领域
超微细粉末功能材料，如光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速反应工程的催化剂的处理等。
五、食品领域
用于保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、果蔬的冻干。这一优良性能在方便快餐食品中体现尤为出色，表现出了强劲的发展势头，如日本的方便食品中约有50%是冷冻干燥食品。
