真空干燥机(简称：冷冻干燥机)的原理是利用升华原理，将事先冻结的材料中的水分升华成冰的状态，而不是融化成冰的状态，直接用水蒸气去除，从而达到干燥的目的。真空干燥机低温干燥时，物质部分挥发性成分的损失很小，体积几乎不变，保持原有结构，不发生崩溃现象，适合部分生化样品、药品、食品干燥。因此，真空干燥机的用途主要广泛，适用于目前所有可见产品的干燥。

溶液的冻结

溶液的冰点和沸点与溶剂和溶质不同。根据溶质的浓度，冰点和沸点不同。以水溶液为例说明溶液的冷凝过程。水溶液的凝结与纯净水不同。它不是在一定温度下完全凝固成固体的。溶液温度下降到一定温度后，晶体开始析出。随着温度的降低，晶体的数量不断增加，溶液全部凝结。因此，溶液在特定温度范围内凝结，冷却时沉淀晶体的温度称为溶液的冰点，溶液全部凝结的温度称为溶液的凝固点，溶质和溶剂都结晶的温度点。在溶液的结晶过程中，溶液的浓度增加，冰点下降，稀溶液成为浓缩溶液，逐渐成为饱和溶液，温度持续降低，溶解度降低，有溶质的晶体析出，终成为冰晶体和溶质晶体的共晶混合物。此时温度是溶液的共晶点温度。这个过程也是发热过程，冷冻曲线上也会出现水结冰一样的寒冷和平台。

真空干燥机溶液的制冷曲线

冷冻的产品大部分是水溶液、各种成分的水溶液、溶液和悬浮液的混合液。一些成分复杂的液体在冷冻时会形成两种状态，一种是晶体状态，另一种是无定形(也称为玻璃状态)。晶体状态形成后，完全冻结或凝固的温度称为共融点。如果形成玻璃状态，完全冻结或凝固的温度称为玻璃状态转换温度。

溶液的浓度对冷冻干燥至关重要，会影响冷冻干燥时间和产品质量，浓度过高或过低对冷冻干燥不好。浓度太高，干燥后干燥物质太多，密度大，溶解慢，干燥时会影响升华率，甚至融化。浓度太低，干燥后干燥物质太少，无法形成块状结构，产品呈棉花状，甚至可能被升华气流拉到容器外。冻干产品的浓度控制在4% ~ 25%之间，10% ~ 15%。浓度的高低也会影响产品的凝固点。例如氯化钠水溶液，浓度为18.8%时凝固点为-15，浓度为23%时凝固点为-21。