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冷冻干燥机是一种通过冷冻和真空两个过程实现对湿物料的干燥的设备。其工作原理主要分为两步：首先，将湿物料置于低温环境中，使其中的水分冻结成固态;然后，通过抽真空的方式将固态物料中的水分升华为水蒸气，并在冷凝器中凝结为液态水，从而得到干燥的固体物质。冷冻干燥机主要利用的是水的三相变化原理，即在真空环境下，冰可以直接升华为水蒸气，而无需经过液态水的过程。
冷冻干燥机通过真空冷冻干燥技术，将含水物料预先冻结，然后使其水分在真空状态下升华。经冷冻干燥的物品，原有的生物、化学特性基本不变，易于长期保存，加水后可恢复到冻干前的状态，并能保持其原有的生化特性。
冷冻式压缩空气干燥机，其核心在于通过降温冷却使压缩空气中的水蒸气凝结成液滴，进而降低空气的含湿量。这一过程中，自动排水系统负责将凝结出的液滴排出机外，确保干燥效果。只要干燥机出口的下游管路环境温度不低于蒸发器出口露点，便可有效防止二次结露现象的出现。