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冷冻式干燥机，简称冷干机，其工作流程主要包含以下几个步骤：首先，压缩空气进入干燥机，经过热交换器进行预冷；随后，预冷后的空气进入冷冻室，通过制冷系统进行深度冷却；在冷冻过程中，空气中的水分会凝结成霜并析出；最后，干燥且无水的空气经过后冷却器进行升温，再排出干燥机，完成整个干燥过程。
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。
冷冻干燥机的工作原理可以简单理解为液态→固态→气态的转变过程。在冻干过程中，溶质颗粒之间的“液态桥”会被冻成“固态桥”，使得两颗粒间的相对位置固定下来，并且不存在气液界面的表面张力。随着溶剂的不断升华，“固桥”逐渐减少，但两颗粒之间的相对位置不再发生变化，直至“固态桥”完全消失。