冷凍干燥機采用降溫結露的原理,主要由熱交換系統、制冷系統和電氣控制系統三部分組成。壓縮空氣首先進入預冷卻器進行氣-氣或氣-水的熱交換,除去一部分熱能,然后進入冷熱空氣交換器,和已經從蒸發器出來被冷卻到壓力露點的冷空氣進行熱交換,使壓縮空氣的溫度進一步降低。之后壓縮空氣進入蒸發器,與制冷劑進行熱交換,壓縮空氣的溫度降至0-8℃,空氣中的水份在此溫度下析出,通過氣水分離器分離后,經過自動排水器排出。而干燥的低溫空氣則進入冷熱空氣交換器進行熱交換,溫度升高后輸出。
對于共熔點的概念關乎到冷凍干燥的實際過程,因為凍干產品可能有鹽類、糖類、明膠、蛋白質、血球、組織、病毒、細菌等等的物質。因此它是一個復雜的液體,它的凍結過程肯定也是一個復雜的過程,與溶液相似,也有一個真正全部凝結成固體的溫度。即共熔點。由于冷凍干燥機是在真空狀態下進行。只有產品全部凍結后才能在真空下進行升華,否則有部分液體存在時,在真空下不僅會迅速蒸發,造成液體的濃縮使凍干產品的體積縮小;而且溶解在水中的氣體在真空下會迅速冒出來,造成如液體沸騰的樣子,使凍干產品鼓泡,甚至冒出瓶外,這些是我們所不希望的。為此凍干產品在升華開始時必須要冷到共熔點以下的溫度,使凍干產品真正全部凍結。
冷凍干燥機共熔點的測量可用簡單的方法來測量,用兩根適當粗細而又互相絕緣的銅絲插入盛放產品的容器中,作為電極。在銅電極附近插入一支溫度計,插入深度與電極差不多,把它們一起放入凍干箱內的觀察窗孔附近,并用適當方法把它們固定好,然后與其它產品一起預凍,這時我們用萬用表不斷地測量在降溫過程中的電阻數值,根據電阻數值的變化來確定共熔點。