凍幹機工作原理圖
凍幹機（也稱為真空冷凍乾燥機）起源於19世紀20年代的真空冷凍乾燥技術，進入21世紀，真空凍幹技術除了在醫藥、生物製品、食品、血液製品、活性物質領域之外的領域得到廣泛應用。
凍幹機相對常規乾燥方法（曬乾、煮幹、烘乾、噴霧乾燥等），凍幹法具有如下優點：
* 許多熱敏性的物質不會發生變性或失活。
* 在低溫下乾燥時，物質中的一些揮發性成分損失很小。
* 在凍幹過程中，微生物的生長和酶的作用無法進行，因此能保持原來的性狀。
* 由於在凍結的狀態下進行乾燥，因此體積幾乎不變，保持了原來的結構，不會發生濃縮現象。
* 由於物料中水分在預凍以後以冰晶的形態存在，原來溶於水中的無機鹽類溶解物質被均勻地分配在物料之中。升華時，溶於水中的溶解物質就析出，避免了一般乾燥方法中因物料內部水分向表面遷移所攜帶的無機鹽在表面析出而造成表面硬化的現象。
* 乾燥後的物質疏鬆多孔，呈海綿狀，加水後溶解迅速而完全，幾乎立即恢復原來的性狀。
* 由於乾燥在真空下進行，氧氣極少，因此一些易氧化的物質得到了保護。
* 乾燥能排除95%～99%以上的水分，使乾燥後產品能長期保存而不致變質。
凍幹機製冷工作原理(如圖所示)是：液體製冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物質的熱量後，汽化成低壓低溫的蒸汽，被壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓的蒸汽後排入冷凝器，在冷凝器中向向冷卻介質(水或空氣)放熱，冷凝為高壓液體，經節流裝置節流為低壓低溫的液體，再次進入蒸發器吸熱汽化。
製冷工作原理圖製冷壓縮機將蒸發器內的低壓（低溫）製冷劑吸入壓縮機汽缸內，製冷劑蒸汽經過壓縮，壓力、溫度同時升高；高壓高溫的製冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內，溫度較高的製冷劑蒸汽與溫度比較低的冷卻水或空氣進行熱交換，製冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來，製冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥，經過膨脹閥節流成了低溫低壓的液體並進入蒸發器；在蒸發器內低溫、低壓的製冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化（俗稱「蒸發」），而壓縮空氣得到冷卻後凝結出大量的液體水；蒸發器中的製冷劑蒸汽又被壓縮機吸走，這樣製冷劑便在系統中經過壓縮、冷凝、節流、蒸發這樣四個過程，從而完成了一個循環。
小型食品凍幹機凍幹機組成及結構圖
凍幹機系由製冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。主要部件為乾燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
製冷系統是凍幹機的最重要的組成部分，被稱為「凍幹機的心臟」。其製冷系統主要由以下部件組成：壓縮機，製冷劑，油分離器，水冷凝器，乾燥過濾器，中間冷卻器，視液鏡，電磁閥，手閥(頂蓋閥)，膨脹閥，蒸發器(板式交換器，後箱冷凝盤管)，汽液分離器，回氣過濾器，壓力表，壓力控制繼電器， CPCE (能量調節器)，安全閥，製冷管道等。整個系統如下圖所示：
凍幹機組成結構圖
大型凍幹機
凍乾草莓