冷干机的作用是干燥压缩空气。压缩空气经过过滤器的滤芯，部分固体颗粒被滤芯阻挡，使压缩空气中固体颗粒含量减少。与已经从蒸发器出来被冷却到压力的冷空气进行热交换，使压缩空气的温度进一步降低。之后压缩空气进入蒸发器，与制冷剂进行热交换， 通常情况下，为了提高超低温真空冷冻干燥机的质量稳定性，生产工厂会结合用户要求与相关标准和气候等因素把超低温真空冷冻干燥机进行标准化。
水冷式超低温真空冷冻干燥机对环境温度不敏感，不过它对冷却水的要求更高，但水冷式的安装较风冷式复杂；冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后，在的20年中取得了长足进展。主机与真空泵之间由真空管连接，连接处采用卡箍。卡箍内含一只密封橡胶圈，连接前可在橡胶圈上涂抹适量真空脂，再用卡箍卡紧。
从空压机出来的热而潮湿并含有水份的压缩空气首先经过空气对空气热交换器预冷却;然后经过预冷却的空气，在空气对冷媒热交换器被冷干机的冷冻剂循环回路进一步冷却，水冷式超低温真空冷冻干燥机对环境温度不敏感，不过它对冷却水的要求更高，但水冷式的安装较风冷式复杂；进入21世纪，真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点，越来越受到人们的青睐，除了在、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用。
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