真空冷凍干燥機也叫凍干機，一個完整功能齊全的凍干機是由凍干箱，冷阱，真空系統，制冷系統，硅油循環系統，氣動液壓系統，在位清洗系統，在位滅菌系統和電氣控制系統等組成。
凍干箱是凍干機的核心部件，是產品預凍和干燥的地方，在凍干箱內安裝有一套能制冷和加熱的板層，產品就放置在板層上進行預凍和干燥。凍干箱還是一個可以抽成真空的容器，以使產品在真空下進行升華干燥。液壓壓塞系統可對小瓶進行真空或充氮壓塞。凍干箱開有許多接口，以完成各種功能。小型的凍干機可以采用電動壓塞，大型的生產型凍干機采用液壓壓塞。對于非西林瓶裝物料，如托盤等散裝的可以沒有壓塞系統。對于含有蒸汽SIP的凍干機還屬于壓力容器，要耐受蒸汽壓力。 SIP除了可以采用蒸汽滅菌還可以采用VHP，VHP的不適于壓力容器。
冷阱與凍干箱一樣是真空容器，是和凍干箱一樣重要的。它的內部裝有許多可制冷的金屬表面，一般是盤管，用于補集產品中升華出來的水蒸汽，所以冷阱是凍干機抽除水蒸汽的“真空泵”，是zui大的真空泵。冷阱表面有一些接口，連接不同的管道可以完成不同功能。
真空系統包含凍干箱、冷阱、真空泵、中隔閥、管道、真空傳感器等，真空系統是保證樣品升華需要的真空壓力，維持在這個壓力下，物料是從固體到氣體狀態的升華，而不是汽化。帶在位清洗和滅菌系統的凍干機還配有水環泵，用作清洗和滅菌之后的干燥。
制冷系統由冷凍機與凍干箱、冷凝器內部的管道等組成。冷凍機可以是互相獨立的二套，也可以合用一套。冷凍機的功用是對凍干箱和冷凝器進行制冷，以產生和維持它們工作時所需要的低溫，它有直接致冷和間接致冷二種方式。加熱系統對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質硅油來進行加熱，由一臺泵使中間介質不斷循環。加熱系統的 作用是對凍干箱內的產品進行加熱，以使產品內的水份不斷升華，并達到規定的殘余水份要求。
在位清洗（CIP）系統由清洗泵和安裝在凍干箱和冷阱內的一系列管道和噴嘴組成，作用是完成對凍干箱，板層和冷阱的自動清洗。并且配有水環真空泵，用作清洗后的干燥之用，為了防止清洗水漏入無菌室內，凍干箱的箱門應有鎖緊裝置。 在位清洗一般是制藥行業含有，對GMP要求高的含有CIP系統，CIP系統不是凍干機的標配。
在位滅菌（SIP）系統用于凍干箱、冷阱和放氣過濾器的滅菌之用，在位滅菌系統的凍干箱和冷阱必須是壓力容器，必須按壓力容器的設計要求和制造要求進行設計和制造，材料和設備必須能耐受滅菌時的壓力和溫度的要求；凍干箱必須有箱門鎖緊裝置。為了滅菌之后的干燥也需要配備水環泵，較大型號的凍干機還要有冷卻水夾套，用于滅菌之后的冷卻之用。 SIP也是屬于凍干機的選配，根據行業的不同進行配置，一般制藥行業的生產型凍干機上多配置。其他行業不做硬性要求。
控制系統由各種控制開關，指示調節儀表及一些自動裝置等組成，它可以較為簡單，也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統較為復雜。控制系統的功用是對凍干機進行手動或自動控制，操縱機器正常運轉，以凍干出合乎要求的產品來。 對于功能齊全的凍干機控制系統肯定是含有全自動功能，可以采用的或者控制的功能較多，如真空控制，溫度控制，真空調節，脈沖回填等。電氣控制系統由電源柜，控制柜和電腦（PC 機）組成。電源柜是強電柜，安裝主開關、空氣開關或熔斷器、控制變壓器、交流接觸器、熱繼電器和固態繼電器等，控制柜是弱電柜，安裝模擬圖、記錄儀表、可編程序控制器（PLC）、手動支持系統等。PC 機可以安裝在遠離凍干機的地方，對凍干機進行控制成監視。這個是針對中試及以上型號的凍干機可以選配的，控制柜是一般凍干機廠家的標配，電源柜則由使用單位配置，而PC機是根據控制的需要選配的。
冷凍干燥的程序是這樣的：在凍干之前，把需要凍干的產品分裝在合適的容器內，一般是玻瓶或安瓶，裝量要均勻，表面盡量大而厚度盡量薄些； 然后放入與凍干箱尺寸相適應的金屬盤內。一定的溫度預凍，預凍溫度到達保溫2~4小時，開始抽真空，待真空度 達到30~50pa，即可對箱內產品進行加 熱。一般加熱分兩步進行，第yi步加溫不使產品的溫度超過共熔點的溫度；待產品內水份基本干完后進行第er步加溫，這時可迅速地使產品上升的規定的zui高溫度。在zui高溫度保持數小時后，即可結束凍干。 整個升華干燥的時間約 12-24 小時左右，與產品在每瓶內的裝量，總裝量， 玻璃容器的形狀、規格，產品的種類，凍干曲線及機器的性能等等有關。 凍干結束后，要放干燥無菌的空氣進入干燥箱，然后盡快地進行加塞封口， 以防重新吸收空氣中的水份。
凍干機的價差非常大，設備配置及加工過程成本都有極大的價差，好的凍干機是按照標準流程進行加工的，工藝*，設備的各種參數可以進行測試和驗證。選擇凍干機不一定是zui貴的，一定是適合的才是好的，適合不適合是根據自身工藝進行確定的。
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