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凍干機的工作原理基于真空冷凍干燥技術，主要分為預凍、升華干燥（一次干燥）和解析干燥（二次干燥）三個階段，具體如下：

1.預凍階段：將需要干燥的物料放置在凍干機的物料盤中，然后將物料盤送入干燥倉內。通過制冷系統對干燥倉進行降溫，使物料中的水分凍結成冰。預凍的目的是使物料中的液態水全部變成固態冰，為后續的升華干燥做準備。預凍溫度一般要低于物料的共晶點溫度（物料中水分與溶質開始形成晶體的溫度），以確保物料中的水分凍結，比如一些生物制品的預凍溫度可能低至 - 40℃到 - 50℃。

2.升華干燥（一次干燥）階段：在物料預凍完成后，開啟真空系統，使干燥倉內達到較高的真空度（一般在 10Pa 到 100Pa 之間）。此時，物料中的冰在低溫和真空條件下，直接從固態升華為氣態的水蒸氣。為了使冰能夠持續升華，需要通過加熱系統對物料進行緩慢加熱，提供冰升華所需要的熱量，比如采用電加熱或油加熱的方式。升華過程中，水蒸氣會被真空泵抽出干燥倉，然后在冷阱（溫度一般在 - 50℃到 - 80℃之間）中被冷凝成冰，從而實現物料中水分的初步去除。

3.解析干燥（二次干燥）階段：經過升華干燥后，物料中大部分的冰已經被去除，但仍殘留少量的結合水（與物料分子結合較緊密的水分）。為了進一步去除這些結合水，需要提高加熱溫度（一般在 20℃到 40℃之間），使物料中的結合水變成游離水，然后在真空條件下，游離水再從物料中逸出并被冷阱捕獲。當物料的含水量達到預期的要求后，關閉加熱系統、真空系統和制冷系統，取出干燥后的物料，完成整個凍干過程。

通過以上三個階段，凍干機能夠在低溫和真空的條件下，將物料中的水分去除，同時最大限度地保留物料的原有結構、成分和活性，常用于生物制品、藥品、食品等的干燥處理。