实验室冻干机原理就是把含有大量水份的物质，预先进行降温冻结成固体，然后在一定的真空条件下使水蒸气直接从固体中升华出米，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变、疏松多孔，冰在升华时要吸收热量，引起制品本身温度下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对制品进行适当加热。整个干燥过程是在较低温度下进行的。目的是为了保存易脱水的产品，在加水以后能够再次恢复原材料的特性，而不影响其生物活性等。在低温的状态下达到干燥，蛋白质保持无水，而其他主要化学键保持不变。通过冷冻干燥，组织、组织物提取、细菌、疫苗及血浆之类的材料成为干燥状态，从而不会发生酶的、细菌的及化学的变化。
实验室冻干机的设计原则：
在设计实验室冻干机结构系统时，我们就应考虑机械装配问题，并根据工艺要求对设计进行了改进。它主要由冷冻系统、真空系统、液压压塞系统、循环系统、冻干箱体、搁板及捕水器、控制系统等组成。
搁板与导热液软管、导热液分配器、汇流器的连接，以前采用螺纹连接形式，在装配时这些零件都可以在实验室冻干机冻干箱内逐一装配，但是这种螺纹连接形式在使用过程中密封性不好，由于实验室冻干机冻干箱内温度变化范围大，螺纹在这种情况下会产生较大的热胀冷缩变形，螺纹经过数次交替变形后会产生松动现象，螺纹的紧固力矩减小，使硅油产生泄漏，容易污染药品，直接影响机械的使用性能。因此，我们改用了焊接连接方式， 即将搁板、导热液软管、导热液分配器、汇流器整体焊接好后，再放在冻干箱内装配，这样有两个优点： 一是便于焊接后的检漏，检漏可以在冻干箱外进行；二是保证密封性，提高了密封可靠性。
另外，制冷压缩机组主要配件的配置：①压缩机；②制冷剂；③冷凝器。
制冷压缩机组的布置方式的设计考虑出发点是使整套设备布局合理、紧凑。将压缩机置于冷凝器上部，由于冷凝器的进气口在壳体顶部、出液口在底部，限制了压缩机的最小布置高度，为了降低压缩机的高度，对原冷凝器进气截止阀及出液截止阀、安全阀的连接方式进行了改造，降低了冷凝器净高度，并且将汽液分离器和油分离器放在压缩机下面及冷凝器一侧，充分利用了设备的空间。
