在實驗室中，凍干有很多不同的用途，它在許多生物化學與制藥應用中是*的。它被用來獲得可長時期保存的生物材料，例如微生物培養、酶、血液、與藥品，除長期保存的穩定性以外，還保留了其固有的生物活性與結構。為此，凍干被用于準備用做結構研究（例如電鏡研究）的組織樣品。冷凍干燥也應用于化學分析中，它能得到干燥態的樣品，或者濃縮樣品以增加分析敏感度。凍干使樣品成分穩定，也不需改變化學組成，是理想的分析輔助手段。
原 理
冷凍干燥是指通過升華從凍結的生物產品中去除水分或其他溶劑的過程。升華指的是溶劑，比如水，像干冰一樣，不經過液態，從固態直接變為氣態的過程。冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer），該過程稱作凍干。傳統的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。在冰凍干燥過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位置上的堅冰支持著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。
傳統冷凍干燥機與制藥凍干機的捕水量區別
隨著冷凍干燥機技術不斷的發展，已經廣泛應用在生物工程、生物制品、抗菌素、獸藥和保健品等行業。傳統的冷凍干燥機是采取凍干箱和捕水器分別為兩個箱體，中間采用大口徑管道連接，管道上加裝蝶形閥控制氣流的進出，但由于蝶閥的管徑限制，管道的直徑不可能很大，因此，往往形成升華阻力，影響升華。捕水器的捕水效果一般只做到97％，制成品的含水率大于3％。
而隨著生物醫藥技術的發展，對制藥凍干機提出了更高的要求，尤其是一些基因技術產品，往往要求成品含水率小于1％。這也是傳統凍干機與制藥凍干機的捕水量區別。
冷凍式干燥機工作原理
冷凍式干燥機工作原理是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的含水物質預先在低溫下快速冷凍成固態，然后在適當的真空環境下，使冷凍的水分子直接升華成為水蒸氣逸出以除去水分而保存物質的過程。冷凍干燥得到的產物稱作凍干物（lyophilizer）該過程稱作凍干（lyophilization）
冷凍式干燥機工作原理
為保證樣品的生物活性和品質，需要把樣品先行預凍，在冰箱或冷凍式干燥機內完成預凍后放入凍干倉的擱板上，進行樣品的主干燥過程。此時樣品中的水分在冷凍式干燥機的低溫和高真空作用下直接升華為蒸汽被低溫冷阱和真空泵補捉。經過幾十個小時的主干燥后，樣品的絕大部分水分被升華掉，而樣品被完整的保留下來，升華出來的氣體在冷阱內凝華為冰，由于壓強關系，不斷有氣體升華然后在冷阱凝成冰，冰在升華時要吸收熱量，引起樣品本身溫度下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，必須要對制品進行適當加熱。為了保證樣品的更高純度，此時可以對樣品進行升溫凍干也可以叫后干燥過程，樣品溫度達到室溫即可，全部凍干過程完成
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