隨著工業自動化程度的快速提高，食品加工技術也越來越多種多樣，冷凍干燥機也被廣泛應用，其運行系統主要包括制冷系統、真空系統、加熱系統和電氣儀表控制系統這幾種，主要部件有干燥箱、冷凝器、制冷機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等，其工作原理是將干燥后的物品冷凍到三相點以下，然后在真空條件下將物品中的固體水(冰)直接升華為蒸汽，將其從物品上取下并干燥物品。預處理后的物料進入速凍倉進行冷凍，然后進入干燥倉進行升華脫水，然后在后處理車間進行包裝。真空系統為升華干燥倉建立低壓條件，加熱系統為物料提供升華潛熱，制冷系統為冷阱和干燥室提供所需的冷卻能力。
冷凍干燥機是現今物料干燥環節常見的設備之一，該技術應用于各個行業，它系由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。主要部件為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。運用了物理原理，將壓縮空氣中的水分冷凍至露點以下，使之從空氣中析出的空氣干燥機。
熱交換在冷凍干燥機里的主要作用是利用被蒸發器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數用戶來講這部分冷量屬廢冷），并用這部分冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減輕了制冷系統的熱負荷，達到節約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在熱交換器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過低而出現結露現象。
為盡可能獲得較高的的傳熱效果，必須加大放熱系數即加換熱器的換熱面積，因此蒸發器和熱交換器銅管的外壁采用了套鋁翅片的措施。同時熱交器銅管上套翅片后可降低空氣對銅管的沖擊及避免銅管破裂。
普通意義上講，冷凍干燥機的上部和下部的排氣系統的冷卻能力，排氣溫度高，冷凍應用率越高。然而，由于收到熱交換條件限制，特別是機器露點不低于冰點的條件，排氣溫度的進展是有限的。
冷凍干燥機在使用時利用與進行熱交換，把壓縮空氣冷卻至2-10℃的范圍，以除去壓縮空氣中的水分。當壓縮空氣的壓力高、溫度低且處理空氣量小時，則可得到低壓力露點。大氣壓露點只能達到－17℃。選用時主要考慮處理流量、壓力露點、使用環境以及電壓等。當壓縮空氣的壓力高、溫度低、且處理空氣量小時，則得到低壓力露點。
