真空冷凍干燥機主要構成包括凍干箱、真空系統、制冷系統、加熱系統以及控制系統等幾部分：
凍干箱是一個可抽真空的密閉容器，集抽真空、冷凍、加熱干燥功能為一體，可以制冷到-40℃左右，也可以加熱到50℃左右，物料置于擱板上的不銹鋼托盤內，先冷凍，后在真空下加溫升華，擱板上有可測量物料溫度的探頭，用以監測整個凍干過程中的物料溫度。
真空系統包括真空泵、冷凝器以及管路閥門幾個主要部分。真空泵很好理解，用于建立真空環境，形式多樣；冷凝器用于凝結物料升華出來的水蒸氣。它也是一個密閉裝置，內部有一個較大面積的金屬吸附面，升華出來的水蒸氣可凝結吸附在其金屬表面上。
制冷系統主要就是冷凍機及其管路，由其對凍干箱以及冷凝器進行制冷，維持它們工作需要的低溫，分直接制冷與間接制冷兩種方式。另外凍干箱與冷凝器的冷凍機可是獨立的，也可以是共用的。
加熱系統的作用是真空環境下對凍干箱內的物料進行加熱，使其受熱升華，從而達到規定的含水率要求。加熱系統的加熱方式分為接觸式加熱與輻射式加熱。
真空冷凍干燥機的控制系統，也就是各種控制開關、指示調節儀表以及自動裝置等。
最后真空冷凍干燥機的簡單運作流程，一般先將凍干箱進行降溫，然后再放入物料進行預凍；抽真kong前根據冷凝器、冷凍機的降溫速度，提前使冷凝器工作，并在抽真空時讓溫度降到-40℃左右；待真空度達到一定程度后，開始分兩步加溫，直至完成。
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