低溫凍干機是利用升華的原理進行干燥的一種技術，是將被干燥的物質在低溫下快速凍結，然后在適當?shù)恼婵窄h(huán)境下,使凍結的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程.冷凍干燥得到的產物稱作凍干物，該過程稱作凍干。物質在干燥前始終處于低溫(凍結狀態(tài)),同時冰晶均勻分布于物質中,升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象,避免了由水蒸氣產生泡沫、氧化等副作用。干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在大程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。
速凍原料經過挑選、漂洗、整形、放盤等前道工藝后，便可以進入凍干階段。凍干的第一步必須對凍干物料進行速凍，把放了物料的料盤置于低溫凍干機中進行速凍（有的凍干機不帶速凍功能，要另配速凍機）。低溫凍干機的速凍工藝有以下幾種：
浸泡法：將物料浸泡于液氮、液態(tài)氟里昂、低溫鹽水等介質中進行快速凍結。此法凍結速度快。
風冷法：對物料吹低溫冷風，使物料在規(guī)定的時間內凍結到一定的溫度。
直冷法：將制冷劑或冷媒置于蒸發(fā)排管中，吸收物料的熱量達到制冷目的。
真空制冷法：利用抽真空使物料中水份蒸發(fā)帶走熱量，冷卻物料達到制冷目的。
不管采取何種方式，都應該保證物料在基本不變形的前提下在規(guī)定時間內凍結到一定的溫度。
為保證物料中的冰不溶化而直接汽化（升華），并不斷移走汽體，保證升華正常進行，必須使箱內真空度低于某一溫度下冰的飽和蒸汽壓。
采用冷阱是為了捕捉水汽，降低真空泵的負荷，設計合理的冷阱基本不會導致真空泵失效，能耗也低，不過對制冷系統(tǒng)、冷阱的設計要求較嚴。
隨著冰不斷升華汽體的移走，也帶走物料的熱量，使物料溫度（冰溫）持續(xù)走低，從而引汽冰的飽和蒸汽壓降低，升華速度放慢。為保持一定的升華速率，就必須不斷給物料補充熱量。熱量補充太少會降低升華速率，熱量補充太快會引起冰的溶化，導致物料塌陷凍干失敗。
由于凍干機凍干過程較復雜，且工作狀態(tài)范圍較窄，稍有不慎便會造成凍干品質量下降，因此要求采用自控系統(tǒng)。凍干機自控系統(tǒng)設計要求操作簡便，從物料放入按鈕開機，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關機出料。有關的溫度、壓力控制點要精心選擇、合理控制，速凍、真空保持、加熱的關聯(lián)應控制恰當，針對不同的物料設置工藝曲線。
