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凍干機按照功能系統分，主要由制冷系統、真空系統、加熱系統、循環系統、壓塞系統和控制系統六個主要部分組成。按結構分，由凍干箱或稱干燥箱、冷阱或稱水汽凝結器、制冷機組、真空機組和閥門、液壓機組、循環機組、電氣控制元件等組成。

凍干箱：凍干箱作為凍干機的主要部分，需要凍干的制品就放在箱內分層的金屬板層上，對制品進行冷凍，并在真空下加溫，使制品內的水分升華而干燥。

冷阱：作為一個真空密閉容器，在它的內部有一個較大表面積的金屬吸附面，吸附面的溫度能降到-40℃～-70℃以下，并且能維持這個低溫范圍。冷阱的功用是把凍干箱內制品升華出來的水蒸氣凍結吸附在其金屬表面上。

凍干箱、冷阱、真空管道、閥門、真空泵等構成凍干機的真空系統。真空系統要求嚴格的真空泄漏率，真空泵是真空系統建立真空的重要部件。真空系統對于制品的迅速升華干燥是不可少的。

制冷系統由制冷機組與凍干箱、冷阱內部的管道等組成。制冷機可以是互相獨立的二套或以上，也可以合用一套。制冷機的功用是對凍干箱和冷阱進行制冷，以產生和維持它們工作時所需要的低溫，它有直接制冷和間接制冷二種方式。

加熱系統對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質來進行加熱，由一臺泵(或加一臺備用泵)使中間介質不斷循環。加熱系統的作用是對凍干箱內的制品進行加熱，以使制品內的水分不斷升華，并達到規定的殘余含水量要求。

控制系統由各種控制開關，指示調節儀表及一些自動裝置等組成，它可以較為簡單，也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統較為復雜。控制系統的功用是對凍干機進行手動或自動控制，操縱機器正常運轉，以使凍干機生產出合乎要求的制品來。