冷凍干燥最大的特點是低溫環(huán)境，適用于熱不穩(wěn)定物料的干燥，例如人參冷凍干燥后樣品中所含的熱敏成分丙二酰基人參皂苷Rb1與鮮人參相比差異很小；冷凍干燥中真空環(huán)境，適用于易氧化物料的干燥；所得成品營養(yǎng)成分損失少，能夠最大限度地保留物料原有成分、味道、色澤和芳香；干制品骨架保持不變，多孔結構使質地疏松，復水性好，速溶；預凍時物料中水分以冰的形式存在，使無機鹽均勻在物料中析出，升華后水分直接逃逸，避免其他干燥方法中水分攜帶無機鹽向表面遷移，物料表面無機鹽累積析出而造成的表面硬化；凍干制品含水量低，采用真空包裝能夠長期保存。冷凍干燥的缺點是設備投資貴，運行能耗高，凍干時間長，設備維護成本高，最終造成產品生產成本高。
中藥研發(fā)和生產常用的冷凍干燥設備有小型實驗室冷凍干燥機、箱式冷凍干燥設備、噴霧冷凍干燥設備、帶式冷凍干燥設備等。冷凍干燥設備較貴且運營成本高，一般用于貴重中藥材或附加值較高中成藥的生產中。
以箱式冷凍干燥設備為例說明冷凍干燥設備的基本結構與性能。箱式冷凍干燥設備包括凍干箱、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、蒸汽滅菌系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。制冷系統(tǒng)包括制冷機與干燥箱、凝結器內部管道和換熱器等，制冷機可以是一套也可以是多套組合而成，主要是對干燥箱和凝結器降溫并維持工作環(huán)境所需低溫。真空系統(tǒng)包括干燥箱、凝結器、真空泵、真空管道和閥門等，真空泵將與物料接觸的環(huán)境抽成負壓，是水分迅速升華的關鍵，必須保證系統(tǒng)沒有漏氣現(xiàn)象。換熱系統(tǒng)包括換熱器、電加熱器、循環(huán)泵、制冷機和硅油等，硅油在換熱器中被加熱器升溫或制冷機降溫，達到預定溫度后再被循環(huán)泵送至干燥箱隔板。液壓系統(tǒng)包括液壓頂桿和可上下移動的擱板，在冷凍干燥結束時，對干燥箱中的半加塞制品瓶進行液壓加塞，使制品瓶與外界環(huán)境隔絕，制品瓶出箱后，能避免外界空氣中水分、灰塵、微生物等對產品的影響。蒸汽滅菌系統(tǒng)包括干燥箱、大蝶閥、凝結器、真空管道、小蝶閥等，它能在冷凍干燥前或結束后對干燥箱、凝結器等部件進行高溫滅菌。工作過程為：將待干燥物料分裝在合適的容器內放置于干燥箱擱板上，打開制冷，待環(huán)境溫度降至指定溫度后維持一段時間完成預凍步驟，抽真空，按摸索的條件加熱完成升華干燥，升華結束后提高干燥箱溫度完成解析干燥，制品瓶液壓加塞，凍干結束，關閉真空泵、制冷壓縮機、凝結器開關、電加熱器和循環(huán)泵，打開放氣閥使干燥箱恢復大氣壓，成品出箱，凝結器除霜，關閉設備。為了獲得良好的凍干藥品，一般在凍干時應根據(jù)每種凍干機的性能和藥品特點，在經過試驗的基礎上制訂出一條凍干曲線，然后控制機器，使凍干過程各階段的溫度變化符合預先制訂的凍干曲線。真空冷凍干燥的生產過程可借助計算機來控制生產系統(tǒng)按照預先設定的凍干曲線工作。
