低溫凍干機的基本原理就是將溶液或懸浮液制成均勻的薄層樣品，并在極低溫度下將其快速凍結。隨后，在真空條件下使水分直接升華并流失，這個過程叫做sublimation（升華），由于物質變?yōu)闅怏w狀態(tài)，因此該方法成為冷凍真空無水化技術。
通常，低溫凍干機由制冷系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)、真空計、真空泵等部分組成。下面來講一下它的具體設計原理：
1、制冷系統(tǒng)的設計：制冷系統(tǒng)以annealing為基本工藝，要求制冷系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、工作時間長且無需經常維修。其原理是，在真空環(huán)境中，將樣品吸附的水蒸氣結晶化并升華。如果制冷為采用內壁貼附技術，則可提高整機效率，降低運行噪聲。
2、減壓系統(tǒng)設計：利用真空泵將容器內外的壓力差拉大，從而助力水分升華的脫離。因此，在該設備旁邊需要安裝分子泵作為真空泵，并選用雙極電源，使得減壓系統(tǒng)可平衡運行。
3、控制系統(tǒng)設計：恒溫恒濕控制系統(tǒng)主要包括了溫度傳感器以及濕度傳感器等組件，并且其需要在相同溫度下鎖定特定的濕度。通過加工技術和全數字控制電路相結合，從而能夠實現高效的人工操作。
4、樣品架的設計：樣品架的目的是將含有溶液或懸浮液的物品放置在合適的位置上，進而進行冷凍和真空脫水。
以上是低溫凍干機的設計原理介紹。通過充分了解其工作原理以及構造方式，將能熟練地操作使用該設備，并有助于在實際操作中更好地處理樣品，提高其制備和保存的效果。
