四環(huán)凍干實(shí)驗型凍干機(jī)是將含有較大水分的物質(zhì)提前實(shí)施制冷措施凍結(jié)為固體物質(zhì)，再在真空狀態(tài)下使水分從制品中蒸發(fā)出來，而物質(zhì)留存在凍結(jié)的冰體中，物質(zhì)干燥后的性質(zhì)和體積均不會發(fā)生改變。其運(yùn)作時的系統(tǒng)包含有制冷﹑循環(huán)、真空、液壓、CIP/SIP以及控制系統(tǒng)，其中制冷系統(tǒng)是整個運(yùn)作過程的核心部分。
在四環(huán)凍干實(shí)驗型凍干機(jī)操作中，如何快速的把物料冷凍干燥，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就要了解物料的特性、共熔點(diǎn)溫度。如果能夠在物料溫度上升到共熔點(diǎn)之前把大部分的水分抽去，那么成功凍干該物料也就不遠(yuǎn)了。
所謂共熔點(diǎn)，就是物料里的溶液全部凝結(jié)的溫度。通常我們可以在預(yù)凍階段通過凍干機(jī)觀察窗來觀察物料性狀的變化來獲得。當(dāng)物料開始結(jié)冰的時候，浸入物料中的電熱偶所探測到的溫度會突然回升，這是因為結(jié)冰過程的放熱現(xiàn)象所造成的。這時候，我們錄得的溫度就大致接近于共熔點(diǎn)（或共晶點(diǎn)）溫度。
在共熔點(diǎn)（或共晶點(diǎn)）之前除去90%以上的水分的過程稱為一次干燥期。判斷一次干燥結(jié)束的時間也是比較重要的。過早或過晚判斷，都會造成凍感、干品質(zhì)的降低或能量和時間的消耗。最直觀的方法，是根據(jù)物料的形狀來判斷。一次干燥后期，大部分水分被抽去。就好象隨著洪水退去，墻面的水線不斷下降一樣，我們可以觀測到物料上面也有一條水線不斷下降，直至消失。水線消失，也就意味著一次干燥即將結(jié)束了。第二種方法，可以根據(jù)箱內(nèi)壓力的變化趨勢來加以判斷，當(dāng)大部分被除去以后，箱內(nèi)的壓力將不斷下降，直至呈現(xiàn)線形。第三種方法，可以根據(jù)物料溫度的變化來判斷。當(dāng)大部分被抽去以后，我們會發(fā)現(xiàn)，物料的溫度與擱板的溫度會越來越接近。
為了縮短干燥時間，除了可在預(yù)凍階段的晶形做文章以外，還可以在升華階段適當(dāng)?shù)負(fù)饺霘怏w，使真空值在一定范圍內(nèi)波動（一般不宜超過30Pa）。這種辦法使熱傳遞方式不再是靠熱傳導(dǎo)來主打，還增強(qiáng)了熱對流的方式，加快了水分解析的速度。
