食品真空冷凍干燥機(jī)主要由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱干燥系統(tǒng)控制系統(tǒng)等組成。
1.制冷系統(tǒng)食品的預(yù)凍結(jié)可以在干燥箱外完成，也可在干燥箱內(nèi)完成。對(duì)于在干燥箱內(nèi)完成預(yù)凍結(jié)的真空冷凍設(shè)備來說，其制冷系統(tǒng)既要負(fù)擔(dān)食品預(yù)凍結(jié)的冷負(fù)荷，又要負(fù)擔(dān)捕捉水蒸氣的冷阱的負(fù)荷。冷阱即制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器。
在真空冷凍干燥中，冷阱應(yīng)保持足夠低的溫度，以保證升華出來的水蒸氣有足夠的擴(kuò)散動(dòng)力，同時(shí)防止水蒸氣進(jìn)入真空泵。冷阱表面應(yīng)有適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄒ话銥?40℃~-50℃）和足夠的捕水面積。
2.真空系統(tǒng)在真空系統(tǒng)工作時(shí)，主要用低溫泵在低溫表面上吸收氣體分子，從而達(dá)到抽氣的目的，氣體并不被排到外界。目前普遍采用閉路循環(huán)氦壓縮機(jī)真空泵，常用GTM和SALVY低溫泵。冷凍干燥的真空系統(tǒng)和普通的真空系統(tǒng)有所不同，冷凍干燥的真空系統(tǒng)不但要排除空氣，而且還要不斷地脫除升華出來的水蒸氣，并有一定的抽除速度要求。
食品冷凍干燥設(shè)備中的真空系統(tǒng)有兩種，一種是不帶冷阱的水蒸氣噴射真空系統(tǒng)，另一種是帶有冷阱的油封式機(jī)械真空泵系統(tǒng)。為了避免因氣載太大，泵易發(fā)熱和大量氣體吸收后飽和而不能工作的問題，一般配用前級(jí)泵把大量氣體抽除，從而可以安全和可靠地工作。
3.加熱干燥系統(tǒng)加熱系統(tǒng)為干燥提供熱量，加快干燥的速度，稱為加熱干燥系統(tǒng)。加熱方式有直接加熱和間接加熱兩種，直接加熱一般采用包絕緣礦物材料和金屬保護(hù)套的電熱絲；間接加熱是利用各種熱源，首先在干燥箱外部將載熱介質(zhì)加熱，然后再用泵輸送到干燥箱內(nèi)的擱板中。加熱熱源可以用電、氣、煤等，載熱介質(zhì)包括水、礦物油、水蒸氣、乙二醇的水溶液等。
除上述兩種加熱方式外，也有輻射加熱板，為利用紅外輻射加熱，以及用高頻微波加熱的加熱板。
4.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制包括制冷機(jī)、真空泵的起、停，加熱溫度的控制，物料溫度、冷阱溫度、真空度的測試與控制，自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警裝置等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是對(duì)凍干機(jī)的各個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行測量、顯示，根據(jù)預(yù)先的設(shè)置對(duì)凍干機(jī)進(jìn)行精確控制，使其運(yùn)行在規(guī)定的狀態(tài)，并可對(duì)故障狀態(tài)報(bào)警并自動(dòng)應(yīng)急處理。通過測量和記錄凍干過程的工藝參數(shù)，可以完整地了解整個(gè)凍干過程。對(duì)這些參數(shù)實(shí)施有效的控制，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)凍干過程的優(yōu)化。即在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，提高生產(chǎn)效率及減少能量消耗。
