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凍干制品中的水分只有在一定的真空狀態下才能進行升華，達到真空冷凍干燥的目的。

凍干機真空系統采用真空泵組，組成強大的抽吸能力，在干燥腔室和冷凝器形成真空，一方面促使干燥腔室內的水份在真空狀態下蒸發（升華），另一方面該真空系統在冷凝器和干燥腔室之間形成一個真空度梯度（壓力差）。使前箱水分升華后被冷凝器捕獲。

真空系統的真空度應與制品的升華溫度和冷凝器的溫度相匹配，真空度過高或過低都不利于升華，干燥箱的真空度應控制在設定的范圍之內，其作用是可縮短制品的升華周期，對真空度控制的前提是真空系統本身必須具有較低的泄漏率。

真空系統是凍干機的重要組成部分，其主要由干燥箱、冷凝器、真空泵、羅茨泵、小蝶閥、箱阱隔離閥（大蝶閥、蘑菇閥）、真空測試裝置（真空儀、真空規管（壓力傳感器））、放氣裝置、輔助裝置、真空管道等組成。