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实验室冻干机的工作原理主要包括冷冻和干燥两个过程。

冷冻过程：首先，将待冻干的样品放置在冷冻板上，通过外部冷却系统或制冷剂的循环，将冷冻板温度降低到较低的温度，通常在-50℃至-80℃之间。在低温下，样品中的水分开始冻结成冰晶。

干燥过程：在冷冻过程中，通过真空系统将冷冻板上的压力降低到较低的水平，通常在10-3至10-4 mbar之间。在低压下，冰晶开始升华，即直接从固态转化为气态，而不经过液态。这个过程称为升华。同时，通过加热系统或辐射加热，提供足够的能量来加快升华速度。

通过冷冻和干燥两个过程，实验室冻干机可以将样品中的水分转化为气态，从而实现对样品的脱水作用。在干燥过程中，样品转化为干燥固体，保持了样品的活性和稳定性，并减少了样品在储存和运输过程中的体积和重量。