小型冻干机的基本原理是利用水的相变过程，即直接从固态的冰转变为气态的水蒸气，这一过程称为升华。与传统的烘干方法相比，冻干技术的优点是能够在较低的温度下进行，有效避免了物料受热分解或变性的风险，从而保持了物料的结构和活性成分。
小型冻干机主要由制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统等部分组成。制冷系统负责提供必要的低温环境，使物料中的水分结冰；真空系统则创造低压环境，促使冰直接升华为水蒸气；加热系统用于向物料提供适量的热量，以维持升华过程的进行；控制系统则是整个设备的“大脑”，确保各个系统的协同工作。
在食品工业中，被广泛应用于制作冻干咖啡、水果片、蔬菜干等。由于冻干处理后的食品体积和形状基本不变，复水性好，营养成分损失少，因此深受消费者喜爱。在医药领域，许多药品和生物技术产品如血浆、疫苗等也采用冻干技术进行干燥，以便于长期保存和运输。
尽管小型冻干机具有诸多优点，但也存在一些局限性。例如，冻干过程能耗较高，设备投资和维护成本较大，且冻干周期相对较长。这些因素在一定程度上限制了普及和应用。
面对这些挑战，科研人员和工程师们正在不断探索和改进。一方面，通过优化制冷和真空系统设计，提高能效比；另一方面，开发新型材料和技术，以降低设备成本和提升性能。此外，随着智能化技术的发展，小型冻干机的自动化和智能化水平也在不断提高，使得操作更加简便，效率更高。
未来，随着科技的进步和社会的发展，小型冻干机有望在更多领域得到应用。例如，在航天领域，宇航员的食品供应就可以利用冻干技术来减轻重量并延长保质期。在环境保护方面，可以利用冻干技术处理污水和污泥，减少废物体积并回收有用资源。
