四環凍干機的冷凍真空干燥技術是把含水物質預先凍結成冰，然后在真空下進行升華而去除水分的一種 干燥方法。因此干燥的第一步是把含有大量水分的產品凍結成固體，這一過程叫做預凍階段。
如果不把產品凍結成固體，直接抽真空的話，當真空抽到一定的時候，溶解在水中的空氣會像水“沸騰"一樣起泡，產品會從容器中冒出到容器的外邊，到壓力低于 6.11 毫巴 時，產品會凍結成冰，但沒有固定的形狀，玻璃容器還會破裂。這種凍結是由于大量水分蒸 發吸收產品自身熱量引起的，也是壓力變化引起的物態變化，也叫做真空制冷。
四環凍干機的凍干產品大都數是溶液，有些產品成分非常復雜，是溶液和懸浮液的混合物，有些還 含有蛋白質、生物體等生物活性物質。在凍結時有些產品會形成結晶態，也有些產品會形成 玻璃態。產品在干燥一段時間之后，會形成上面的干燥層和下面的凍結層，凍結層的產品繼 續干燥時，升華的氣流必需通過干燥層，如果產品凍結成晶態，則由于晶體之間有間隙，升 華氣流能較順利地通過，不影響產品的繼續干燥。如果產品凍結成玻璃態，則由于玻璃態幾 乎無間隙，升華氣流沒有通道，產品的繼續干燥將受到影響，干燥會失敗。四環凍干機的預凍過程是一個液相變為固相的過程，它是放熱過程，只有把放出的熔化熱被四環冷凍機 移走之后產品才會凍結，因此預凍需要維持一定的時間，時間長短與產品的裝量和容器有關， 也與產品的共晶點有關，共晶點低的產品，達到低溫的時間就較長，一般在產品溫度達到低 于共晶點 5℃之后還需要保持 2～3 小時左右的時間。
