在壳式预冻中，冻干瓶中样品浸放在低温热传导液体里旋转，液体样品沿冻干瓶圆周内壁结冻，以达到更大的表面积。这层薄的结冻层能让水份子更加容易地穿过。一旦样品结冰，就可以与冷冻干燥系统连接了。
一般大气中的水分皆呈气态，不易察觉其存在，但若经空气压缩机压缩及管路冷却后，则会凝结成液态水滴;比如:在大气温度30℃，相对温度75%状况下，一台空气压缩机，排出量3Nm³/min，工作压力为0.7Mpa运行24小时压缩空气中约含100L的水份。这些水分必须有效去除，否则将造成管路腐蚀及气动工具元件、仪表损坏失准，产品品质不良，设备发生故障严重影响生产流程，增加生产成本等不良后果，冷冻式干燥机是把压缩空气降至一定温度使压缩空气中的水份在此温度下析出，通过汽水分离器分离后，经自动排水阀排出，从而使压缩空气获得干燥。
