旋轉閃蒸干燥機采用高速熱氣流切線方向進入筒體，由于氣流在筒內的螺旋運動，一方面降低顆粒周圍的介質溫度，同時增加了介質流速和溫度，這就大大地提高了外擴散的速度。另一方面，高溫氣流高速沖擊位于筒體下部的顆粒或小濕料，同時筒體內攪拌葉片的攪拌作用，使顆粒被破碎，粒度減小，內部毛細管的長度也因之減小，強化了內擴散的效果，降低內擴散的阻力。這些顆粒又大多在筒體下部高溫、高攪拌強度的循環中被反復破碎。消除物料結塊，也是促進內擴散的有力措施，強化了顆粒水分蒸發。
顆粒和熱氣流的流動方式：在筒體下部既有對流也有并流，對粗料更是對流和并流反復換熱。對于細粒物料則是隨熱氣流同程并行，因而干燥過程可以瞬間完成。對于顆粒的干燥實際上是采用高溫低濕的熱空氣干燥。這些顆粒主要是由水分吸附、充填于顆粒空隙間，采用高溫低濕的條件，整個顆粒的熱傳導緩慢，造成局部應力集中而干裂、破碎、分散、加速干燥過程。
物料進入干燥機后，熱氣流首先將熱量傳給顆粒表面，引起表面水分的蒸發，物料顆粒內部水分不斷擴散到表面并向外界擴散，后達到整個顆粒的干燥。若干燥過程中物料不發生化學反應，則物料含水率、溫度和干燥速率隨干燥時間的變化可分為以下幾個階段：
1.升速干燥階段。顆粒置于溫度較高而相對濕度小于100％的傳熱介質中，在較短的時間內表面被加熱到干燥介質濕球溫度，水分蒸發速率提高很快，一定時間后顆粒吸收的熱量和蒸發水分耗去的熱量相等，達到平衡。此階段時間很短，排出水量不大，之后進入等速階段。
2.旋轉閃蒸干燥機等速干燥階段。在些階段中，顆粒表面蒸發的水分，由內部向顆粒表面*地補充，表面總是保持潤濕狀態，此時干燥速率保持不變，顆粒表面溫度保持不變。蒸發速率與顆粒表面和周圍介質水蒸氣濃度差及溫度差有關，差值愈大，干燥速度也愈大。另外，干燥速率還與顆粒表面的空氣速度有關，顆粒表面總有一層不易流動的空氣膜，空氣膜百度的減少有利于水分蒸發和熱交換。因而增大顆粒表面氣流的速度，使空氣膜減薄，可以提高干燥速率。干燥持續進行到一定時間，顆粒內部水分擴散速度開始小于表面蒸發速度，顆粒中的水分已不能全部濕潤表面以維持表面的蒸發，之后進入下一個干燥階段。
3.降溫干燥階段。水分蒸發達到一定量以后，顆粒內部水分不足以全部潤濕表面，潮濕表面逐漸減少，干燥速率逐漸降低，此階段中蒸發速率和熱量消耗大為降低，顆粒表面溫度高于介質的濕球溫度并逐漸升高，與載體之間溫差減小，直到接近或相同。
4.旋轉閃蒸干燥機平衡階段。此時顆粒表面水分吸濕和蒸發達到平衡，干燥速率為零。
顆粒中的水分為干燥終水分，通常不應低于貯存時的平衡水分。旋轉閃蒸干燥機由于干燥后物料顆粒很小，在干燥機內停留的時間極短，通常為1-3s。因此，顆粒的干燥牌等速干燥階段，其表面的溫度就是干燥介質的濕球溫度。采用旋轉閃蒸干燥機，物料的粒度均勻，有利于保證產品質量。