Liofilizarea este un proces cunoscut mai frecvent sub denumirea de liofilizare. Cuvântul este derivat din greacă și înseamnă „făcut iubitor de solvenți”. Acest proces este o modalitate de a usca ceva care minimizează deteriorarea structurii sale interne. Deoarece este o formă relativ complexă și costisitoare de uscare, este limitată la acele materiale care sunt sensibile la căldură și au structuri delicate și valoare substanțială. Una dintre singurele substanțe care nu pot fi conservate eficient prin liofilizare sunt celulele de mamifere, care sunt prea fragile.
Metoda preferată de conservare în industria biotehnologiei, liofilizarea este utilizată în mod regulat pentru conservarea vaccinurilor, a produselor farmaceutice și a altor proteine. Liofilizarea este folosită și pentru conservarea produselor alimentare speciale, eliminând nevoia de refrigerare. Alimentele liofilizate sunt consumate de alpiniștii și astronauții. Liofilizarea este folosită de botanici pentru a păstra mostrele de flori pe termen nelimitat. Deoarece procesul de uscare prin congelare îndepărtează cea mai mare parte a apei din probă, materialele liofilizate devin foarte absorbante, iar simpla adăugare de apă poate readuce proba la ceva apropiat de starea inițială.
Costurile de energie și echipamente ale liofilizării sunt de aproximativ 2-3 ori mai mari decât cele ale altor metode de uscare. Ciclul de uscare este de asemenea mai lung, aproximativ 24 de ore. În primul rând, temperatura probei este coborâtă până aproape de punctul de îngheț. Apoi, proba este introdusă într-o cameră cu vid. Moleculele mai energice scapă, scăzând și mai mult temperatura, în timp ce presiunea extrem de scăzută face ca moleculele de apă să fie extrase din probă. La camera de vid este atașat un condensator, care transformă umiditatea din aer în lichid și o sifonează.
Se acordă mare grijă pe tot parcursul procesului pentru a se asigura că structura probei rămâne constantă. De exemplu, proba ar putea fi pur și simplu înghețată prin vid, mai degrabă decât să fie înghețată sub presiunea atmosferică, dar asta ar provoca contracția eșantionului, dăunându-i structura ireversibil.
Mecanismul principal care permite uscarea prin congelare este sublimarea, prin care gheața este transformată direct în vapori de apă, fără a trece prin etapa intermediară a unui lichid. Mai degrabă decât prin încălzire, aceasta se face prin eliminarea presiunii, astfel încât gheața să fiarbă fără să se topească. Rezultă o probă a cărei structură este în mare măsură păstrată, care poate fi păstrată la temperatura și presiunea camerei.