Liofilizarea, pe care oamenii de știință o pot numi liofilizare, folosește atât un vid, cât și un proces de congelare pentru a elimina apa din alimentele și medicamentele perisabile. Rezultatul este un produs care poate fi păstrat la temperatura camerei ani de zile fără a se deteriora, sau ambalat în spații limitate de depozitare și reconstituit cu apă mai târziu. Producătorii de cafea instant folosesc adesea un proces de uscare prin congelare, la fel ca și dieteticienii care creează mese pentru campanii, soldați și astronauți. Acest proces este utilizat și în industria farmaceutică pentru a păstra integritatea compușilor medicinali sensibili la aer sau la umiditate.
Uscarea alimentelor cu căldură pentru conservare este un concept străvechi, dar are anumite dezavantaje. Apa din interiorul alimentelor este sub formă lichidă, dar căldura soarelui sau a unei alte surse o transformă încet într-un gaz. Pe măsură ce lichidul iese din alimente, pereții celulari sunt adesea deteriorați și se pierde aroma și textura esențiale a alimentelor. Adăugarea de apă la alimentele deshidratate cu căldură nu restabilește întotdeauna aroma sau textura. Acesta este motivul pentru care liofilizarea are un avantaj față de deshidratarea termică în procesul de conservare.
Liofilizarea implică mai întâi răcirea alimentelor sau a compusului chimic, adesea mult sub punctul de îngheț al apei. În acest moment, toată apa conținută în alimente ar trebui să fie înghețată în cristale solide. Structura de bază a fructelor, legumelor sau cărnii nu s-a schimbat, dar conținutul de apă este în stare solidă. Jumătate din proces a fost realizată în acest moment prin reducerea temperaturii.
Procesul de uscare presupune utilizarea unei camere cu vid. Alimentele congelate sau substanțele chimice sunt plasate în camera de vid, iar aerul din jur este pompat. Dacă acest proces ar fi efectuat la temperatura camerei, hrana ar fi cel mai probabil distrusă, deoarece apa lichidă a pătruns forțat în camera de vid. Cu toate acestea, cristalele de apă înghețată se schimbă de fapt de la gheață solidă la un gaz, ocolind cu totul starea lichidă.
Acest proces se numește sublimare. Este același efect care face ca gheața uscată solidă să dispară practic atunci când este lovită cu un ciocan. În timpul procesului de liofilizare, apa solidă se transformă într-un gaz abur în camera de vid, lăsând toate materialele alimentare solide deshidratate.
Odată ce apa a fost îndepărtată prin liofilizare, alimentele uscate sau substanțele chimice sunt adesea depozitate în ambalaje sigilate în vid pentru a împiedica aerul și umiditatea să ajungă la ele. Aceste pachete pot fi depozitate la temperatura camerei, deoarece bacteriile și alte organisme dăunătoare nu pot supraviețui oricum fără aer. Liofilizarea lasă, de asemenea, în urmă pori minusculi, acolo unde erau cândva cristalele de apă înghețată. Acesta este motivul pentru care zațul de cafea instant se amestecă atât de repede și bine cu apă fierbinte. Liofilizarea este, de asemenea, un proces popular pentru crearea deserturilor cu înghețată din „era spațială” și a meselor prietenoase cu rucsacul pentru drumeții și campanii.