Η λυοφιλοποίηση είναι μια διαδικασία που είναι πιο γνωστή ως λυοφιλοποίηση. Η λέξη προέρχεται από τα ελληνικά και σημαίνει «κατασκευασμένος που αγαπά το διαλύτη». Αυτή η διαδικασία είναι ένας τρόπος να στεγνώσει κάτι που ελαχιστοποιεί τη ζημιά στην εσωτερική του δομή. Επειδή είναι μια σχετικά περίπλοκη και ακριβή μορφή ξήρανσης, περιορίζεται σε εκείνα τα υλικά που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα και έχουν λεπτές δομές και ουσιαστική αξία. Μία από τις μόνες ουσίες που δεν μπορούν να διατηρηθούν αποτελεσματικά με λυοφιλίωση είναι τα κύτταρα θηλαστικών, τα οποία είναι πολύ εύθραυστα.
Η προτιμώμενη μέθοδος συντήρησης στη βιομηχανία της βιοτεχνολογίας, η λυοφιλοποίηση χρησιμοποιείται τακτικά για τη διατήρηση εμβολίων, φαρμακευτικών προϊόντων και άλλων πρωτεϊνών. Η λυοφιλοποίηση χρησιμοποιείται επίσης για τη συντήρηση ειδικών προϊόντων διατροφής, εξαλείφοντας την ανάγκη για ψύξη. Τα λυοφιλοποιημένα τρόφιμα καταναλώνονται από ορειβάτες και αστροναύτες. Η λυοφιλοποίηση χρησιμοποιείται από τους βοτανολόγους για τη διατήρηση των δειγμάτων λουλουδιών επ’ αόριστον. Επειδή η διαδικασία της λυοφιλοποίησης αφαιρεί το μεγαλύτερο μέρος του νερού από το δείγμα, τα λυοφιλοποιημένα υλικά γίνονται εξαιρετικά απορροφητικά, και η απλή προσθήκη νερού μπορεί να επαναφέρει το δείγμα σε κάτι κοντά στην αρχική του κατάσταση.
Το κόστος ενέργειας και εξοπλισμού της λυοφιλοποίησης είναι περίπου 2-3 φορές υψηλότερο από αυτό των άλλων μεθόδων ξήρανσης. Ο κύκλος στεγνώματος είναι επίσης μεγαλύτερος, περίπου 24 ώρες. Πρώτον, η θερμοκρασία του δείγματος μειώνεται στο σημείο σχεδόν πήξης. Στη συνέχεια, το δείγμα εισάγεται σε θάλαμο κενού. Τα πιο ενεργητικά μόρια διαφεύγουν, μειώνοντας περαιτέρω τη θερμοκρασία, ενώ η εξαιρετικά χαμηλή πίεση αναγκάζει τα μόρια του νερού να τραβήξουν έξω από το δείγμα. Προσαρτημένος στον θάλαμο κενού είναι ένας συμπυκνωτής, ο οποίος μετατρέπει την ατμοσφαιρική υγρασία σε υγρό και την απομακρύνει.
Λαμβάνεται μεγάλη προσοχή σε όλη τη διαδικασία για να διασφαλιστεί ότι η δομή του δείγματος παραμένει σταθερή. Για παράδειγμα, το δείγμα θα μπορούσε απλώς να παγώσει από το κενό αντί να καταψυχθεί υπό ατμοσφαιρικές πιέσεις, αλλά αυτό θα προκαλούσε συρρίκνωση στο δείγμα, καταστρέφοντας τη δομή του ανεπανόρθωτα.
Ο κύριος μηχανισμός που επιτρέπει την λυοφιλίωση είναι η εξάχνωση, όπου ο πάγος μετατρέπεται απευθείας σε υδρατμούς, χωρίς να περάσει από το ενδιάμεσο στάδιο ενός υγρού. Αντί με θέρμανση, αυτό γίνεται με την αφαίρεση της πίεσης έτσι ώστε ο πάγος να βράζει χωρίς να λιώσει. Το αποτέλεσμα είναι ένα δείγμα του οποίου η δομή διατηρείται σε μεγάλο βαθμό, το οποίο μπορεί να αποθηκευτεί σε θερμοκρασίες και πιέσεις δωματίου.