La lyophilisation est un procédé plus communément appelé lyophilisation. Le mot est dérivé du grec et signifie fait aimer les solvants. Ce processus est un moyen de sécher quelque chose qui minimise les dommages à sa structure interne. Parce qu’il s’agit d’une forme de séchage relativement complexe et coûteuse, elle est limitée aux matériaux qui sont sensibles à la chaleur et ont des structures délicates et une valeur substantielle. L’une des seules substances qui ne peut être conservée efficacement par lyophilisation sont les cellules de mammifères, trop fragiles.
La méthode de conservation préférée dans l’industrie de la biotechnologie, la lyophilisation est régulièrement utilisée pour conserver les vaccins, les produits pharmaceutiques et d’autres protéines. La lyophilisation est également utilisée pour conserver des produits alimentaires spéciaux, éliminant ainsi le besoin de réfrigération. La nourriture lyophilisée est consommée par les alpinistes et les astronautes. La lyophilisation est utilisée par les botanistes pour conserver indéfiniment des échantillons de fleurs. Étant donné que le processus de lyophilisation élimine la majeure partie de l’eau de l’échantillon, les matériaux lyophilisés deviennent très absorbants et le simple ajout d’eau peut restaurer l’échantillon à quelque chose de proche de son état d’origine.
Les coûts d’énergie et d’équipement de la lyophilisation sont environ 2 à 3 fois plus élevés que ceux des autres méthodes de séchage. Le cycle de séchage est également plus long, environ 24 heures. Tout d’abord, la température de l’échantillon est abaissée jusqu’à près du point de congélation. Ensuite, l’échantillon est inséré dans une chambre à vide. Les molécules les plus énergétiques s’échappent, abaissant davantage la température, tandis que la pression extrêmement basse provoque l’extraction des molécules d’eau de l’échantillon. Attaché à la chambre à vide se trouve un condenseur, qui convertit l’humidité en suspension dans l’air en liquide et la siphonne.
Un grand soin est apporté tout au long du processus pour s’assurer que la structure de l’échantillon reste constante. Par exemple, l’échantillon pourrait simplement être congelé par le vide plutôt que d’être congelé sous des pressions atmosphériques, mais cela entraînerait un rétrécissement de l’échantillon, endommageant sa structure de manière irréversible.
Le mécanisme principal qui permet la lyophilisation est la sublimation, par laquelle la glace est directement convertie en vapeur d’eau, sans passer par l’étape intermédiaire d’un liquide. Plutôt que par chauffage, cela se fait par suppression de la pression afin que la glace bout sans fondre. Le résultat est un échantillon dont la structure est largement préservée, qui peut être conservé à température et pression ambiantes.