La liofilizzazione, che gli scienziati potrebbero chiamare liofilizzazione, utilizza sia un processo sotto vuoto che un processo di congelamento per rimuovere l’acqua da alimenti e medicine deperibili. Il risultato è un prodotto che può essere conservato a temperatura ambiente per anni senza deterioramento o confezionato in spazi di stoccaggio limitati e ricostituito con acqua in seguito. I produttori di caffè istantaneo usano spesso un processo di liofilizzazione, così come i dietisti che creano pasti per camper, soldati e astronauti. Questo processo viene utilizzato anche nell’industria farmaceutica per preservare l’integrità dei composti medicinali sensibili all’aria o all’umidità.
L’essiccazione di cibi con calore per la conservazione è un concetto antico, ma presenta alcuni inconvenienti. L’acqua all’interno del cibo è in forma liquida, ma il calore del sole o di altra fonte lo converte lentamente in gas. Man mano che il liquido esce dal cibo, le pareti cellulari vengono spesso danneggiate e il sapore e la consistenza essenziali del cibo vengono persi. L’aggiunta di acqua a cibi disidratati con il calore non ripristina sempre sapore o consistenza. Questo è il motivo per cui la liofilizzazione ha un vantaggio rispetto alla disidratazione da calore nel processo di conservazione.
La liofilizzazione prevede innanzitutto il raffreddamento del cibo o del composto chimico, spesso molto al di sotto del punto di congelamento dell’acqua. A questo punto, tutta l’acqua contenuta all’interno del cibo dovrebbe essere congelata in cristalli solidi. La struttura di base di frutta, verdura o carne non è cambiata, ma il contenuto di acqua è allo stato solido. La metà del processo è stata eseguita a questo punto attraverso la riduzione della temperatura.
Il processo di essiccazione prevede l’uso di una camera a vuoto. Gli alimenti o i prodotti chimici congelati vengono collocati nella camera a vuoto e l’aria circostante viene espulsa. Se questo processo fosse eseguito a temperatura ambiente, molto probabilmente il cibo verrebbe distrutto mentre l’acqua liquida si dirigeva verso la camera del vuoto. Tuttavia, i cristalli di acqua congelata in realtà cambiano da ghiaccio solido a gas, bypassando del tutto lo stato liquido.
Questo processo si chiama sublimazione. È lo stesso effetto che fa sparire praticamente il ghiaccio secco solido quando viene colpito da un martello. Durante il processo di liofilizzazione, l’acqua solida si converte in un gas pieno di vapore nella camera a vuoto, lasciando disidratati tutti i materiali alimentari solidi.
Una volta che l’acqua è stata rimossa mediante liofilizzazione, gli alimenti o i prodotti chimici essiccati vengono spesso conservati in confezioni sottovuoto per impedire all’aria e all’umidità di raggiungerli. Questi pacchetti possono essere conservati a temperatura ambiente, poiché i batteri e altri organismi nocivi non possono sopravvivere senza aria. La liofilizzazione lascia anche piccoli pori in cui si trovavano i cristalli d’acqua congelati. Ecco perché i fondi di caffè istantaneo si mescolano così rapidamente e accuratamente con acqua calda. L’essiccazione del congelamento è anche un processo popolare per la creazione di dessert gelati “dell’era spaziale” e pasti adatti allo zaino per escursionisti e campeggiatori.