A liofilização, que os cientistas podem chamar de liofilização, usa um processo de vácuo e de congelamento para remover a água de alimentos e medicamentos perecíveis. O resultado é um produto que pode ser armazenado em temperatura ambiente por anos sem se deteriorar, ou embalado em espaços limitados de armazenamento e posteriormente reconstituído com água. Os fabricantes de café instantâneo costumam usar um processo de liofilização, assim como os nutricionistas que criam refeições para campistas, soldados e astronautas. Esse processo também é usado na indústria farmacêutica para preservar a integridade do ar ou de compostos medicinais sensíveis à umidade.
A secagem de alimentos com calor para preservação é um conceito antigo, mas apresenta algumas desvantagens. A água dentro da comida está na forma líquida, mas o calor do sol ou outra fonte lentamente a converte em um gás. À medida que o líquido sai da comida, as paredes das células são freqüentemente danificadas e o sabor e a textura essenciais da comida são perdidos. Adicionar água aos alimentos desidratados pelo calor nem sempre restaura o sabor ou a textura. É por isso que a liofilização tem uma vantagem sobre a desidratação por calor no processo de preservação.
A liofilização envolve primeiro o resfriamento do alimento ou do composto químico, geralmente bem abaixo do ponto de congelamento da água. Neste ponto, toda a água contida no alimento deve ser congelada em cristais sólidos. A estrutura básica da fruta, legume ou carne não mudou, mas o teor de água está no estado sólido. Metade do processo foi realizado neste ponto por meio da redução da temperatura.
O processo de secagem envolve o uso de uma câmara de vácuo. Os alimentos congelados ou produtos químicos são colocados na câmara de vácuo e o ar circundante é bombeado para fora. Se esse processo fosse realizado em temperatura ambiente, o alimento provavelmente seria destruído quando a água líquida forçou seu caminho para a câmara de vácuo. No entanto, os cristais de água congelados na verdade mudam de gelo sólido para gasoso, ignorando completamente o estado líquido.
Este processo é chamado de sublimação. É o mesmo efeito que faz com que o gelo seco sólido praticamente desapareça quando atingido por um martelo. Durante o processo de liofilização, a água sólida se converte em um gás vaporoso na câmara de vácuo, deixando todos os materiais sólidos dos alimentos desidratados.
Depois que a água é removida por meio da liofilização, os alimentos secos ou produtos químicos são freqüentemente armazenados em embalagens seladas a vácuo para evitar que o ar e a umidade os alcancem. Esses pacotes podem ser armazenados em temperatura ambiente, uma vez que bactérias e outros organismos prejudiciais não podem sobreviver sem ar de qualquer maneira. A liofilização também deixa para trás minúsculos poros onde costumavam ficar os cristais de água congelada. É por isso que o pó de café instantâneo se mistura tão rápida e completamente com água quente. A liofilização também é um processo popular para a criação de sobremesas de sorvete da ‘era espacial’ e refeições adequadas para mochileiros para caminhantes e campistas.