Liyofilizasyon, dondurarak kurutma veya freeze-drying olarak da bilinen bir işlem, bir maddenin suyunun düşük sıcaklıkta dondurularak ve ardından düşük basınç altında buharlaşması için ısıtılarak suyun maddeden uzaklaştırılması işlemidir. Bu yöntem, maddenin içerdiği suyun katı halde bulunan buzdan gaz haline geçerek doğrudan buharlaşması prensibine dayanır, sıvı faz atlaması olarak da adlandırılır.

Liyofilizasyon işlemi, maddenin yapısal bütünlüğünü korurken suyun direkt olarak sıvı fazından gaz fazına geçmesini sağlar. İşlem üç aşamadan oluşur: dondurma sublimasyon (su buharlaşması) ve desorpsiyon (su buharının uzaklaştırılması).

Dondurma: Maddeler, genellikle düşük sıcaklıkta (-50 ila -80°C) dondurulur. Bu aşamada, su molekülleri donar ve katı halde buz oluşturur. Dondurulmuş hale getirme işlemi, maddenin yapısını korumak ve reaksiyonları yavaşlatmak için kullanılır.

Sublimasyon: Dondurulmuş maddenin üzerine düşük basınç uygulanır ve maddenin sıcaklığı yavaş yavaş artırılır. Bu süreçte, su buharı doğrudan buzdan gaz haline geçer, yani su molekülleri katı halden sıvı halden geçmeden doğrudan buharlaşır. Bu adım, maddenin su içeriğini hızla azaltırken maddenin yapısını korur.

Desorpsiyon: Sublimasyon işlemi tamamlandıktan sonra, maddenin su içeriği hala düşük düzeyde olabilir. Bunun için, daha yüksek bir sıcaklıkta (genellikle 20 ila 30°C) ve düşük basınç altında maddenin su buharı desorbe edilir ve tamamen uzaklaştırılır. Bu adımda, maddenin kuruluğu artırılır ve uzun süreli depolama için stabilize edilmiş bir ürün elde edilir.

Liyofilizasyon, bir maddenin su içeriğini azaltırken yapısal bütünlüğünü koruyarak, uzun süreli saklama, taşıma ve kullanma imkanı sağlar. Bu nedenle, hassas veya termolabil olan bileşenlerin stabilitesini korumak için ilaç endüstrisinde, biyomedikal araştırmalarda, gıda endüstrisinde ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.