λυοφιλίωση ή λυοφίλιση

Μέθοδος ξήρανσης, η οποία βασίζεται στην εξάτμιση του νερού σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και εφαρμόζεται στην επεξεργασία ουσιών που διασπώνται ή αλλοιώνονται εύκολα με τη θέρμανση. Ο όρος λ. προέρχεται από το γεγονός ότι οι ουσίες που αφυδατώνονται με τη μέθοδο αυτή εμφανίζουν μια πολύ εκτεταμένη επιφάνεια και, συνεπώς, είναι αρκετά υγροσκοπικές (λυόφιλοι). Η απορρόφηση του νερού από μια ουσία που λυοφιλιώνεται είναι ταχύτατη, ακόμα και αν η ουσία αυτή είναι λίγο διαλυτή ή αδιάλυτη· στη δεύτερη περίπτωση, η προσθήκη νερού προκαλεί τον άμεσο σχηματισμό ενός γαλακτώματος ή ενός κολλοειδούς διαλύματος. Επειδή η τάση των ατμών του νερού κάτω του σημείου της πήξης του (0°C) είναι ελάχιστη, η εξάτμιση είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί μόνο με τη βοήθεια ενός πολύ υψηλού κενού, με πιέσεις που φτάνουν την τάξη των 10 mm στήλης υδραργύρου. Με ένα κενό σχεδόν απόλυτο, των 1-2 mm στήλης υδραργύρου, είναι δυνατή η επίτευξη ξήρανσης μέχρι τους –75°C. Στη λ., η ξήρανση μπορεί να πραγματοποιηθεί με την απευθείας μετατροπή του νερού από τη στερεά κατάσταση του πάγου στην κατάσταση του ατμού, χωρίς να μεσολαβήσει υγρά κατάσταση, δηλαδή με εξάχνωση. Οι παράγοντες που ενεργούν ώστε να διατηρούνται σχεδόν αναλλοίωτα τα χημικά και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των ξηραινόμενων ουσιών με τη λ. είναι ουσιαστικά η χαμηλή θερμοκρασία, οι συνθήκες του υψηλού κενού και η απευθείας εξάχνωση του νερού. Οι δύο πρώτες συνθήκες αποτρέπουν τις αλλοιώσεις που οφείλονται στη θέρμανση και στην οξείδωση από το οξυγόνο του αέρα, ενώ η εξάχνωση αποτρέπει την απώλεια συστατικών, όπως τα αιθέρια έλαια και τα αρώματα, τα οποία κατά τη συνήθη ξήρανση παρασύρονται από το ρεύμα του ατμού και απομακρύνονται. Επειδή όμως η εξάχνωση του νερού απορροφά αρκετή ποσότητα θερμότητας, η αναγκαία θερμότητα προσφέρεται με ακτινοβολία, έτσι ώστε να διατηρείται σταθερή η θερμοκρασία της ουσίας κατά την πορεία της μεθόδου. Σε γενικές γραμμές, τα λυοφιλιωτικά μηχανήματα αποτελούνται από έναν θάλαμο με σταθερή πίεση, ο οποίος συνδέεται με τις αντλίες κενού και είναι εφοδιασμένος με ένα σύστημα ψύξης. Στο εσωτερικό του θαλάμου είναι τοποθετημένοι οι επίπεδοι δίσκοι με το προς επεξεργασία υλικό και οι μικρές ακτινοβολούσες επιφάνειες για τη θέρμανση· οι επιφάνειες αυτές είναι τοποθετημένες έτσι ώστε να απέχουν μόνο λίγα εκατοστά από την επιφάνεια των υλικών. Το φαινόμενο είναι ασυνεχές και γι’ αυτό απαιτείται αυτόματος έλεγχος της θερμοκρασίας. Η λ. εφαρμόστηκε αρχικά για να ξηραίνονται φαρμακευτικές και βιολογικές ουσίες, όπως οροί, εμβόλια, ένζυμα, πλάσμα αίματος και αντιβιοτικά, προϊόντα που μπορούν εύκολα να επιβαρυνθούν με το υψηλό κόστος αυτής της μεθόδου. Από το 1951 και έπειτα, μελετήθηκαν εγκαταστάσεις λ. και για την επεξεργασία ειδών διατροφής, όπως ο καφές, οι χυμοί φρούτων κ.ά. Η ευκολία με την οποία τα προϊόντα αυτά έγιναν αποδεκτά από την κατανάλωση και η διαδοχική μείωση του κόστους της μεθόδου, είχαν ως αποτέλεσμα τη διαδεδομένη εφαρμογή της λ. στον τομέα των τροφίμων μετά το 1960. Τα λυοφιλιωμένα και συσκευασμένα στο κενό τρόφιμα παρασκευάστηκαν αρχικά για τις ανάγκες του στρατού, ενώ αργότερα άρχισαν να παρασκευάζονται και για την ευρύτερη κατανάλωση.