La lyophilisation, ou séchage à froid, est un procédé qui permet de retirer l'eau contenue dans un produit, afin de le rendre stable à la température ambiante et de faciliter ainsi sa conservation. Ce procédé utilise le phénomène de sublimation pour conserver au produit son aspect initial. Les solvants contenus dans le produit (comme l'eau) passent directement de l'état solide à l'état gazeux en prélevant pour ce faire des calories aux étagères.
La lyophilisation est une opération complexe, comprenant plusieurs phases majeures :
la congélation qui détermine la structure du produit lyophilisé final;
la dessiccation primaire dont la bonne conduite permet de préserver sa qualité;
enfin la dessiccation secondaire qui permet en travaillant sous un vide plus bas et à une température plus élevée (le produit sec supporte souvent des températures plus élevées que le produit humide) d'obtenir des humidités résiduelles très basses.
Un lyophilisateur pilote est un appareil de taille plus réduite sur lequel sont élaborées les recettes de lyophilisation qui seront ensuite transposées sur les lyophilisateurs de productions de capacités beaucoup plus importantes. De cette façon il est possible d'optimiser la durée et la qualité de la lyophilisation. Cet appareil doit donc avoir les même fonctionnalités qu'un lyophilisateur de production.
Les caractéristiques importantes d'un lyophilisateur pilote sont donc :
la surface de lyophilisation;
la capacité de son piège qui doit être adaptée à la cette surface;
la température du piège en fin de lyophilisation qui permet de piéger les solvants non aqueux et d'obtenir des pressions très basses;