Liofilizavimas yra procesas, labiau žinomas kaip džiovinimas šalčiu. Žodis yra kilęs iš graikų kalbos ir reiškia „pagamintas, mėgstantis tirpiklius“. Šis procesas yra džiovinimo būdas, kuris sumažina žalą jo vidinei struktūrai. Kadangi tai yra gana sudėtingas ir brangus džiovinimo būdas, jis taikomas tik toms medžiagoms, kurios yra jautrios karščiui, turi subtilią struktūrą ir didelę vertę. Viena iš vienintelių medžiagų, kurių negalima veiksmingai išsaugoti džiovinant šaldant, yra žinduolių ląstelės, kurios yra per daug trapios.
Biotechnologijų pramonėje pageidaujamas konservavimo būdas, liofilizavimas, reguliariai naudojamas vakcinoms, vaistams ir kitiems baltymams išsaugoti. Džiovinimas šalčiu taip pat naudojamas specialių maisto produktų konservavimui, todėl nereikia šaldyti. Liofilizuotą maistą valgo alpinistai ir astronautai. Liofilizaciją botanikai naudoja gėlių pavyzdžiams neribotą laiką išsaugoti. Kadangi džiovinimo šalčiu procesas pašalina didžiąją dalį vandens iš mėginio, liofilizuotos medžiagos tampa labai sugeriančios, o vien tik įpylus vandens, mėginys gali būti panašus į pradinę būseną.
Liofilizavimo energijos ir įrangos sąnaudos yra maždaug 2–3 kartus didesnės nei kitų džiovinimo būdų. Džiovinimo ciklas taip pat ilgesnis, apie 24 valandas. Pirma, mėginio temperatūra sumažinama iki beveik užšalimo taško. Tada mėginys įdedamas į vakuuminę kamerą. Energingesnės molekulės pabėga, dar labiau sumažindamos temperatūrą, o dėl itin žemo slėgio vandens molekulės išsitraukia iš mėginio. Prie vakuuminės kameros pritvirtintas kondensatorius, kuris ore esančią drėgmę paverčia skysčiu ir ją sifonuoja.
Viso proceso metu stengiamasi užtikrinti, kad mėginio struktūra išliktų pastovi. Pavyzdžiui, mėginys gali būti tik užšaldytas vakuume, o ne užšaldytas esant atmosferos slėgiui, tačiau tai sukeltų mėginio susitraukimą ir negrįžtamai pažeistų jo struktūrą.
Pagrindinis mechanizmas, leidžiantis džiovinti šaldant, yra sublimacija, kai ledas tiesiogiai paverčiamas vandens garais, nepraeinant per tarpinę skysčio stadiją. Tai daroma ne kaitinant, o pašalinant slėgį, kad ledas užvirtų netirpdamas. Rezultatas yra mėginys, kurio struktūra iš esmės išsaugota, kurį galima laikyti kambario temperatūroje ir esant slėgiui.