Les lyophilisateurs peuvent être pilotes ou classiques. Les lyophilisateurs pilotes servent à régler les paramètres de la lyophilisation tandis que les lyophilisateurs classiques (ou de paillasse) permettent d'effectuer le processus de lyophilisation en laboratoire. Les lyophilisateurs sont composés d'un compartiment étanche frigorifique et d'un piège frigorifique. Ils sont également reliés à des pompes qui complètent le processus de lyophilisation.
Les produits à lyophiliser sont d'abord congelés dans la chambre frigorifique du lyophilisateur. Le piège à froid permet ensuite de faire fondre la glace sans ébullition (dessiccation primaire), et les pompes reliées au lyophilisateur permettent d'extraire les molécules d'eau contenues dans le produit (dessiccation secondaire).
Les lyophilisateurs, en plus d'être des appareils coûteux, consomment beaucoup d'eau, d'azote et d'énergie. On réserve donc le processus de lyophilisation à des produits à forte valeur ajoutée.
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