การอบแห้งแบบวิกฤตยิ่งยวดหรือที่รู้จักกันในชื่อการอบแห้งแบบจุดวิกฤตเป็นกระบวนการกำจัดของเหลวอย่างแม่นยำและควบคุมได้^{[ 1 ]} มีประโยชน์ในการผลิตระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์ (MEMS) การอบแห้งเครื่องเทศการผลิตแอโรเจลการกำจัด คาเฟอีนออก จากกาแฟ และในการเตรียมตัวอย่างทางชีวภาพ^{[ 2 ]}

เมื่อสารในของเหลวเคลื่อนที่ผ่านขอบเขตจากของเหลวไปเป็นแก๊ส (ดูลูกศรสีเขียวในแผนภาพเฟส ) ของเหลวจะเปลี่ยนเป็นแก๊สในอัตราที่จำกัด ในขณะที่ปริมาณของเหลวลดลง เมื่อเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันแรงตึงผิวในของเหลวจะดึงโครงสร้างของแข็งใดๆ ที่ของเหลวอาจสัมผัสอยู่ โครงสร้างที่บอบบาง เช่นผนังเซลล์เดนไดรต์ในซิลิกาเจลและเครื่องจักรขนาดเล็กของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์ มีแนวโน้มที่จะแตกหักจากแรงตึงผิวนี้เมื่อจุดเชื่อมต่อของเหลว-แก๊ส-ของแข็งเคลื่อนที่ผ่านไป

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ สามารถนำตัวอย่างผ่านเส้นทางทางเลือกสองเส้นทางจากสถานะของเหลวไปยังสถานะก๊าซโดยไม่ต้องข้ามเส้นแบ่งระหว่างของเหลวและก๊าซในแผนภาพเฟส ในการทำแห้งแบบแช่แข็ง (freeze-drying ) หมายถึงการอ้อมไปทางซ้าย (อุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ; ลูกศรสีน้ำเงิน) อย่างไรก็ตาม โครงสร้างบางอย่างอาจถูกทำลายแม้กระทั่งโดยเส้นแบ่งระหว่างของแข็งและก๊าซในทางกลับกัน การทำแห้งแบบวิกฤตยิ่งยวด (supercritical drying) จะอ้อมไปทางขวา ในด้านอุณหภูมิสูง ความดันสูง (ลูกศรสีแดง) เส้นทางจากของเหลวไปยังก๊าซนี้จะไม่ข้ามเส้นแบ่งเฟส ใดๆ แต่จะผ่าน บริเวณ วิกฤตยิ่งยวดซึ่งความแตกต่างระหว่างก๊าซและของเหลวจะไม่มีผลอีกต่อไป ความหนาแน่นของเฟสของเหลวและเฟสไอจะเท่ากันที่จุดวิกฤตของการทำแห้ง

ของเหลวเกือบทั้งหมดสามารถผ่านกระบวนการอบแห้งด้วยสภาวะวิกฤตยิ่งยวดได้ ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีเชิงฟิสิกส์ แต่สภาวะที่รุนแรงมักทำให้ไม่สามารถนำไปใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้ ของเหลวที่นำไปใช้ในอุตสาหกรรมด้วยการอบแห้งด้วยสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ได้แก่คาร์บอนไดออกไซด์ ( จุดวิกฤต 304.25  Kที่ 7.39  MPaหรือ 31.1  °Cที่ 1072  psi ) และฟรีออน (≈300 K ที่ 3.5–4 MPa หรือ 25–0 °C ที่ 500–600 psi) ไนตรัสออกไซด์มีพฤติกรรมทางกายภาพคล้ายกับคาร์บอนไดออกไซด์ แต่เป็นสารออกซิไดซ์ที่ ทรงพลัง ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ส่วนน้ำ ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด นั้นไม่สะดวก เนื่องจากอาจเกิดความเสียหายจากความร้อนต่อตัวอย่างที่อุณหภูมิจุดวิกฤต (647 K, 374 °C) และน้ำมีฤทธิ์กัดกร่อนที่อุณหภูมิและความดันสูงเช่นนั้น (22.064 MPa, 3,212 psi)

ในกระบวนการส่วนใหญ่ จะใช้ แอซิโตนในการชะล้างน้ำออกก่อน โดยอาศัยคุณสมบัติการผสมเข้ากัน ได้อย่างสมบูรณ์ ของของเหลวทั้งสองชนิดนี้ จากนั้นจึงชะล้างแอซิโตนออกด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหลวแรงดันสูง ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในปัจจุบันเนื่องจาก หา ฟรีออนไม่ได้แล้ว คาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะถูกให้ความร้อนจนอุณหภูมิสูงเกินจุดวิกฤต จากนั้นจึงค่อยๆ ลดแรงดันลง ทำให้ก๊าซระเหยออกไปและได้ผลิตภัณฑ์ที่แห้ง

• การทำแห้งแบบแช่แข็ง