Astronaut Ice Cream Anyone IELTS Reading: Dịch bài đọc & giải chi tiết

Sấy thăng hoa là một kỹ thuật bảo quản thực phẩm quan trọng, không chỉ phục vụ cho ngành hàng không vũ trụ mà còn có nhiều ứng dụng trong y tế và đời sống. Bài đọc Astronaut ice cream, anyone? giải thích chi tiết quy trình khoa học đằng sau kỹ thuật này cũng như cách nó thay đổi trọng lượng và thời gian lưu trữ của sản phẩm. Việc hiểu rõ cơ chế vật lý của sự thăng hoa và cấu tạo của các bộ phận máy móc sẽ giúp bạn giải quyết chính xác các dạng bài điền từ vào sơ đồ và tóm tắt đoạn văn. Hy vọng bản dịch và giải thích chi tiết dưới đây của ECE English sẽ hỗ trợ hiệu quả cho quá trình ôn luyện của bạn.

Nội dung bài đọc (Reading Passage)

ASTRONAUT ICE CREAM, ANYONE?

Freeze-drying is a technique that can help to provide food for astronauts. But it also has other applications nearer home. Freeze-drying is like suspended animation for food: you can store a freeze-dried meal for years, and then, when you’re finally ready to eat it, you can completely revitalise it with a little hot water. Even after several years, the original foodstuff will be virtually unchanged.

The technique basically involves completely removing the water from some material, such as food while leaving the rest of the material virtually intact. The main reason for doing this is either to preserve the food or to reduce its weight. Removing the water from food keeps it from spoiling, because the microorganisms such as bacteria that cause spoiling cannot survive without it. Similarly, the enzymes which occur naturally in food cannot cause ripening without water, so removing water from food will also stop the ripening process.

Freeze-drying significantly reduces the total weight of the food because most food is largely made up of water; for example, many fruits are more than 80% water. Removing this makes the food much lighter and therefore makes transportation less difficult. The military and camping-supply companies freeze-dry foods to make them easier for an individual to carry and NASA has also freeze-dried foods for the cramped quarters on board spacecraft.

The process is also used to preserve other sorts of material, such as pharmaceuticals. Chemists can greatly extend pharmaceutical shelf life by freeze-drying the material and storing it in a container free of oxygen and water. Similarly, research scientists may use freeze-drying to preserve biological samples for long periods of time. Even valuable manuscripts that had been water damaged have been saved by using this process.

Freeze-drying is different from simple drying because it is able to remove almost all the water from materials, whereas simple drying techniques can only remove 90-95%. This means that the damage caused by bacteria and enzymes can virtually be stopped rather than just slowed down. In addition, the composition and structure of the material is not significantly changed, so materials can be revitalised without compromising the quality of the original.

This is possible because in freeze-drying, solid water – ice – is converted directly into water vapour, missing out the liquid phase entirely. This is called sublimation, the shift from a solid directly into a gas. Just like evaporation, sublimation occurs when a molecule gains enough energy to break free from the molecules around it. Water will sublime from a solid (ice) to a gas (vapour) when the molecules have enough energy to break free but the conditions aren’t right for a liquid to form. These conditions are determined by heat and atmospheric pressure. When the temperature is above freezing point, so that ice can thaw, but the atmospheric pressure is too low for a liquid to form (below 0.06 atmospheres (ATM)) then it becomes a gas.

This is the principle on which a freeze-drying machine is based. The material to be preserved is placed in a freeze-drying chamber which is connected to a freezing coil and refrigerator compressor. When the chamber is sealed the compressor lowers the temperature inside it. The material is frozen solid, which separates the water from everything around it on a molecular level, even though the water is still present. Next, a vacuum pump forces air out of the chamber, lowering the atmospheric pressure below to 0.06 ATM. The heating units apply a small amount of heat to the shelves in the chamber, causing the ice to change phase. Since the pressure in the chamber is so low, the ice turns directly into water vapour, which leaves the freeze-drying chamber, and flows past the freezing coil. The water vapour condenses onto the freezing coil in the form of solid ice, in the same way that water condenses as frost on a cold day.

The process continues for many hours (even days) while the material gradually dries out. This time is necessary to avoid overheating, which might affect the structure of the material. Once it has dried sufficiently, it is sealed in a moisture-free package. As long as the package is secure, the material can sit on a shelf for years and years without degrading, until it is restored to its original form with a little hot water. If everything works correctly, the material will go through the entire process almost completely unscathed.

In fact, freeze-drying, as a general concept, is not new but has been around for centuries. The ancient Incas of Peru used mountain peaks along the Andes as natural food preservers. The extremely cold temperatures and low pressure at those high altitudes prevented food from spoiling in the same basic way as a modern freeze-drying machine and a freezer.

Questions

Questions 1-5 Complete the notes below. Choose NO MORE THAN THREE WORDS from the passage for each answer. Write your answers in boxes 1-5 on your answer sheet.

Uses of freeze-drying:

• food preservation

• easy 1 ___________ of food items

• long-term storage of 2 ___________ and biological samples

• preservation of precious 3 ___________

Freeze-drying:

• is based on process of 4 ___________

• is more efficient than 5 ___________

Questions 6-9 Label the diagram below. Choose NO MORE THAN TWO WORDS from the passage for each answer. Write your answers in boxes 6-9 on your answer sheet.

A simplified freeze-drying machine

• 6. ___________

• 7. ___________ with heating unit

• 8. ___________

• 9. ___________

(Lưu ý: Các số 6, 7, 8, 9 tương ứng với các vị trí chỉ dẫn trên sơ đồ máy sấy thăng hoa trong bài đọc)

Questions 10-13 Complete the summary below. Choose NO MORE THAN THREE WORDS AND/OR A NUMBER from the passage for each answer. Write your answers in boxes 10-13 on your answer sheet.

Freeze-drying prevents food from going bad by stopping the activity of microorganisms or 10 ___________. Its advantages are that the food tastes and feels the same as the original because both the 11 ___________ and structure are preserved. The process is carried out slowly in order to ensure that 12 ___________ does not take place. The people of one ancient mountain civilisation were able to use this method of food preservation because the conditions needed were present at 13 ___________.

Dịch nghĩa bài đọc hoàn chỉnh

Sấy thăng hoa là một kỹ thuật giúp cung cấp thực phẩm cho các phi hành gia, nhưng nó cũng có những ứng dụng khác gần gũi hơn. Sấy thăng hoa giống như việc tạm dừng sự sống của thực phẩm: bạn có thể lưu trữ một bữa ăn sấy thăng hoa trong nhiều năm, và sau đó khi sẵn sàng ăn, bạn có thể hồi sinh nó hoàn toàn chỉ với một ít nước nóng. Ngay cả sau vài năm, thực phẩm ban đầu hầu như sẽ không thay đổi.

Kỹ thuật này về cơ bản bao gồm việc loại bỏ hoàn toàn nước khỏi một số vật liệu, chẳng hạn như thực phẩm, trong khi vẫn giữ lại phần còn lại của vật liệu hầu như nguyên vẹn. Lý do chính để làm điều này là để bảo quản thực phẩm hoặc giảm trọng lượng của nó. Loại bỏ nước khỏi thực phẩm giúp nó không bị hư hỏng, vì các vi sinh vật như vi khuẩn gây hư hỏng không thể tồn tại nếu không có nước. Tương tự, các enzyme tự nhiên trong thực phẩm không thể gây ra quá trình chín nếu không có nước, vì vậy việc loại bỏ nước cũng sẽ ngăn chặn quá trình chín.

Sấy thăng hoa làm giảm đáng kể tổng trọng lượng của thực phẩm vì hầu hết thực phẩm chủ yếu được cấu tạo từ nước; ví dụ, nhiều loại trái cây chứa hơn 80% nước. Loại bỏ lượng nước này làm cho thực phẩm nhẹ hơn nhiều và do đó làm cho việc vận chuyển ít khó khăn hơn. Quân đội và các công ty cung cấp đồ cắm trại sấy thăng hoa thực phẩm để một cá nhân dễ dàng mang theo hơn và NASA cũng đã sấy thăng hoa thực phẩm cho các khoang chật hẹp trên tàu vũ trụ.

Quá trình này cũng được sử dụng để bảo quản các loại vật liệu khác, chẳng hạn như dược phẩm. Các nhà hóa học có thể kéo dài đáng kể thời hạn sử dụng của dược phẩm bằng cách sấy thăng hoa và bảo quản trong hộp không có oxy và nước. Tương tự, các nhà khoa học nghiên cứu có thể sử dụng sấy thăng hoa để bảo quản các mẫu sinh học trong thời gian dài. Ngay cả những bản thảo có giá trị bị hư hại do nước cũng đã được cứu bằng quy trình này.

Sấy thăng hoa khác với sấy khô đơn giản vì nó có thể loại bỏ gần như toàn bộ nước, trong khi các kỹ thuật sấy khô đơn giản chỉ có thể loại bỏ 90-95%. Điều này có nghĩa là tác hại gây ra bởi vi khuẩn và enzyme hầu như có thể bị dừng lại thay vì chỉ bị chậm lại. Ngoài ra, thành phần và cấu trúc của vật liệu không bị thay đổi đáng kể, vì vậy vật liệu có thể được hồi sinh mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng ban đầu.

Điều này có thể thực hiện được vì trong quá trình sấy thăng hoa, nước ở thể rắn (băng) được chuyển trực tiếp thành hơi nước, bỏ qua hoàn toàn thể lỏng. Điều này được gọi là sự thăng hoa, sự chuyển đổi từ chất rắn trực tiếp thành chất khí. Giống như sự bay hơi, sự thăng hoa xảy ra khi một phân tử nhận đủ năng lượng để tách khỏi các phân tử xung quanh nó. Nước sẽ thăng hoa từ thể rắn sang thể khí khi các phân tử có đủ năng lượng nhưng điều kiện không phù hợp để thể lỏng hình thành. Các điều kiện này được xác định bởi nhiệt độ và áp suất khí quyển. Khi nhiệt độ trên điểm đóng băng để băng có thể tan, nhưng áp suất khí quyển quá thấp để thể lỏng hình thành (dưới 0.06 ATM) thì nó sẽ trở thành chất khí.

Đây là nguyên lý mà máy sấy thăng hoa dựa trên. Vật liệu cần bảo quản được đặt trong buồng sấy thăng hoa kết nối với cuộn dây làm lạnh và máy nén tủ lạnh. Khi buồng được niêm phong, máy nén sẽ hạ nhiệt độ bên trong. Vật liệu bị đóng băng cứng, giúp tách nước khỏi mọi thứ xung quanh ở cấp độ phân tử. Tiếp theo, một bơm chân không đẩy không khí ra khỏi buồng, hạ áp suất khí quyển xuống dưới 0.06 ATM. Các bộ phận làm nóng cung cấp một lượng nhiệt nhỏ cho các kệ trong buồng, khiến băng thay đổi trạng thái. Do áp suất trong buồng quá thấp, băng biến trực tiếp thành hơi nước, thoát khỏi buồng sấy và chảy qua cuộn dây làm lạnh. Hơi nước ngưng tụ trên cuộn dây làm lạnh dưới dạng băng rắn.

Quá trình này tiếp tục trong nhiều giờ (thậm chí nhiều ngày) trong khi vật liệu khô dần. Thời gian này là cần thiết để tránh tình trạng quá nhiệt, điều có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của vật liệu. Khi đã khô đủ, nó được niêm phong trong bao bì không ẩm. Vật liệu có thể để trên kệ trong nhiều năm mà không bị biến chất cho đến khi được phục hồi trạng thái ban đầu bằng nước nóng. Nếu mọi thứ hoạt động chính xác, vật liệu sẽ trải qua toàn bộ quá trình mà hầu như không bị hư hại.

Trên thực tế, khái niệm sấy thăng hoa không mới mà đã tồn tại trong nhiều thế kỷ. Người Inca cổ đại ở Peru đã sử dụng các đỉnh núi dọc theo dãy Andes làm nơi bảo quản thực phẩm tự nhiên. Nhiệt độ cực lạnh và áp suất thấp ở những độ cao đó đã ngăn thực phẩm bị hư hỏng theo cùng một cách cơ bản như máy sấy thăng hoa hiện đại.

Tổng hợp từ vựng học thuật nổi bật

• Revitalise (v): Hồi sinh, phục hồi sức sống.

• Intact (adj): Nguyên vẹn, không bị hư tổn.

• Microorganisms (n): Vi sinh vật.

• Ripening (n): Quá trình chín (của trái cây).

• Pharmaceuticals (n): Dược phẩm.

• Manuscripts (n): Bản thảo, bản viết tay.

• Sublimation (n): Sự thăng hoa (vật lý).

• Atmospheric pressure (n): Áp suất khí quyển.

• Condense (v): Ngưng tụ.

• Degrading (v/adj): Xuống cấp, biến chất.

• Unscathed (adj): Không bị tổn thương, không bị hư hại.

• High altitudes (n): Độ cao lớn (so với mặt nước biển).

Đáp án bài đọc và giải thích chi tiết

1. transportation

• Vị trí: Đoạn 3.

• Giải thích: Bài đọc nêu rằng việc loại bỏ nước làm thực phẩm nhẹ hơn và “makes transportation less difficult” (làm cho việc vận chuyển ít khó khăn hơn/dễ dàng hơn).

2. pharmaceuticals

• Vị trí: Đoạn 4.

• Giải thích: Quá trình này được dùng để bảo quản “other sorts of material, such as pharmaceuticals”.

3. manuscripts

• Vị trí: Đoạn 4.

• Giải thích: Ngay cả những “valuable manuscripts” (bản thảo giá trị) cũng được cứu bằng quy trình này.

4. sublimation

• Vị trí: Đoạn 6.

• Giải thích: Quy trình chuyển trực tiếp từ rắn sang khí được gọi là “sublimation”.

5. simple drying

• Vị trí: Đoạn 5.

• Giải thích: “Freeze-drying is different from simple drying because it is able to remove almost all the water…” (Sấy thăng hoa hiệu quả hơn sấy khô đơn giản).

6. (freeze-drying) chamber

• Vị trí: Đoạn 7.

• Giải thích: Vật liệu được đặt trong một “freeze-drying chamber”.

7. shelves

• Vị trí: Đoạn 7.

• Giải thích: Đơn vị sấy cung cấp nhiệt cho các “shelves” (kệ) trong buồng.

8. freezing coil

• Vị trí: Đoạn 7.

• Giải thích: Hơi nước chảy qua và ngưng tụ trên “freezing coil”.

9. refrigerator compressor

• Vị trí: Đoạn 7.

• Giải thích: Buồng sấy được kết nối với cuộn dây làm lạnh và “refrigerator compressor”.

10. enzymes

• Vị trí: Đoạn 2.

• Giải thích: Loại bỏ nước ngăn chặn hoạt động của vi sinh vật hoặc “enzymes”.

11. composition

• Vị trí: Đoạn 5.

• Giải thích: Cả “composition” (thành phần) và cấu trúc đều không bị thay đổi đáng kể.

12. overheating

• Vị trí: Đoạn 8.

• Giải thích: Quá trình diễn ra chậm để tránh “overheating” (quá nhiệt).

13. high altitudes

• Vị trí: Đoạn 9.

• Giải thích: Người Inca sử dụng điều kiện tự nhiên có sẵn ở “high altitudes” (độ cao lớn) trên đỉnh núi.

Chinh phục bài đọc này giúp bạn làm quen với cách trình bày dữ liệu vật lý và hóa học thường gặp trong các bài thi IELTS Reading Passage 1. Bài viết đã hệ thống lại toàn bộ quy trình sấy thăng hoa, giúp bạn nhận diện các bẫy về áp suất và nhiệt độ một cách dễ dàng hơn. Việc thấu hiểu nội dung này không chỉ nâng cao vốn từ vựng học thuật mà còn cải thiện tốc độ làm bài đối với dạng điền từ vào chỗ trống. Chúc bạn kiên trì rèn luyện để bứt phá band điểm Reading của mình.

Đoàn Nương

Tôi là Đoàn Nương - Giám đốc trung tâm ngoại ngữ ECE. Tôi hiện đang là giảng viên của khoa ngôn ngữ các nước nói tiếng Anh - Trường Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Tôi đã có 19 năm kinh nghiệm giảng dạy IELTS và 15 năm là giảng viên Đại Học. Tôi mong muốn đưa ECE trở thành trung tâm ngoại ngữ cho tất cả mọi người, mang tới cho học viên môi trường học tập tiếng Anh chuyên nghiệp và hiệu quả.