Chương 1 Separation processes - an overview Tách các quá trình - một cái nhìn tổng quan AS GRANDISON AS GRANDISON and và MJ LEWIS, MJ LEWIS, Department of Food Science and Technology, Sở Khoa học và Công nghệ thực phẩm, The University of Reading, Whiteknights, PO Trường Đại học Reading, Whiteknights, PO Box Hôp 226, Reading, RG6 6AP 226, Reading, RG6 6AP 1.1 FOODS 1,1 FOODS - - THE RAW MATERIAL Nguyên liệu thô Food and drink play a vital role in all our lives, providing us with the nutrients essential Thực phẩm và nước uống đóng môt vai trò quan trọng trong tất cả cuôc sống của mình, cung cấp cho chúng tôi với các chất dinh dưỡng thiết yếu for all our daily activities, including cell maintenance, growth and reproduction. cho tất cả các hoạt đông hàng ngày của chúng tôi, bao gồm bảo dưỡng bào, sự tăng trưởng và sinh sản. Although foods are commonplace and much taken for granted, their composition and Mặc dù các loại thực phẩm được phổ biến và nhiều đưa cho các cấp, thành phần của họ và structure are by no means simple. cơ cấu là do không có nghĩa đơn giản. Firstly, all foods are chemical in nature. Thứ nhất, tất cả các loại thực phẩm có hóa chất trong tự nhiên. For most foods Đối với hầu hết các loại thực phẩm the principal component is water and this water plays an important role in the overall thành phần chủ yếu là nước và nước này đóng môt vai trò quan trọng trong tổng thể behaviotir of that food. behaviotir của thực phẩm đó. One of the most important branches of separation is the removal Môt trong những ngành quan trọng nhất của chia ly là việc loại bỏ of water, to save transportation costs and improve microbial stability. nước, để tiết kiệm chi phí vận chuyển và cải thiện sự ổn định của vi khuẩn. The other components can be classified into major components, such as protein, fat or Các thành phần khác có thể được phân loại thành các thành phần chính, chẳng hạn như protein, chất béo hoặc lipid, sugars, starch and fibre. lipid, đường, tinh bôt và chất xơ. The minor components include the minerals, which are Các thành phần nhỏ bao gồm các khoáng vật, đó là known collectively as ash, vitamins and organic acids. được gọi chung là tro, vitamin và các axit hữu cơ. Information on food composition Thông tin về các thành phần thực phẩm and the amounts of major and minor components can be found và số tiền của và nhỏ thành phần chính có thể được tìm thấy in trong the các Composition of Thành phần Foods Tables Thực phẩm Bàn (Paul and Southgate, (Paul và Southgate,

1978). 1978). Table Bảng 1.1. 1.1. illustrates just some of the compo- minh họa chỉ môt số compo- sition data that is available, for a selection of foods. sition dữ liệu có sẵn, cho môt sự lựa chọn của thực phẩm. Food composition tables are useful in that they provide an average composition. Bảng thành phần thực phẩm có ích ở chỗ chúng cung cấp môt thành phần trung bình. However, some Tuy nhiên, môt số of của their limitations are illtistrated below, taking milk hạn chế của chúng là illtistrated dưới đây, lấy sữa as như an example. môt ví dụ. It Nó should be noted that similar points could be made about most other foods. Cần lưu ý rằng các điểm tương tự có thể được thực hiện về các thực phẩm khác nhất. Milk is extremely complex Sữa là vô cùng phức tạp in trong terms of its chemical composition, containing protein, Về thành phần hóa học của nó, có chứa protein, fat, carbohydrate, minerals and vitamins. chất béo, carbohydrate, chất khoáng và vitamin. There are many different proteins, which can be Có nhiều protein khác nhau, có thể được subdivided into the whey proteins, which are in true solution in the aqueous phase, and chia thành các protein sữa, được trong dung dịch thật sự trong giai đoạn dịch nước, và the caseins, which are in the colloidal form. các casein, đó là ở dạng keo. The fat itself is a complex mixture of Các chất béo tự nó là môt hỗn hợp phức tạp triglycerides and, being immiscible with water, is dispersed as small droplets, stabilised triglycerides và, được không thể trôn lôn với nước, được phân tán như là giọt nước nhỏ, ổn định by a membrane, within the milk. bởi môt màng, trong sữa. The vitamins are classified as water Các sinh tố được phân loại như nước or hoặc fat soluble, hòa tan chất béo, depending on which phase they most associate with. tùy thuôc vào giai đoạn liên kết với họ nhất. Some of the minerals, such as Môt số các khoáng chất, chẳng hạn như calcium and phosphorus, partition between the aqueous phase and the colloidal casein canxi và phốt pho, phân vùng giữa các pha dung dịch nước và keo casein các and play a major role in the stability of the colloidal dispersion. và đóng môt vai trò lớn trong sự ổn định của các phân tán keo. In addition, there are Ngoài ra, có many other components present Hiện nay nhiều thành phần khác in trong trace amounts, which may affect its delicate flavour hàm lượng, có thể ảnh hưởng đến hương vị tinh tế của nó

Page 2 Trang 22 AS 2 AS

Grandison and MJ Lewis Grandison và MJ Lewis Table 1.1. Bảng 1.1. Composition of foods (weight/100 g) Thành phần của thực phẩm (weight/100 g) Milk Sữa Apple Apple Peas Peas Flour Bôt Beef Thịt bò Cod Ca thu water (g) nước (g) 87.6 (87.8) 87,6 (87,8) 85.6 85,6 78.5 78,5 13.0 13,0 74.0 74,0 82.1 82,1 protein (g) protein (g) 3.3 3,3 ( ( 3.2) 3,2) 0.3 0,3 5.8 5,8 9.8 9,8 20.3 20,3 17.4 17,4 fat (€9 chất béo (9 € 3.8 3,8 ( ( 3.9) 3,9) tr. tr. 0.4 0,4 1.2 1,2 4.6 4,6 0.7 0,7 starch (g) tinh bôt (g) 0.0 0,0 ( ( 0.0) 0,0) 0.4 0,4 6.6 6,6 78.4 78,4 - - sugar (g) đường (g) 4.7 4,7 ( ( 4.8) 4,8)

9.2 9,2 4.0 4,0 1.7 1,7 0.0 0,0 0.0 0,0 fibre (8) chất xơ (8) 0.0 0,0 ( ( 0.0) 0,0) 2.4 2,4 5.2 5,2 3.4 3,4 - - sodium (mg) Natri (mg) 50( 50 ( 55) 55) 2 2 1 1 2 2 61 61 77 77 - - potassium (mg) kali (mg) 150(140) 150 (140) 120 120 340 340 140 140 350 350 320 320 calcium (mg) canxi (mg) 120 (1 120 (1 15) 15) 4 4 15 15 150 150 7 7 16 16 iron (mg) sắt (mg) 0.05 0,05 (0.06) (0,06) 0.3 0,3 1.9 1,9 2.2 2,2 2.1 2,1 0.3 0,3 phosphorus (mg) phốt pho (mg)

95 95 ( ( 92) 92) 16 16 100 100 130 130 180 180 170 170 vitamin vitamin C C (mg) (Mg) 1.50 1,50 (1.0) (1,0) 15 15 25 25 vitamin B 1 (mg) vitamin B 1 (mg) 0.04 (0.06) 0,04 (0,06) 0.04 0,04 0.32 0,32 0.33 0,33 0.07 0,07 0.08 0,08 vitamin B6 (mg) vitamin B6 (mg) 0.04 (0.06) 0,04 (0,06) 0.03 0,03 0.16 0,16 0.15 0,15 0.32 0,32 0.33 0,33 - - - - - - tr tr tr tr vitamin vitamin D D (ug) (Ug) 0.03 0,03 (0.03) (0,03) - - - - - - vitamin vitamin E E (mg) (Mg) 0.10 0,10

(0.09) (0,09) 0.2 0,2 tr tr tr tr 0.15 0,15 0.44 0,44 * * flour - household plain bôt - hô gia đình đồng bằng tr tr - trace - Dấu vết These values are taken from Paul and Southgate (1978). Những giá trị này được lấy từ Paul và Southgate (1978). Figures in parentheses are for milk, taken from Con số trong ngoặc là dành cho sữa, lấy từ McCance and Widdowson's McCance và Widdowson của Coniposiiion of Coniposiiion của Foods Tables (5th edn) (1991), Royal Society of Chemistry, Thực phẩm Bàn (5 edn) (1991), Royal Society of Chemistry, MAFF. MAFF. There are slight differences between the reported results. Có sự khác biệt nhỏ giữa các kết quả báo cáo. and processing characteristics and nutritional value, such as trace minerals, organic acids và chế biến đặc điểm và giá trị dinh dưỡng, chẳng hạn như dấu vết khoáng chất, các axit hữu cơ and non-protein nitrogen compounds such as peptides, urea and amino acids. và các hợp chất nitơ protein như peptide, urê và acid amino. Walstra and Walstra và Jenness (1984) have listed over 60 components present Jenness (1984) đã liệt kê trên 60 thành phần hiện tại in trong milk, at levels that can be sữa, các cấp có thể được readily detected. dễ dàng phát hiện. Milk Sữa is also potentially a very unstable material. cũng là môt tiềm năng nguyên liệu rất không ổn định. For example the pro- Ví dụ các pro- tein can be made to coagulate by a variety of methods, including heating, addition of the tein có thể được thực hiện để đông tụ của nhiều phương pháp, bao gồm nhiệt, bổ sung của enzyme rennet, acid, salts and ethanol. ngưng nhu tô enzyme, axit, muối và ethanol. Also the fat globules rise Ngoài ra các giọt chất béo tăng to đến the surface under the mặt dưới influence of gravity. ảnh hưởng của trọng lực. Superimposed on this complex composition is the fact that Chồng lên thành phần phức tạp này là môt thực tế rằng it nó is subject to wide chịu rông variation. biến thể. Milks from different species differ markedly, and many types of milk other Sữa từ các loài khác nhau khác biệt rõ rệt, và nhiều loại sữa khác

than cow's are consumed worldwide, eg sheep, goat, buffalo, camel. hơn so với bò được tiêu thụ trên toàn thế giới, ví dụ như cừu, dê, trâu, lạc đà. Within the same Trong cùng môt species there are large differences between breeds, and even between individual animals loài có sự khác biệt lớn giữa các giống, và thậm chí giữa cá thể đông vật in the same herd. trong cùng môt đàn. In addition to this, and Ngoài việc này, và of của prime importance to the milk-processing tố quan trọng cho chế biến sữa industry, milk from the same animals is subject to wide seasonal variation, reflecting the , Sữa công nghiệp từ cùng môt đông vật thuôc vào sự thay đổi theo mùa rông, phản ánh change thay đổi in trong the animals' diet throughout the year, and the stage của những con vật chế đô ăn uống trong suốt cả năm, và giai đoạn of của lactation. cho con bú. Factors Các yếu tố relating to the handling of milk, such as the pH or the amount of dissolved oxygen, are liên quan đến việc xử lý sữa, chẳng hạn như pH hoặc số lượng ôxy hòa tan, được also important to its stability. cũng rất quan trọng cho sự ổn định của nó. Foods may also be contaminated with matter from their production environment, ie Thực phẩm cũng có thể bị nhiễm chất từ tức là sản xuất, môi trường soil, water and farmyard. đất, nước và đâ t trô ng trọt. For example milk may be contaminated with dirt, straw, anti- Ví dụ sữa có thể bị nhiễm bẩn, rơm, chống biotics, growth hormones, heavy metals, or radionuclides. biotics, hormone tăng trưởng, kim loại nặng, hoặc các nuclit phóng xạ.

Page 3 Page 3Separation processes Tách các quy trình - - an overview 3 tổng quan 3 In chemical terms alone, there is a great deal of scope for separating the components Trong thuật ngữ hóa học môt mình, có rất nhiều phạm vi để tách các thành phần in milk and some examples are listed: trong sữa và môt số ví dụ được liệt kê: water removal to produce evaporated loại bỏ để sản xuất nước bốc hơi or hoặc dried products; sấy khô sản phẩm; fat separation to produce creams and butter; tách chất béo để sản xuất các loại kem và bơ; protein separation to produce cheese or protein concentrates; tách protein để sản xuất pho mát hoặc protein tập trung; calcium removal to improve stability; loại bỏ canxi để cải thiện sự ổn định; lactose removal, as a specialised ingredient or for low-lactose products; lactose loại bỏ, như là môt thành phần đặc biệt hay cho-lactose sản phẩm thấp; removal of components responsible for tainting raw milk or the cooked flavour loại bỏ các thành phần chịu trách nhiệm về Cascading Style Sheet của sữa tươi hoặc nấu chín hương vị of của

heat-treated milk products; xử lý nhiệt các sản phẩm sữa; removal of radionuclides from milk. loại bỏ các nuclit phóng xạ từ sữa. In plant products pesticides and herbicides may additionally be present. Trong nhà máy sản phẩm thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ bổ sung có thể có mặt. Some foods, Môt số thực phẩm, particularly of plant origin, also contain natural toxins, for example oxalic acid đặc biệt là nguồn gốc của cây, cũng chứa chất đôc tự nhiên, ví dụ axit oxalic in trong rhubarb, and trypsin inhibitors, phytates and haemagglutinins in many legumes, đại hoàng, chất ức chế trypsin và, phytates và haemagglutinins trong nhiều rau đậu, cyanogenic glycosides cyanogenic glycosides in trong cassava and glucosinolates sắn và glucosinolates in trong rapeseed (Watson, 1987; Jones, hạt cải dầu (Watson, 1987; Jones, 1992). 1992). However, the activity of most of these is reduced during normal processing and Tuy nhiên, hoạt đông của hầu hết trong số này là giảm trong khi chế biến bình thường và cooking methods. phương pháp nấu ăn. Foods also contain active enzyme systems. Thực phẩm cũng chứa enzyme hệ thống hoạt đông. For example, raw milk contains Ví dụ, nguyên liệu sữa có chứa phosphatase, lipases and proteases, xanthine oxidase and many others. phosphatase, lipases và proteases, xanthine oxidase và nhiều người khác. Fruits and Trái cây và vegetables contain polyphenol oxidases and peroxidases, both of which cause colour các loại rau có chứa polyphenol và peroxidases oxidases, cả hai đều gây ra màu sắc changes thay đổi in trong foods, particularly browning, and lipoxygenases, which produce rancid off- thực phẩm, đặc biệt là màu nâu, và lipoxygenases, sản xuất ôi off- flavours (Nagodawithana and Reed, 1993). hương vị (Nagodawithana và Reed, 1993). Therefore foods and wastes produced during food processing provide the raw material Do đó các loại thực phẩm và chất thải trong quá trình sản xuất chế biến thực phẩm cung cấp nguyên liệu thô for extraction of enzymes and other important biochemicals with a range cho khai thác của các enzym và biochemicals quan trọng khác với môt loạt of của applications, ứng dụng, especially đặc biệt là in trong the food and pharmaceuticals industries. các ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Some examples are listed in Table Môt số ví dụ được liệt kê trong Bảng 1.2. 1.2. In the biotechnology industry, similar components may be produced by fermentation Trong ngành công nghiệp công nghệ sinh học, các thành phần tương tự có thể được sản xuất bằng cách lên men

or enzymatic reactions and require extraction and purification. hoặc enzim phản ứng và yêu cầu khai thác và tinh chế. Perhaps the simplest Có lẽ đơn giản nhất example is alcohol, produced by a yeast fermentation, where the alcohol concentration ví dụ là rượu, sản xuất bởi môt quá trình lên men nấm men, trong đó nồng đô rượu that can be produced is limited to about 15 to 20%, as it inhibits further yeast metabolism. có thể sản xuất được giới hạn trong khoảng 15-20%, vì nó ức chế men chuyển hóa hơn nữa. Alcohol can be recovered and concentrated by distillation. Rượu có thể được phục hồi và tập trung bằng cách chưng cất. For low-alcohol or alcohol- Đối với rượu cồn thấp hoặc free beers and wines, there is a requirement to remove alcohol. bia và rượu vang miễn phí, có môt yêu cầu để loại bỏ rượu. Again distillation or Môt lần nữa hoặc chưng cất membrane techniques can be used. các kỹ thuật màng có thể được sử dụng. A wide range of food additives and medical compounds are produced by fermentation; Môt loạt các phụ gia thực phẩm và các hợp chất y tế được sản xuất bằng cách lên men; these include many enzymes, such as proteases for milk clotting or detergent cleaners, này bao gồm nhiều enzym, chẳng hạn như proteases cho sữa đông máu hoặc chất tẩy rửa, amino acids such as glutamic acid for monosodium glutamate amino axit như axit glutamic cho bôt ngọt (MSG) (MSG) production, aspartic sản xuất, aspartic acid and phenylalanine for aspartame, and lysine for nutritional supplements, organic acid và phenylalanine cho aspartame, và lysine để bổ sung dinh dưỡng, hữu cơ acids such as citric, gluconic and lactic, and hydrocolloids, such as xanthan gum for axit citric như, gluconic và lactic, và hydrocolloids, chẳng hạn như kẹo cao su cho Xanthan stabilising or thickening foods, and a wide range of antibiotics and other medicinal ổn định hoặc dày lên thực phẩm, và rông môt loạt các thuốc kháng sinh và thuốc khác compounds. các hợp chất. In most cases it is necessary to purify these materials from dilute raw materials, which Trong đa số trường hợp nó là cần thiết để làm sạch các tài liệu này từ pha loãng nguyên liệu, mà often requires sophisticated separation techniques. thường đòi hỏi kỹ thuật tách tinh vi. In Trong fact a large proportion thực tế môt tỷ lệ lớn of của the các activities hoạt đông of của the biotechnology industry is concerned with separations ngành công nghiệp công nghệ sinh học có liên quan đến ly thân of của this nature, thiên nhiên này, which is known as downstream processing. được biết như là chế biến hạ nguồn. In general, the products produced by bio- Nhìn chung, các sản phẩm được sản xuất bởi sinh học processing applications are more valuable than food products, and it is economically ứng dụng chế biến có giá trị hơn các sản phẩm thực phẩm, và nó là kinh tế

feasible to apply more complex separation techniques. khả thi để áp dụng kỹ thuật tách phức tạp hơn.

Page 4 Trang 44 A. 4 A. S. S. Grandison and Grandison và M. M. J. J. Lewis Đô du ng mo c đa lên cao Table 1.2. Bảng 1.2. Biochemicals extracted from foods and by products Biochemicals chiết xuất từ các loại thực phẩm và các sản phẩm Source Nguồn Product Sản phẩm Application Ứng dụng Papaya Đu đủ Papain Papain Meat tenderisation Thịt tenderisation Beer haze removal Bia haze loại bỏ Calf stomach Bê dạ dày Rennet Ngưng nhu tô Cheesemaking Cheesemaking Barley Lu a mạch Amylase Amylase Glucose syrup production Glucose sản xuất xi-rô Pancreas Tuyến tụy Insulin Insulin Control of diabetes Kiểm soát bệnh tiểu đường Connective tissue Mô liên kết Gelatin Châ t keo Gelling agent Gelling đại lý Egg Egg Lysozyme Lysozyme Food preservative Chất bảo quản thực phẩm Soybean Đậu tương Lecithin Noan hoa ng tô Emulsifier Chất nhũ hóa Horseradish Cải ngựa Peroxidase Peroxidase Diagnostics Chẩn đoán Milk Sữa Lactoperoxidase Lactoperoxidase Antibacterial Kháng khuẩn Egg Egg Ovotransferrin Ovotransferrin

Antibacterial Kháng khuẩn Baking Bánh Most foods also come contaminated with microorganisms, derived from the environ- Hầu hết các loại thực phẩm cũng có bị nhiễm vi sinh vật, xuất phát từ môi trường ment where they are produced, such as soil, water or the farmyard. chữa, nơi họ được sản xuất, chẳng hạn như đất, nước hoặc đâ t trô ng trọt này. These will cause food Những thực phẩm sẽ gây ra to spoil or decay, or in the case of pathogenic organisms, cause food poisoning, either để hư hỏng hoặc phân rã, hoặc trong trường hợp của sinh vật gây bệnh, gây ra ngô đôc thực phẩm, hoặc directly or by producing toxins. trực tiếp hoặc bằng cách sản xuất chất đôc. Their activity needs to be controlled. hoạt đông của họ cần phải được kiểm soát. Foods can be Thực phẩm có thể được pasteurised, blanched, sterilised, and irradiated to control such activity. tiệt trùng, blanched, tiệt trùng, và được chiếu xạ để kiểm soát hoạt đông như vậy. For liquid Đối với chất lỏng products microorganisms can also be removed by membrane sterilisation techniques. sản phẩm vi sinh vật cũng có thể được gỡ bỏ bằng các kỹ thuật khử trùng màng. However, it is not only the chemical nature Tuy nhiên, nó không chỉ là tính chất hóa học of của the food that is important; the thực phẩm mà là quan trọng; các organisation and structure of components, and hence the physical properties, are vital tổ chức và cơ cấu các thành phần, và do đó các tính chất vật lý, là điều sống còn considerations to the application of separation techniques. Xem xét đến việc áp dụng các kỹ thuật ly thân. For example, the composition Ví dụ, thành phần of apples as shown in Table của táo như thể hiện trong Bảng 1.1 1,1 appears to be relatively simple. dường như là tương đối đơn giản. However, to fabricate Tuy nhiên, để chế tạo (create) an apple (Tạo ra) môt quả táo in trong the laboratory from these components would be technically phòng thí nghiệm từ các thành phần này sẽ được kỹ thuật impossible. không thể. Large differences occur between apples sự khác biệt lớn xảy ra giữa táo in trong terms of their colour, flavour and Về màu sắc, hương vị và texture which are not apparent from composition tables. kết cấu mà không được rõ ràng từ các bảng thành phần. Similar considerations apply Xem xét áp dụng tương tự to đến many other raw materials. nhiều nguyên liệu khác. Unfortunately for the food processor, nature does not provide Thật không may cho bô xử lý thực phẩm, thiên nhiên không cung cấp materials of uniform chemical or physical properties. vật liệu hóa học thống nhất hoặc tính chất vật lý. Foods have important physical Thực phẩm có quan trọng về thể chất

properties, which will influence the separation technique that is to be selected; some of tài sản, trong đó sẽ ảnh hưởng đến kỹ thuật tách mà là để được lựa chọn; môt số these are listed đây là những liệt kê in trong Table Bảng 1.3. 1.3. In addition, the structure of both raw materials and processed Ngoài ra, cấu trúc của cả nguyên liệu và chế biến foods is very varied. các loại thực phẩm rất đa dạng. They may exist as emulsions or colloids. Họ có thể tồn tại như nhũ tương hoặc chất keo. They may be non- Họ có thể không homogeneous on a macroscopic or microscopic scale, possessing fibrous structure and đồng nhất trên môt quy mô hay vi vĩ mô, cấu trúc dạng sợi và sở hữu cellular structure, or layered structures such as areas of fat in meat. cấu trúc tế bào, hoặc cấu trúc nhiều tầng như các khu vực của chất béo trong thịt. Foods are found as solids or liquids, but gas is frequently incorporated. Thực phẩm được tìm thấy như là chất rắn hoặc chất lỏng, nhưng khí được thường xuyên kết hợp. This may be Điều này có thể được desirable, as in processed foods such as ice cream, bread or carbonated drinks. mong muốn, như trong thực phẩm chế biến như kem, bánh mì hoặc thức uống có ga. However, Tuy nhiên, it may be desirable to remove dissolved gases from liquids such as oxygen nó có thể được mong muốn để loại bỏ các khí hoà tan từ các chất lỏng như oxy or hoặc cellular di đông gases from fruit and vegetables before certain processing operations. khí từ trái cây và rau quả trước khi chế biến các hoạt đông nhất định. This brief introduction has aimed to illustrate Điều này đã giới thiệu ngắn gọn nhằm để minh họa the các diverse nature of foods and related bản chất của các loại thực phẩm đa dạng và liên quan biological materials, and give an insight into their composition and structure. vật liệu sinh học, và đưa ra môt cái nhìn sâu sắc vào thành phần và cấu trúc của chúng. It Nó is this là này

Page 5 Trang 5Separation processes Tách các quy trình - - an overview tổng quan 5 5 complexity and diversity which provides the scope and potential for separating selected phức tạp và đa dạng cung cấp phạm vi và tiềm năng để tách chọn components from foods. các thành phần từ thực phẩm. Table Bảng

1.3. Examples of physical properties of foods, and 1.3. Ví dụ về các tính chất vật lý của các loại thực phẩm, và separation processes quy trình tách to đến which they relate mà chúng liên quan Physical property Vật lý tài sản Separation technique Tách kỹ thuật Size, size distribution, shape Kích thước, kích cỡ phân phối, hình dạng Screening, air classification Sàng lọc, phân loại không khí Density Mật đô Centrifugation Ly tâm Viscosity Đô nhớt Liquid extraction processes Lỏng các quy trình khai thác Rheological Chất rheological Expression Expression Surface properties Bề mặt tài sản Froth flotation Tuyển nổi Thermal properties Nhiệt tài sản Evaporation, drying Bốc hơi, làm khô Electrical Điện Electrostatic sorting Điện phân loại Diffusional Diffusional Extraction Chiết xuất Solubility Đô hòa tan Solvent extraction Dung môi chiết Optical Quang học Reflectance (colour) sorting Phản xạ (màu) phân loại Membrane separations Màng ly thân Thermal denaturation Nhiệt biến tính 1.2 1,2 SEPARATION TECHNIQUES Kỹ thuật tách 1.2.1 Introduction 1.2.1 Giới thiệu Separation of one or more components from a complex mixture is a requirement for Tách môt hoặc nhiều thành phần từ môt hỗn hợp phức tạp là môt yêu cầu cho many operations in the food and biotechnology industries. nhiều hoạt đông trong các ngành công nghiệp thực phẩm và công nghệ sinh học. The components in question Các thành phần trong câu hỏi range from particulate materials down to small molecules. từ hạt vật liệu xuống các phân tử nhỏ. The separations usually aim to Việc ly thân thường nhằm mục đích achieve removal of specific components, in order đạt được loại bỏ các thành phần cụ thể, để to đến increase the added value of the tăng giá trị gia tăng của products, which may be the residue, the extracted components or both. sản phẩm, mà có thể là dư lượng, các chiết xuất các thành phần hoặc cả hai. All separations Mọi ly thân

rely on exploiting differences in physical or chemical properties of the mixture of compo- dựa vào khai thác sự khác biệt trong tính chất vật lý, hóa học của hỗn hợp của compo- nents. nents. Some of the more common properties involved in separation processes are particle Môt số đặc tính phổ biến hơn tham gia vào quá trình phân tách được hạt or molecular size and shape, density, solubility and electrostatic charge. hoặc phân tử kích thước và hình dạng, mật đô, đô hòa tan và điện phí. These properties Các tính chất are discussed được thảo luận in trong more detail elsewhere (Mohsenin, 1980, 1984; Lewis, 1990). Xem chi tiết ở nơi khác (Mohsenin, 1980, 1984; Lewis, 1990). In some Trong môt số operations, more than one of these properties are involved. hoạt đông, hơn môt trong những tài sản có liên quan. However, most of the Tuy nhiên, hầu hết các processes involved are of a physical nature. quá trình tham gia được có tính chất vật lý. Separation from solids or liquids involves the transfer of selected components across Tách từ chất rắn hoặc chất lỏng liên quan đến việc chuyển giao các thành phần được lựa chọn qua the boundary of the food. ranh giới của thực phẩm. In many processes another stream or phase is involved, for Trong quá trình nhiều giai đoạn khác dòng hoặc là tham gia, cho example in extraction processes. Ví dụ trong các quá trình khai thác. However, this is not always so, for example expression, Tuy nhiên, đây không phải luôn luôn như vậy, ví dụ như biểu hiện, centrifugation or filtration. ly tâm hoặc lọc. In expression, fruit juice or oil is squeezed from the food by Trong biểu thức, nước trái cây hoặc dầu ép từ thức ăn bằng cách application of pressure. áp dụng các áp lực. In centrifugation, fat can be separated from water due to their Trong ly tâm, chất béo có thể được tách ra từ nước do của họ density differences, by the application of a centrifugal force. mật đô khác nhau, bởi ứng dụng của môt lực lượng ly tâm. In filtration there is a Trong lọc có môt physical barrier rào cản vật lý to đến the transfer of certain components and the liquid is forced through the việc chuyển giao môt số thành phần và chất lỏng này là bắt buôc thông qua barrier by pressure, whilst the solids are retained. rào cản bởi áp lực, trong khi các chất rắn được giữ lại. The resistance to flow will change Các dòng kháng sẽ thay đổi throughout the filtration process, due to solids build-up. trong suốt quá trình lọc, do các chất rắn xây dựng. It Nó can be seen that main driving Có thể thấy rằng chính lái xe

Page 6 Trang 66 6 forces in these applications are pressure and density differences. các lực lượng trong các ứng dụng này được áp lực và mật đô khác nhau. As Như for all processes, cho tất cả các quy trình,

separation rates are very important and these are affected by the size of the driving forces tỷ lệ phân chia là rất quan trọng và đây là những ảnh hưởng bởi kích thước của các lực lượng lái xe involved. tham gia. In situations where a second phase or stream is involved, mass-transfer considerations Trong tình huống mà môt giai đoạn thứ hai hoặc dòng là có liên quan, đoàn thể-chuyển giao xem xét become important; these involve the transfer of components within the food to the trở nên quan trọng; những liên quan đến việc chuyển giao các thành phần trong thức ăn cho boundary, the transfer across the boundary and into the bulk of the extraction solvent. ranh giới, việc chuyển giao qua ranh giới và thành phần lớn khai thác các dung môi. It Nó is also important to increase the interfacial area exposed to the solvent. cũng rất quan trọng để tăng diện tích tiếp xúc với interfacial dung môi. Therefore, size Do đó, kích cỡ reduction, interfacial phenomena, txbulence and diffusivities all play a role giảm, hiện tượng interfacial, txbulence và diffusivities tất cả các đóng môt vai trò in trong these các processes. quy trình. In many applications this additional stream is a liquid, either water or an Trong nhiều ứng dụng bổ sung dòng này là môt chất lỏng, hoặc nước hoặc môt organic solvent; more recently supercritical fluids, such as carbon dioxide, have been dung môi hữu cơ; chất lỏng siêu tới hạn gần đây hơn, như carbon dioxide, đã được investigated (see Chapter điều tra (xem Chương 2). 2). However, Tuy nhiên, in trong hot-air drying the other phase is hot air, which không khí khô nóng giai đoạn khác là không khí nóng, trong đó supplies the energy and removes the water. nguồn cung cấp năng lượng và loại bỏ các nước. Mass-transfer considerations are important Mass-chuyển giao cân nhắc rất quan trọng also cũng in trong some membrane applications and adsorption processes, where the additional môt số màng ứng dụng và các quá trình hấp thụ, nơi mà các bổ sung stream is a solid. dòng là môt rắn. Other examples of driving force are concentration differences and Các ví dụ khác của đông lực tập trung và khác biệt chemical potential, which are involved in these operations (Loncin and Merson, hóa học tiềm năng, được tham gia vào các hoạt đông này (Loncin và Merson, 1979; 1979; Gekas, Gekas, 1992). 1992). In some processes, both heat and mass transfer processes are involved. Trong môt số quy trình, cả nhiệt và các quá trình chuyển giao khối lượng có liên quan. This is Đây là especially đặc biệt là so như vậy

for separation reactions involving a change of phase, such as evaporation or cho phản ứng tách liên quan đến môt sự thay đổi của giai đoạn, như bốc hơi hoặc sublimation. thăng hoa. Heat is required to cause vaporisation for evaporation, dehydration and Nhiệt là cần thiết để gây vaporisation cho bốc hơi, mất nước và distillation processes. quá trình chưng cất. Water has a much higher latent heat of vaporisation Nước có môt tiềm ẩn nhiệt cao hơn nhiều vaporisation (2257 (Năm 2257 kJ/kg) kJ / kg) than most other organic solvents. hơn so với hầu hết các dung môi hữu cơ. With solid foods the rate of heat transfer through the Với thức ăn đặc tỷ lệ truyền nhiệt thông qua food may limit the overall process; for example thực phẩm có thể hạn chế quá trình tổng thể, ví dụ: in trong freeze-drying the process is usually đông lạnh quá trình sấy thường limited by rate of heat transfer through the dry layer. hạn chế bởi tỷ lệ truyền nhiệt qua lớp khô. Separation processes may be batch or continuous. Tách các quy trình có thể được hàng loạt hoặc liên tục. A A single separation process, for môt quá trình tách, cho example a batch extraction, involves the contact of the solvent with the food. Ví dụ môt chiết xuất hàng loạt, liên quan đến việc liên lạc của các dung môi với thức ăn. Initially Ban đầu concentration gradients are high and the rate of extraction is also high. gradient nồng đô rất cao và tỷ lệ chiết xuất cũng cao. The extraction rate Tỷ lệ chiết falls exponentially and eventually an equilibrium state is achieved when the rate becomes giảm theo cấp số nhân và cuối cùng môt nhà nước đạt mức cân bằng khi tỷ lệ này trở thành zero. bằng không. The extraction process may be accelerated by size reduction, inducing turbulence Quá trình khai thác có thể được tăng tốc bằng cách giảm kích thước, gây nhiễu loạn and increasing the extraction temperature. và tăng nhiệt đô khai thác. Equilibrium is achieved either when all the Đạt mức cân bằng, hoặc khi tất cả các material has been extracted, vật liệu đã được trích ra, in trong situations where the volume of solvent is well in excess of tình huống mà khối lượng của dung môi cũng là vượt quá the solute or when the solvent becomes saturated with the solute, ie when the solubility chất tan hoặc khi các dung môi sẽ trở thành bão hòa với các, chất tan có nghĩa là khi hòa tan limit has been achieved, when there is an excess of solute over the solvent. giới hạn đã đạt được, khi có quá nhiều chất tan trong dung môi. However, the Tuy nhiên, attainment of equilibrium may take some considerable time. đạt được trạng thái cân bằng có thể mất môt thời gian đáng kể. Batch reactions may operate hàng loạt các phản ứng có thể hoạt đông far away from equilibrium or close to xa cân bằng hoặc gần

it. nó. Equilibrium data is important in that Cân bằng dữ liệu là rất quan trọng trong it nó provides information on the best cung cấp thông tin về việc tốt nhất conditions that can be achieved at the prevailing conditions. điều kiện mà có thể đạt được ở điều kiện hiện hành. Equilibrium data is usually Cân bằng dữ liệu thường determined at fixed conditions of temperature and pressure. xác định ở điều kiện cố định của nhiệt đô và áp suất. Some important types of Môt số quan trọng các loại equilibrium data are: dữ liệu cân bằng là: solubility data for extraction processes; đô hòa tan dữ liệu cho quá trình khai thác; vapour/liquid equilibrium data for fractional distillation; hơi / chất lỏng cân bằng dữ liệu cho chưng cất phân đoạn; partition data for selective extraction processes; phân vùng dữ liệu cho quá trình khai thác có chọn lọc; water sorption data for drying. nước sorption dữ liệu để sấy khô. Continuous processes may be single- or multiple-stage processes. các quá trình liên tục có thể được đơn hoặc nhiều giai đoạn quy trình. The stages them- Các giai đoạn chúng- selves may be discrete entities, for example a series of stirred tank reactors, or there may bản thân có thể được thực thể riêng biệt, ví dụ như môt loạt các lò phản ứng khuấy bể, hoặc có thể có A. A. S. Grandison and MJ Lewis S. Grandison và MJ Lewis

Page 7 Trang 7Separation processes -an overview Tách các quá trình-môt cái nhìn tổng quan 7 7 be many stages built into one unit of equipment, for example a distillation column or a được nhiều giai đoạn xây dựng thành môt đơn vị của thiết bị, ví dụ môt côt chưng cất hoặc môt screw extractor. vít vắt. The flow of the two streams can either be co-current or counter-current, Dòng chảy của các dòng sông hai có thể là đồng hiện tại hoặc truy cập hiện tại-, although counter-current is normally favoured as it tends to give a more uniform driving mặc dù truy cập-hiện tại thường được ưa chuông vì nó có xu hướng đưa ra môt thống nhất hơn lái xe force over the length of the reactor as well as a higher average driving force over the lực lượng trên đô dài của lò phản ứng cũng như môt đông lực cao hơn tỷ lệ trung bình trên reactor. lò phản ứng. In some instances a combination of co-current and counter-current may be used; Trong môt số trường hợp kết hợp đồng hiện tại và hiện tại có thể được truy cập, sử dụng; for example in hot air drying, the initial process is co-current to take advantage of the Ví dụ như trong không khí khô nóng, quá trình ban đầu là đồng hiện tại để tận dụng lợi thế của high initial driving rates, whereas the final drying is counter-current to permit drying to a lái xe ban đầu cao, tỷ giá, trong khi sấy cuối cùng là truy cập-hiện tại cho phép sấy khô đến môt lower moisture content. đô ẩm thấp.

Continuous equipment usually operates under steady state conditions, ie the driving Liên tục thiết bị thường hoạt đông theo điều kiện trạng thái ổn định, tức là lái xe force changes over the length of the equipment, but at any particular location it remains thay đổi lực lượng so với chiều dài của thiết bị, nhưng tại bất kỳ địa điểm cụ thể nó vẫn còn constant with time. thường xuyên với thời gian. However, when the equipment is first started, it may take some time Tuy nhiên, khi thiết bị được đầu tiên bắt đầu, có thể mất môt số thời gian to achieve steady-state. để đạt được trạng thái ổn định. During this transition period it is said to be operating under Trong suốt thời kỳ quá đô nó được cho là hoạt đông theo unsteady state conditions. điều kiện nhà nước không ổn định. In continuous processes the flow may be either streamline or Trong quá trình liên tục dòng chảy có thể là tinh giản hoặc turbulent. hỗn loạn. Consideration should be taken of residence times and distribution of residence Nên được xem xét lần cư trú và phân phối các nơi cư trú times within the separation process; the two extremes of behaviour are plug flow, with no lần trong quá trình tách; hai thái cực của hành vi là plug dòng chảy, không có distribution phân phối of residence times, through to a well-mixed lần cư trú, thông qua môt cũng như các hỗn hợp situation, with an infinite tình hình, với vô hạn distribution of residence times. phân phối lần cư trú. More detailed analysis of residence time distributions is phân tích chi tiết hơn của các phân bố thời gian cư trú là provided by Levenspiel (1972). được cung cấp bởi Levenspiel (1972). How close the process operates to equilibrium depends upon the operating conditions, đóng quá trình hoạt đông như thế nào để cân bằng tùy thuôc vào điều kiện hoạt đông, flow rates of the two phases, time and temperature. Mức giá lưu lượng của hai giai đoạn, thời gian và nhiệt đô. These conditions affect the efficiency Các điều kiện này ảnh hưởng đến hiệu quả of the process, such as the recovery and the size of equipment required. của quá trình, chẳng hạn như việc thu hồi và kích thước của thiết bị cần thiết. Finally, all rates of reaction are temperature dependent. Cuối cùng, tất cả các mức giá của phản ứng là nhiệt đô phụ thuôc. Physical processes are no các quá trình vật lý không exception, although activation energies are usually much lower than for chemical reaction ngoại lệ, mặc dù nguồn năng lượng kích hoạt thường thấp hơn nhiều so với phản ứng hóa học rates. tỷ giá. Using higher temperatures normally increases separation rates. Sử dụng nhiệt đô cao hơn bình thường làm tăng tỷ lệ ly thân. However, there are limitations with biological materials: higher temperatures increase Tuy nhiên, có giới hạn với các vật liệu sinh học: nhiệt đô cao hơn tăng degradation reactions, causing colour and flavour changes, enzyme inactivation, protein suy thoái các phản ứng, gây ra thay đổi màu sắc và hương vị, bất hoạt enzyme, protein denaturation, loss of functionality and a reduction in nutritional value. biến tính, mất chức năng và giảm giá trị dinh dưỡng. Safety issues with Vấn đề an toàn với , ,

respect to microbial growth may also need to be considered. tôn trọng sự tăng trưởng của vi khuẩn cũng có thể cần phải được xem xét. A brief overview of separation methods is now considered in this chapter, based Môt tổng quan về các phương pháp tách hiện đang được xem xét trong chương này, dựa trên primarily on the nature of the material or stream subjected to the separation process, ie chủ yếu vào tính chất của vật liệu hoặc dòng chịu quá trình tách, tức là whether it is solid, liquid or gaseous. cho dù đó là rắn, lỏng và khí. Other possible classifications are based on unit có thể phân loại khác được dựa trên đơn vị operations; eg filtration, evaporation, dehydration etc. or types of phase contact, such as hoạt đông; lọc ví dụ như, bay hơi, vv mất nước hoặc các loại liên hệ với giai đoạn, chẳng hạn như solid-Iiquid or gas-liquid contacting processes. rắn Iiquid hoặc khí lỏng các quy trình liên lạc với. More detailed descriptions of conventiopal techniques can be found elsewhere -eg Thêm mô tả chi tiết các kỹ thuật conventiopal có thể tìm thấy ở nơi khác, ví dụ như Brennan et at. Brennan et lúc. (1990), Perry and Green (1984), King (1982). (1990), Perry và Green (1984), King (1982). 1.2.2 Separations from solids 1.2.2 ly thân từ chất rắn Most solid foods are particulate in nature, with particles having a large variety of shapes Hầu hết các thức ăn đặc có hạt trong tự nhiên, với các hạt có môt lượng lớn các hình dạng and sizes. và kích cỡ. Separations involving solids fall into two categories. Ly thân liên quan đến chất rắn phân thành hai loại. The first is where it is Đầu tiên là nơi nó được required to separate or segregate the particles; such processes are classified as solid-solid yêu cầu riêng biệt hay phân loại các hạt; quy trình như vậy được phân loại như rắn rắn separations. ly thân. The second is where the requirement may be to selectively remove one or thứ hai là nơi yêu cầu có thể được chọn lọc loại bỏ môt hoặc several components from the solid matrix. nhiều thành phần từ các ma trận rắn. Other processes involving solids are concerned các quá trình khác liên quan đến chất rắn có liên quan with the removal of discrete solid particles from either liquids or gases and vapours (but với việc loại bỏ các hạt rắn rời rạc từ môt trong hai chất lỏng hoặc chất khí và hơi (nhưng these will be discussed in other sections). này sẽ được thảo luận trong các phần khác).

Page 8 Trang 88 8 Solid-solid separations Solid-rắn ly thân Separations can be achieved on the basis of particle size from the sorting of large food Ly thân có thể đạt được trên cơ sở kích thước hạt từ việc phân loại thực phẩm lớn units down to the molecular level. đơn vị xuống cấp đô phân tử. Shape, and other factors such as electrostatic charge or Hình dạng, và các yếu tố khác như điện tích tĩnh điện hoặc degree of hydration, may also affect these separations. mức đô hydrat hóa, cũng có thể ảnh hưởng đến những ly thân. Screening of materials through Chiếu nguyên liệu thông qua perforated beds (eg wire mesh or silk screens) produces materials of more uniform giường đục lỗ (ví dụ như màn hình lưới thép hoặc lụa) sản xuất vật liệu đồng nhất hơn

particle size. kích thước hạt. Screening contributes to sorting and grading of many foods, Chiếu góp phần phân loại và xếp hạng nhiều loại thực phẩm, in trong particular riêng fruits, vegetables and cereals. trái cây, rau và ngũ cốc. Cleaning of particulate materials or powders Làm sạch của vật liệu hạt hoặc bôt in trong the dry khô state can be achieved using screens in two ways. nhà nước có thể đạt được bằng cách sử dụng màn hình theo hai cách. Dedusting is the removal of undersize Dedusting là việc loại bỏ dưới mức contaminants from larger particles, eg beans or cereals. chất gây ô nhiễm từ các hạt lớn hơn, ví dụ như đậu hay ngũ cốc. Scalping is the removal of Scalping là việc loại bỏ các oversize contaminants from powders or small particulate materials, eg sugar, flour. quá khổ chất gây ô nhiễm từ bôt hoặc hạt nhỏ vật liệu, ví dụ như đường, bôt mì. A A wide range of geometric designs exists, including flat bed and rotary fixed aperture rông phạm vi của thiết kế hình học tồn tại, bao gồm giường phẳng và đô mở ống kính cố định quay screens, and numerous variable aperture designs are available (Slade, màn hình, và khẩu đô thiết kế nhiều biến sẵn có (Slade, 1967; 1967; Brennan Brennan et et al., 1990). al., 1990). Differences in aerodynamic properties can be exploited in the cleaning, sorting and Sự khác biệt về đặc tính khí đông học có thể khai thác trong sạch, phân loại và grading of particulate food raw materials (eg cereals, peas, nuts, flour) xếp loại hạt nguyên liệu thực phẩm (ví dụ như ngũ cốc, đậu, hạt, bôt) in trong the dry state. tình trạng khô. Many designs of aspirator have evolved Nhiều thiết kế đã phát triển vật để hu t mu in trong which the feed is applied to controlled trong đó nguồn cấp dữ liệu được áp dụng để kiểm soát velocity air streams where separation into two or more fractions is effected. vận tốc dòng không khí nơi tách thành hai hoặc nhiều phân số được thực hiện. Alternatively, Ngoài ra, differences sự khác biệt in trong hydrodynamic properties can be used in the sorting of foods such as apples đặc tính thuỷ lực có thể được sử dụng trong việc phân loại thực phẩm như quả táo or peas. hoặc đậu Hà Lan. A combination of particle size and density may be used to separate solids by settle- Môt sự kết hợp của kích thước hạt và mật đô có thể được sử dụng để chất rắn riêng biệt bằng cách giải quyết-

ment. chữa. If the solids are suspended in a fluid (liquid or gas), separation may be achieved on Nếu các chất rắn bị đình chỉ trong môt chất lỏng (chất lỏng hoặc khí), tách có thể đạt được trên the basis that larger, more dense particles will settle more rapidly than smaller, less dense các cơ sở đó lớn hơn, dày đặc các hạt hơn sẽ giải quyết nhanh hơn nhỏ hơn, nhẹ ones. những người thân. This may be aided by the application of centrifugal force in air classification, as Điều này có thể được hỗ trợ bởi các ứng dụng của lực ly tâm trong phân loại không khí, như là discussed thảo luận in trong Chapter Chương 9. 9. Differences in buoyancy between solid particles is the basis of flotation washing of Sự khác nhau trong nổi giữa các hạt rắn là cơ sở của tuyển nổi rửa some foods. môt số loại thực phẩm. For example, heavy debris, such as stones or bruised and rotten fruit, may be Ví dụ, các mảnh vỡ nặng, chẳng hạn như đá hoặc thâm tím và hoa quả thối, có thể được removed from sound fruit by fluming the dirty produce over a series of weirs. gỡ bỏ từ trái cây âm thanh của fluming các sản bẩn qua môt loạt các weirs. Froth flotation depends on the differential wetting of particles. Tuyển nổi phụ thuôc vào phân ướt của các hạt. In the case of separat- Trong trường hợp của separat- ing peas from weed seeds, the mixture is immersed ing đậu Hà Lan từ hạt cỏ dại, hỗn hợp được đắm in trong a dilute mineral oil emulsion môt pha loãng nhũ tương dầu khoáng through which air is blown. qua đó không khí được thổi. The contaminating seeds float on the foam and may be Các hạt ô nhiễm nổi trên bọt và có thể được skimmed off. tách ra. On a smaller scale, the method can be used to separate materials which Trên môt quy mô nhỏ hơn, phương pháp có thể được sử dụng để vật liệu riêng biệt mà react selectively with a surfactant, such as heavy metals, from a mixture. phản ứng chọn lọc với môt bề mặt, chẳng hạn như kim loại nặng, từ môt hỗn hợp. Surface active Hoạt đông bề mặt agents, such as proteins and other foam-inducing materials, can be separated in a similar đại lý, chẳng hạn như protein và các vật liệu xốp-inducing khác, có thể được tách ra trong môt tương tự manner. cách. These techniques are commonly used in effluent treatment. Những kỹ thuật này thường được sử dụng trong xử lý nước thải. Operations where the outer surface of the food is removed also fall into this category. Hoạt đông nơi bề mặt ngoài của thực phẩm được lấy ra cũng thuôc thể loại này. Examples include dehulling of cereals and legumes and peeling of fruit and vegetables Ví dụ bao gồm dehulling ngũ cốc và cây họ đậu và gọt vỏ trái cây và rau quả (see Chapter (Xem Chương 9). 9). Cereals may be cleaned and sorted on the basis Ngũ cốc có thể được làm sạch và phân loại trên cơ sở

of của shape to remove hình dạng để loại bỏ contaminants of similar size. chất gây ô nhiễm có kích thước tương tự. Examples of this are disc and cylinder sorters which employ Ví dụ là đĩa và Sorters xi lanh có sử dụng indentations of particular shape to pick up the corresponding food particles. vết lõm hình dạng cụ thể để nhận thực phẩm tương ứng với các hạt. A range of equipment is also available to separate food units on the basis of photo- Môt loạt các thiết bị này cũng có sẵn cho các đơn vị thực phẩm riêng biệt trên cơ sở hình ảnh metric, magnetic and electrostatic properties. số liệu, từ tính và điện tính. Red and green tomatoes, or blackened Màu đỏ và màu xanh lá cây cà chua, hoặc đen beans or nuts may be separated automatically on the basis of reflectance properties. các loại hạt đậu hoặc có thể tách tự đông trên cơ sở tính phản xạ. Magnetic cleaning is used to remove ferrous metal particles from foods, and thus to làm sạch từ được sử dụng để loại bỏ các hạt kim loại màu từ thực phẩm, và do đó để protect both the consumer and processing equipment. bảo vệ cả người tiêu dùng và thiết bị chế biến. Electrostatic properties may be Tĩnh điện có thể được tài sản A. A. S. Grandison S. Grandison and và MJ Lewis MJ Lewis

Page 9 Trang 9Separation processes Tách các quy trình - - an overview tổng quan 9 9 exploited in separating seeds which may be of similar size and shape, or in the cleaning khai thác trong tách hạt có thể có kích cỡ và hình dạng tương tự, hoặc trong làm sạch of tea. trà. More detailed information on solid-solid separations is provided in Chapter 9. Thông tin chi tiết về rắn ly thân rắn được quy định tại Chương 9. Separation from the Tách từ solid rắn matrix ma trận Many plant materials contain valuable liquid components such as oils or juices in the Nhiều nhà máy vật liệu có chứa các thành phần chất lỏng có giá trị như các loại dầu hoặc nước trái cây trong cellular structure. cấu trúc tế bào. These may be separated from the pulped raw material by the use of Đây có thể được tách ra từ nguyên liệu pulped bởi việc sử dụng presses, máy ép, in trong a process known as expression. môt quá trình được gọi là biểu thức. Batch type hydraulic systems or continuous Batch loại hệ thống thủy lực hoặc liên tục roller, screw or belt systems are available for different applications such as fruit juice, con lăn, ốc vít hoặc các hệ thống vành đai có sẵn cho các ứng dụng khác nhau như nước ép trái cây,

wine and cane sugar production, or extraction of oil from seeds. rượu vang và sản xuất mía đường, hoặc chiết xuất dầu từ hạt. Expression of fruit juices Biểu hiện của các loại nước ép trái cây may be aided by the use of enzymes to improve efficiency of expression and to control có thể được hỗ trợ bởi việc sử dụng các enzym để cải thiện hiệu quả của biểu thức và kiểm soát the pectin level. cấp pectin. Some of the physical properties related to expression processes are Môt số các tính chất vật lý quan tới quá trình biểu hiện được discussed by Schwartzberg (1983). thảo luận Schwartzberg (1983). An alternative system to recover components from within a solid matrix is extraction, Môt hệ thống khác để khôi phục lại các thành phần từ bên trong môt ma trận rắn là khai thác, which relies on the use of differential solubilities for extraction of soluble solids such as mà dựa vào việc sử dụng phân solubilities cho khai thác của các chất rắn hòa tan như sugar from sugar beet, coffee from roasted ground beans, juices from fruit and vegetables đường từ củ cải đường, cà phê từ hạt cà phê rang mặt đất, các loại nước ép từ trái cây và rau quả and from materials during the manufacture of instant tea. và từ nguồn nguyên liệu trong khi sản xuất trà ngay lập tức. The most common extraction Việc khai thác phổ biến nhất material is hot or superheated water. vật chất là nóng hoặc quá nhiệt nước. However, organic solvents are used, eg hexane for Tuy nhiên, dung môi hữu cơ được sử dụng, ví dụ như hexane cho oil extraction and methylene chloride to extract caffeine from tea and coffee. khai thác dầu và methylene chloride để trích xuất cà phê từ trà và cà phê. The use of Việc sử dụng supercritical fluids such as carbon dioxide is covered in detail in Chapter chất lỏng siêu tới hạn như điôxít cacbon được bao phủ cụ thể tại Chương 2. 2. Extraction Chiết xuất processes as equilibrium stage processes are covered in more detail by Brennan et quy trình như quy trình giai đoạn cân bằng được mô tả chi tiết của Brennan et al. al. (1990), Loncin and Merson (1979), Perry and Green (1984). (1990), Loncin và Merson (1979), Perry và Green (1984). Many oil extraction processes employ expression, followed by solvent extraction, to Nhiều quy trình khai thác dầu sử dụng biểu thức, tiếp theo là khai thác dung môi, để obtain a high recovery of oil. có được sự phục hồi cao của dầu. The crude oil is then subjected to a series of refining Dầu thô là sau đó bị môt loạt các cải tiến processes, involving degumming, decolorisation and deodorisation to remove undesirable quy trình, liên quan đến degumming, decolorisation và deodorisation để loại bỏ không mong muốn components. thành phần. Water, the most common component of most foods, can be removed from solids by Nước, thành phần phổ biến nhất của hầu hết các loại thực phẩm, có thể được gỡ bỏ từ chất rắn bởi

the process of dehydration; in this case thermal energy is required to effect evaporation of quá trình mất nước; trong trường hợp này nhiệt năng được yêu cầu để có hiệu lực bay hơi của the water, and this is usually supplied by hot air. nước, và điều này thường được cung cấp bởi không khí nóng. Hot air drying is classified as liquid Nóng không khí sấy được phân loại như là chất lỏng phase drying and results in shrinkage and case-hardening and loss giai đoạn sấy khô và kết quả trong trường hợp co rút và cứng-và mất of của some volatiles of môt số chất dễ bay hơi của foods. thực phẩm. Types of drier include overdraught, throughdraught, fluidised bed and pneumatic Các loại khô hơn bao gồm overdraught, throughdraught, fluidised giường và khí nén driers. làm khô. These are described Đây là những mô tả in trong more detail by Brennan et chi tiết của Brennan et al. al. (1990), Mujumdar (1987). (1990), Mujumdar (1987). Freeze-drying, whereby the food is frozen and then subjected to a vacuum, provides a Đông khô, theo đó thực phẩm được đông lạnh và sau đó bị chân không, cung cấp môt method which reduces shrinkage, case-hardening and flavour loss. phương pháp làm giảm co rút, trường cứng và mất hương vị. Sublimation occurs Thăng hoa xảy ra during freeze-drying. trong quá trình đông lạnh khô. Here conditions are controlled such that water is removed directly Ở đây điều kiện được kiểm soát như vậy mà nước được lấy ra trực tiếp from its solid phase từ pha rắn của nó to đến its vapour phase, without passing through the liquid state. hơi giai đoạn của nó, mà không đi qua trạng thái lỏng. To Để achieve this, the water vapour pressure must be kept below the triple point pressure đạt được điều này, áp suất hơi nước phải được lưu giữ dưới áp suất điểm ba (4.6 mm Hg) (Mellor, 1978; Dalgleish, 1990). (4,6 mm Hg) (Mellor, 1978; Dalgleish, 1990). The removal Loại bỏ of của air from fruit and vegetables, prior to heat treatment không khí từ trái cây và rau quả, trước khi xử lý nhiệt in trong sealed niêm phong containers, is of paramount importance to prevent excessive strain on the seams during container, là hết sức quan trọng để ngăn chặn căng thẳng quá mức trên vỉa trong quá trình the sterilisation and subsequent cooling. việc khử trùng và làm lạnh tiếp theo. This is accomplished by blanching, using steam Điều này được thực hiện bởi blanching, bằng cách sử dụng hơi nước

or hot water. hoặc nước nóng. Nutrient losses due to leaching are minimised using steam (Selman, tổn thất dinh dưỡng do lọc được giảm thiểu bằng cách sử dụng hơi nước (Selman, 1987). 1987).

Page 10 Trang 1010 10 1.2.3 Separations from liquids 1.2.3 ly thân từ chất lỏng This section will cover those situations where the separation takes place from a fluid, ie Phần này sẽ bao gồm những tình huống mà tách diễn ra từ môt chất lỏng, tức là a substance which flows when it is subject to a shear stress. môt chất chảy khi nó là đối tượng của môt căng thẳng cắt. An important physical Môt quan trọng về thể chất property is the viscosity of the fluid, which is defined as the ratio of the shear stress to tài sản là đô nhớt của chất lỏng, được định nghĩa là tỷ số giữa stress trượt shear rate. tỷ lệ cắt. Viscosity and its measurement is discussed in more detail by Lewis Đô nhớt và đo lường của nó được thảo luận cụ thể hơn bởi Lewis (1990). (1990). Solid components may be present dissolved in the liquid, in a colloidal dispersion or in các thành phần có thể có mặt rắn hòa tan trong chất lỏng, trong môt phân tán dạng keo hoặc suspension. đình chỉ. For example, milk contains lactose, minerals and whey proteins in true Ví dụ, sữa chứa lactose, khoáng chất và protein whey trong thực solution, casein and calcium phosphate as a colloidal dispersion and fat globules giải pháp, casein và canxi phosphat phân tán như là môt giọt keo và chất béo dispersed in the aqueous phase. phân tán trong giai đoạn dịch nước. There may also be sediment resulting from other Cũng có thể có trầm tích do khác contaminants of the milk. chất gây ô nhiễm của sữa. The objective of the separation may be to remove any of these Mục tiêu của phân tách có thể được loại bỏ bất cứ các components. thành phần. Liquid-solid separations Liquid-rắn ly thân Liquid-solid separation applies to operations where discrete solids are removed from Liquid-rắn tách áp dụng cho các hoạt đông hợp rời rạc các chất rắn được loại bỏ từ the liquid. chất lỏng. There are a number of ways of achieving this and these will be briefly Có môt số cách để đạt được điều này và chúng sẽ được môt thời gian ngắn reviewed. xem xét lại. Conventional filtration systems separate suspended particles of solids from liquids on hệ thống lọc thông thường bị đình chỉ riêng các hạt của chất rắn từ chất lỏng trên the basis of particle size. cơ sở kích thước hạt. The liquid component is passed through a porous membrane or Các thành phần chất lỏng được thông qua thông qua môt màng xốp hoặc septum which retains the solid material either as a filter cake on the upstream surface, vách ngăn mà vẫn giữ lại các vật liệu rắn hoặc như môt bánh lọc trên bề mặt thượng lưu, or hoặc within its structure, trong cấu trúc của nó, or hoặc

both. cả hai. Filter media may be rigid, such as wire mesh or porous Filter phương tiện truyền thông có thể được cứng nhắc, chẳng hạn như lưới thép hoặc xốp ceramics, or flexible, such as woven textiles, and are available gốm sứ, hay linh hoạt, như dệt may như vậy, và có sẵn in trong a variety of geometric nhiều loại hình học shapes and pore sizes. hình dạng và kích thước lỗ. In Trong practice, the flow of filtrate may be brought about by gravity, thực tế, dòng chảy của vật được lọc có thể được mang lại bởi trọng lực, the application of pressure greater than atmospheric upstream of the filter (pressure việc áp dụng các áp lực lớn hơn trong khí quyển thượng nguồn của các bô lọc (áp suất filtration), applying a vacuum downstream (vacuum filtration) or by means of centrifugal lọc), áp dụng môt chân không hạ lưu (lọc chân không), hoặc bằng phương tiện ly tâm force (centrifugal filtration). lực (ly tâm lọc). The theory and equipment for industrial filtration are fully Lý thuyết và thiết bị lọc công nghiệp được đầy đủ described by Brennan et mô tả bởi Brennan et al. (1990). al. (1990). Applications can be divided into those where a slurry Ứng dụng có thể được chia thành những nơi mà môt slurry containing large amounts of insoluble solids is separated into a solid cake and a liquid, có chứa môt lượng lớn chất rắn không hòa tan được tách ra thành môt bánh rắn và chất lỏng, either of which may be the desired product; alternatively clarification is the removal of hoặc trong đó có thể là sản phẩm mong muốn; cách khác là làm rõ việc loại bỏ các small quantities số lượng nhỏ (<2%) (<2%) of suspended solids from a valuable liquid. các chất rắn lơ lửng từ môt chất lỏng có giá trị. Filtration finds applications throughout the food and biotechnology industries. Lọc tìm thấy các ứng dụng trên toàn thực phẩm và các ngành công nghiệp công nghệ sinh học. Sugar Sugar juices from cane or beet are filtered to remove high levels of insoluble solids, and are các loại nước ép từ cây mía hoặc củ cải được lọc để loại bỏ các cấp cao của chất rắn hòa tan, và được frequently clarified at a later stage. thường xuyên làm rõ ở giai đoạn sau. Filtration is employed at various stages during the Lọc được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau trong refining of edible oils. tinh chế các loại dầu ăn được. In the brewing industry filtration of mash, yeast recovery after Trong ngành công nghiệp lọc pha của mash, men phục hồi sau khi fermentation and clarification of beer are carried out. lên men và làm rõ bia được thực hiện. Filtration is used during the Lọc được sử dụng trong manufacture of numerous other foods, eg vinegar, starch and sugar syrups, fruit juices, sản xuất các loại thực phẩm khác rất nhiều, ví dụ như dấm, đường, xirô trái cây, nước trái cây và tinh bôt,

wine, canning brines. rượu vang, đồ hôp nước biển. In biotechnology, filtration is carried out to clarify and recover cells Trong công nghệ sinh học, lọc được thực hiện để làm rõ và thu hồi các tế bào from fermentation broths. từ broths lên men. More recently, membranes with much smaller pores have been introduced. Gần đây hơn, nhỏ hơn nhiều màng với lỗ chân lông đã được giới thiệu. Micro- Micro- filtration involves the removal of very fine particles or the separation of microorganisms lọc liên quan đến việc loại bỏ các hạt rất mịn, tách các vi sinh vật and sterilisation of fluids (see Chapter 5). Ultrafiltration membranes permit the passage và khử trùng các chất lỏng (xem Chương 5) cấp giấy phép. siêu lọc màng đoạn of water and components of low molecular weight nước và các thành phần của trọng lượng phân tử thấp in trong a fluid but reject macromolecules môt chất lỏng nhưng từ chối phân tử such as protein or starch. chẳng hạn như là protein hoặc tinh bôt. Solids may be separated from liquids on the basis of particle size and density using Chất rắn có thể được tách ra từ chất lỏng trên cơ sở kích thước hạt và mật đô sử dụng settlement, giải quyết, or hoặc using centrifugation. bằng cách sử dụng ly tâm. Settlement is a slow process because it relies on the Giải quyết là môt tiến trình chậm chạp bởi vì nó dựa trên influence of gravity, but ảnh hưởng của trọng lực, nhưng is là widely used sử dụng rông rãi in trong water and effluent treatment processes. nước và các quy trình xử lý nước thải. In Trong A. A. S. S. Grandison and Grandison và MJ MJ Lewis Đô du ng mo c đa lên cao

Page 11 Trang 11Separation processes Tách các quy trình - - an overview 11 tổng quan 11 centrifugal classification a suspension of insoluble solids (not more than about ly tâm phân loại môt chất rắn hòa tan đình chỉ (không nhiều hơn về 1%) 1%) is là subjected chịu to đến cyclic motion cyclic chuyển đông in trong a bowl, which subjects the particles to a centrifugal force, môt bát, mà đối tượng các hạt với môt lực ly tâm,

many times in excess of the gravitational force. nhiều lần vượt lực hấp dẫn. The more dense solid is retained on the Càng dày đặc rắn được giữ lại trên inner surface of the bowl while the liquid is tapped off at the centre. bên trong bề mặt của bát trong khi chất lỏng này là khai thác off ở trung tâm. An alternative is to Môt cách khác là use a filtering centrifuge sử dụng môt máy ly tâm lọc in trong which the bowl wall is perforated so như vậy the liquid is forced out through the wall. The size of the perforations determines what portion of solids is re- tained in the bowl. Various designs of centrifuge are available for numerous applications such as removal of solids from dairy fluids, oils, juices, beverages, fermentation broths, or dewatering of sugar crystals and corn starches. Such separations may be carried out ra on trên a batchwise basis, although automatic and continuous centrifuges are available. Solid-liquid separation techniques have been covered in more detail by Purchas and Wakeman (1986) and Brennan et al. (1990). Immiscible liquids Centrifugation Ly tâm in trong cylindrical bowls provides the simplest method to separate immiscible liquids of different densities. As the dense and lighter liquid streams are removed through- out, the operation can be carried out on a continuous basis. Either tubular-bowl or disc- bowl type centrifuges are normally used for liquid-liquid separation. The major applications are separating cream from milk, and dewatering oils at various stages during refining. tinh chế. General liquid separation processes Extraction of components from liquids can be achieved by contacting the liquid with a solvent which will preferentially absorb the components of interest and can then be separated from the liquid, for example by centrifugation. Such solvent extractions could be used for recovering oils and oil-soluble components of flavour components from liquids. However, such examples are not common in food processing. More information Xem thêm thông tin on the development of aqueous two-phase separations is given in trong Chapter Chương 7. 7. Other methods of separation involve inducing a phase change within the liquid. Crystallisation methods can be used to separate a liquid material into a solid and a liquid phase of different composition. One Môt or hoặc both fractions may be the required product. It is Đó là

important for subsequent separation of the two phases, that a controlled procedure is adopted to yield uniform crystals of a specified size and shape. Crystallisation can be effected by either cooling or evaporation to form a supersaturated solution in which crystal nuclei formation may or may not occur spontaneously. In many instances it is necessary to seed the solution by addition of solute crystals. Batch and continuous operations are possible, although control of crystal size is much more difficult in continu- ous systems. hệ thống. Fat fractionation, resulting from cry stallisation of triglycerides of higher molecular weight from a mixture, can be achieved by cooling as described in Chapter 8. 8. Freeze concentration involves the crystallisation of ice from liquid foods such as fruit juices or hoặc alcoholic beverages. This has the advantage that concentration can be achieved without the application of heat, although the process is limited by cost, degree of concentration possible and loss of của suspended components in trong the crystalline phase. The freezing process can be achieved in trong scraped surface heat exchangers. Evaporative crystallisation is used in

Page 12 Trang 1212 12 the manufacture of của salt and sugar. Salt is crystallised from brine in multistage vacuum evaporators, and the crystals are allowed to grow in the circulating brine until they are large enough to settle out of the solution. In sugar crystallisation, the operating temperatures are limited by heat damage to đến the sucrose, therefore short tube evaporators are normally used. Seeding of sugar syrups is necessary, and the resulting crystals are recovered by centrifugation. Crystallisation can be employed in trong downstream processing in cases where the product is là suitably robust. Citric acid, amino acids and some anti- biotics can be crystallised following multistage thermal evaporation. The other main phase change that can be induced is vaporisation. Removal of the main component, water, from solutions results in trong

volume reduction, which is desirable for minimising storage, packaging and transport costs, and for treatment of effluents. It is Đó là often necessary to concentrate prior to operations such as drying and crystallisation. Water removal per se can be used as a preservation method when water activity is reduced. giảm. Evaporation is the concentration of a solution by boiling off the solvent, which is usually water. Many designs of evaporator are available, and the choice is largely de- pendent on the heat sensitivity of the food. Boiling temperature can be lowered by reducing the operating pressure, with most commercial evaporators working in the range 40-90°C. For heat-sensitive materials it is necessary to minimise both temperature and residence time in the heating zone. Energy can be saved by resorting to multiple-effect evaporation and incorporating vapour recompression systems. Evaporation results in trong a môt final product which is in trong the liquid form. An important part of của the evaporation process is the removal of vapour from liquid. Vapour-liquid separations are relatively few in comparison, relying on the large density differences between the vapour and the liquid phase. The high-velocity mixture of liquid and vapour produced in trong the heat-exchange section (calandria) enters a separate vessel tangentially, the vapour leaves from the top and the liquid from the bottom. Care is taken to đến ensure that entrainment of liquid in the vapour stream is là kept to a minimum. Foam is sometimes a problem in these applications. Most fluid foods contain volatile flavour and aroma products which are lost during thermal evaporation, which gives rise to a product with inferior flavour. This is particu- larly applicable to fruit juices. Volatile loss increases with the number of effects in trong the các evaporator, and is likely to be higher for batch processes, where the liquid may pass several times through the heating section. One common solution is to remove the volatile components from the liquid, along with the water vapour and to recover them using a second condenser, operating at a much lower temperature. These volatiles can then be added back to the concentrate. One special type of evaporation is flash cooling, used to remove unwanted volatile components. thành phần. This is achieved by heating the liquid, followed by subjecting it to a sudden reduction in pressure, sufficient to cause the fluid to boil. This evaporation process

removes some water vapour and volatile components. One example is in trong removing off- flavours from cream. This process is known as vacreation and has been used to deodorise cream. Another example where flash cooling is built into the process is in direct heating ultra-high-temperature (UHT) processes. quy trình. The product, such as milk, is là preheated to đến about về 75OC in trong an indirect plate or tubular heat exchanger. It is then contacted with clean steam A. A. S. Grandison and MJ Lewis

Page 13 Trang 13Separation processes - - an overview 13 13 in an injection or infusion process. This results in rapid heating of the product up to about 14OOC and also about 10-15% 10-15% dilution. The product is held for 2-4 s to achieve sterilisa- tion, and is then subjected to a flash cooling process, wherein the pressure is suddenly released and the temperature falls almost immediately to about 77-78OC. This causes some môt số of của the water to đến evaporate and this water vapour is separated from the milk. In this Trong này way, the solids content of the product is restored to its original value. Flash cooling will also remove both desirable and undesirable flavour components and dissolved oxygen. This is an example of a single-stage equilibrium process. A recent development involves using steam in trong a counter-current process to strip off the volatile components in trong

liquids. The contact is achieved in a column in which a series of inverted cones rotate, between a series of stationary cones attached to the wall of the column. The steam is fed into the bottom of the column and the liquid at the top. The Các arrangement produces thin turbulent films and a large area for mass transfer to đến take place and incorporates many equilibrium stages in one unit. It has applications for volatile recovery from fruit juices and beverages, production of low-alcohol drinks and removing off-flavours and taints (see Fig. 1.1). An alternative to evaporation for water removal is reverse osmosis. The method em- ploys membranes that permit the passage of water molecules but are impermeable to solute ions and molecules. Therefore, Do đó, if nếu a solution is applied to the membranes at a pressure greater than the solution osmotic pressure, water passes through the membrane and solute is concentrated in the feed. This has the advantage that pressure, rather than heat, is the driving force, therefore heat damage is avoided. The theory and equipment for reverse osmosis are described in trong greater detail in Chapter 3. 3. Reverse osmosis is là used sử dụng extensively for the production of pure water as the permeate, but can also be used for concentrating fluid foods such as milk or fruit juices. Dehydration is the name given to the process where the resulting product is in the solid form, usually with a moisture content below 10%. Dehydration processes involve the removal of water from solids or liquids. With liquids, preconcentration is an important requisite to reduce capital and energy costs. A whole range of techniques are available such as roller drying, band drying, spray drying and freeze drying, described fully elsewhere (eg Brennan et ai., 1990). Fluids dried include milk, eggs, coffee, tea, artificial creamers and purees made from fruit and vegetables. Reducing flavour loss mất and và preventing heat-induced colour and flavour changes are important quality aspects. Dissolved gases can be removed from liquids used in trong sealed containers by either hot- filling, as near the boiling point as possible or hoặc by thermal exhausting boxes, whereby the

filled cans are heated by steam or hot water prior to đến sealing. Hot-filling also reduces the air in the headspace. A process known as steam-flow closing can also cũng be used. được sử dụng. The final method for removing components from liquids involves the use of solid phase, in the form of a resin or beads, ie ion exchange. This is covered in more detail in Chapter Chương 6. 6. Separations from gases and vapours Filtration may also be used to recover solids suspended in trong gas. khí. A filter cloth or screen of suitable mesh size is used to retain the solid. Bag filters can be used to đến recover powders

Page 14 Trang 1414 A. S. Grandison and MJ Lewis I Tôi I Tôi Fig. Hình. 1.1. 1.1. Anatomy of the spinning cone column (by courtesy of Flavourtech). from air following spray drying, and are frequently used in conjunction with cyclone separators. Cyclone separators can be used to separate powders from gases on the basis of particle size and density. The solid-gas suspension is introduced tangentially into a cylindrical vessel. tàu. The heavier solid particles are thrown to the wall, where on collision they lose kinetic energy and can be collected at the bottom of the vessel, the gas being removed at a separate take-off. Cyclones are employed in powder-handling systems and spray driers. Wet scrubbing separates suspended solids from gases on the basis of solubility of the solid in a solvent in which the gas is relatively insoluble. Wet scrubbing is used to recover the finest particles from milk drying, by extracting in evaporated milk or hoặc water. nước. The charge on solid particles of suspended solids can be exploited to separate fine solids from gases, by passing the suspension between charged electrodes. The method Phương pháp can be used for recovery of powders, or dust removal from gases. When potable steam is required for direct steam heating processes, it is important to remove droplets of water, rust and oil. Filtration and centrifugal methods are useful for this purpose.

Page 15 Trang 15Separation processes

- - an overview 15 15 1.3 WATER TREATMENT Water is another material which may be required in various levels of purity, depending upon its application. Water purification and the recovery of water from brackish water or sea water (desalination) involves a wide range of separation techniques, but the main process used is fractional distillation. Combinations of conventional filtration and reverse osmosis can also be used to produce potable water from brackish water (see Chapter 4). For more specialised chemical analyses distilled water, double-distilled or deionised water may be required. In the electronics industry there is a high demand for ultrapure water, for the production of microelectronics. The requirements for purity levels increase with the degree of sophistication. The sequence of operations for the production of ultrapure water is illustrated in Fig. 1.2 (Nishimura and Koyama, 1992). Water is subject to RO treatment (twice), conventional filtration, resin treatment to remove anions and cations, degasification, vacuum deaeration, microfiltration and a number of polishing stages. Fig. Hình. 1.2. 1.2. Ultrapure water production system. F, filter; K, cation vessel; D, degasifier; CF, carbon filter; A, A, anion vessel; MF, micronic filter; RO, intermediate RO; STI, primary DI water storage tank; VD, vacuum deaerator; MBP, mixed bed polisher; ST2, secondary DI water storage tank; UV, UV steriliser; CP, cartridge polisher; FRO, final RO polisher (from Nishimura and Koyama, 1992, by courtesy of Marcel Dekker). REFERENCES TÀI LIỆU LIÊN Brennan, JG, Butters, JR, Cowell, ND and Lilley, AEV (1990) Food Engineer- Dalgleish, J. McN. (1990) Freeze-drying for the Food Industry, Elsevier Applied Gekas, V. (1992) Transport Phenomena of Foods and Biological Materials. CRC Press, Jones, JM (1992) Food Safety, Egan Press, St Paul, Minnesota. King, CJ (1982) Separation Processes, 2nd edn. McGraw-Hill, New Delhi. Levenspiel, 0. (1972) Chemical Reaction Engineering, Wiley, New York. Lewis, MJ (1990) Physical Properties of của Foods and Food Processing Systems. Ellis Loncin, M. and Merson, RL (1979) Food Engineering, Principles and Selected Appli- ing Operations, 3rd edn. Elsevier Applied Science, London and New York. Science, London and New York. Boca Raton, Ann Arbor. Horwood, Chichester. cations, Academic Press, New York.

Page 16 Trang 1616 16 Mellor, JD (1978) Fundamentals of Freeze-Drying, Academic Press, London. Academic Press, London. Mohsenin, NN (1980) Physical Properties of Plant and Animal Materials, Gordon and Mohsenin, NN (1 984) Electromagnetic Radiation Properties of Foods and Agricultural Mujumdar, A. S. (ed.) (1987) Handbook Sổ tay of của Industrial Drying, Marcel Dekker, New York. Marcel Dekker, New York. Nagodawithana, T. and Reed, G. (eds.) (1993) Enzymes in Food Processing, 3rd edn. Nishimura, M. and Koyama, K. (1992) Reverse osmosis. In Trong Membrane Science and Paul, AA and Southgate, DAT (1978) McCance and Widdowson's The Composition Perry, RH and Green, DW (1984) (eds.) Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th 6 Purchas, DB & & Wakeman, RJ (1986) Solid/Liquid Separation Equipment Scale-Up, Schwartzberg, HG (1983) Expression related properties. In Trong Physical Properties of Selman, D. (1987) The blanching process. In Trong Developments in Food Preservation - - 4, 4, Slade, FH (1967) Food Processing Plant, Vol. Vol. I, L. Hill, London. Walstra, P. and Jenness, R. (1984) Dairy Chemistry and Physics, John Wiley, New York. Watson, DH (ed.) (1987) Natural Toxicants in Foods, Ellis Horwood, Chichester. A. S. Grandison and MJ

Lewis Đô du ng mo c đa lên cao Breach, New York. Products. Sản phẩm. Gordon and Breach, New York. Academic Press, San Diego. Technology, Osada, Y. and Naka