Evaporators & Spray Dryers Practice Questions (Q16-20) - Dairy Technology

ICAR PG Dairy Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Orange juice is the feed introduced at a rate of $0.50\text{ kg/s}$ to a single effect evaporator. The concentration of the dilute juice is $10\%$ total solids. The juice is concentrated to $40\%$ total solids. Calculate the product mass flow rate:

संतरे का रस एकल प्रभाव वाष्पीकरण यंत्र में $0.50\text{ kg/s}$ की दर से डाला जाता है। तनु रस में कुल ठोस पदार्थों की सांद्रता $10\%$ है। रस को $40\%$ कुल ठोस तक सांद्रित किया जाता है। उत्पाद की द्रव्यमान प्रवाह दर की गणना करें:

$0.125\text{ kg/s}$ $0.125\text{ kg/s}$ $0.135\text{ kg/s}$ $0.135\text{ kg/s}$ $0.145\text{ kg/s}$ $0.145\text{ kg/s}$ $0.155\text{ kg/s}$ $0.155\text{ kg/s}$

ICAR PG Dairy Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following is used to reclaim milk particles from the vapour current in a vacuum pan, to prevent excessive loss of valuable milk solids?

मूल्यवान दुग्ध ठोस पदार्थों के अत्यधिक नुकसान को रोकने के लिए वैक्यूम पैन में वाष्प प्रवाह से दूध के कणों को पुनः प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित में से किसका उपयोग किया जाता है?

Cold separator कोल्ड सेपरेटर Air separator एयर सेपरेटर Bi-directional separator द्वि-दिशात्मक सेपरेटर Entrainment separator एंट्रेनमेंट सेपरेटर

During vigorous boiling under vacuum in an evaporator or vacuum pan, high-velocity vapour currents carry along fine mist droplets of milk concentrate, a phenomenon termed entrainment. An entrainment separator (catch-all or demister) uses centrifugal force, directional baffles, or mesh impingement to separate these liquid droplets from the vapour stream and return them to the boiling mass.

Option analysis:

Cold separator: Centrifuge used for separating cold milk fat, unrelated to evaporators.
Air separator: Pneumatic classifier for dry powders.
Bi-directional separator: Non-standard evaporator term.
Entrainment separator: Correct, specifically engineered to capture entrained liquid droplets from vapor exiting vacuum pans.

वैक्यूम पैन या वाष्पीकरण यंत्र में उबलते समय वाष्प की तेज गति अपने साथ दूध की सूक्ष्म बूंदों को उड़ा ले जाती है, जिसे एंट्रेनमेंट कहते हैं। इस मूल्यवान दुग्ध ठोस के नुकसान को रोकने के लिए वाष्प और संघनित्र के बीच एंट्रेनमेंट सेपरेटर लगाया जाता है, जो इन बूंदों को पकड़कर वापस पैन में भेज देता है।

विकल्प विश्लेषण:

कोल्ड सेपरेटर: ठंडे दूध से क्रीम अलग करने वाला अपकेंद्रित्र है।
एयर सेपरेटर: पाउडर को वर्गीकृत करने वाला उपकरण है।
द्वि-दिशात्मक सेपरेटर: असंगत विकल्प है।
एंट्रेनमेंट सेपरेटर: सही उत्तर है, जो वाष्प धारा से दूध की बूंदों को अलग करके ठोस की हानि रोकता है।

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ICAR PG Dairy Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Scraper blade used to scrape dried film from the roller dryer drum is known as:

रोलर ड्रायर ड्रम से सूखी फिल्म को खुरचने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले स्क्रैपर ब्लेड को किस रूप में जाना जाता है?

More's blade मोरे का ब्लेड Doctor's blade डॉक्टर ब्लेड Film's blade फिल्म ब्लेड Tangent's blade टैंजेंट ब्लेड

In drum/roller drying of milk, liquid is applied onto the surface of steam-heated revolving metal cylinders. As the drum rotates through approximately three-quarters of a revolution, the film dries completely and is continuously peeled off by an adjustable, long, sharp spring-loaded knife known as a doctor blade (or doctor's blade).

Option analysis:

More's blade: Non-existent term in roller drying.
Doctor's blade: Correct, universally accepted engineering term for the scraper knife on drum dryers.
Film's blade: Incorrect designation.
Tangent's blade: Incorrect geometry term.

रोलर ड्रायर में भाप से गर्म घूमने वाले सिलेंडरों की सतह पर दूध की पतली परत सुखाई जाती है। लगभग तीन-चौथाई चक्कर घूमने के बाद जब परत पूरी तरह सूख जाती है, तो उसे एक लंबे और नुकीले चाकू द्वारा लगातार खुरच कर अलग किया जाता है जिसे 'डॉक्टर ब्लेड' कहा जाता है।

विकल्प विश्लेषण:

मोरे का ब्लेड: अमान्य शब्द है।
डॉक्टर ब्लेड: सही उत्तर है, जो रोलर ड्रायर पर लगी खुरचने वाली मानक पत्ती है।
फिल्म ब्लेड: गलत पदनाम है।
टैंजेंट ब्लेड: गलत शब्द है।

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ICAR PG Dairy Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Identify the type of flow in the following statement: 'The liquid is atomized near the top of the drying chamber and falls downward. While the air is introduced near the bottom of the drying chamber and moves upward.'

निम्नलिखित कथन में प्रवाह के प्रकार को पहचानें: 'तरल को सुखाने वाले कक्ष के शीर्ष के पास फुहारित किया जाता है और वह नीचे गिरता है। जबकि हवा को शुष्कन कक्ष के तल के पास से प्रवेश कराया जाता है और वह ऊपर की ओर बढ़ती है।'

Counter current flow प्रति-प्रवाह Co-current flow सह-प्रवाह Mixed current flow मिश्रित प्रवाह Cross current flow अनुप्रस्थ प्रवाह

In spray drying chamber design:

Co-current (parallel flow): Liquid spray and hot drying air both travel downward in the same direction.
Counter-current flow: Liquid is sprayed from the top downward, while hot drying air is introduced from the bottom moving upward against the falling droplets.
Mixed flow: Combines both flow configurations.
Cross flow: Air moves perpendicularly across the droplet stream.

Therefore, downward falling liquid contacting upward moving air defines counter-current flow. Option analysis:

Counter current flow: Correct, opposite directional motion of drying gas and product.
Co-current flow: Incorrect, both gas and product move in the same direction.
Mixed current flow: Incorrect.
Cross current flow: Incorrect.

फुहार शुष्कन कक्ष में प्रवाह विन्यास:

जब फुहारित तरल बूंदें ऊपर से नीचे की ओर गिरती हैं और गर्म शुष्कक हवा नीचे से ऊपर की ओर विपरीत दिशा में बहती है, तो इसे 'प्रति-प्रवाह' (काउंटर-करंट फ्लो) कहा जाता है।
जब हवा और तरल दोनों एक ही दिशा में बहते हैं तो उसे सह-प्रवाह (को-करंट) कहते हैं।

विकल्प विश्लेषण:
प्रति-प्रवाह: सही उत्तर है, क्योंकि तरल और हवा विपरीत दिशाओं में गति करते हैं।
सह-प्रवाह: गलत है, इसमें दोनों एक ही दिशा में चलते हैं।
मिश्रित प्रवाह: गलत है।
अनुप्रस्थ प्रवाह: इसमें हवा समकोण पर प्रवाहित होती है।

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ICAR PG Dairy Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In spray drying process, during which of the following periods, much of the drying occurs?

फुहार शुष्कन प्रक्रिया में, निम्नलिखित में से किस अवधि के दौरान अधिकांश शुष्कन होता है?

Constant rate period स्थिर दर अवधि First falling rate period प्रथम गिरती दर अवधि Second falling rate period द्वितीय गिरती दर अवधि Third falling rate period तृतीय गिरती दर अवधि

During spray drying, milk concentrate is atomized into billions of micro-droplets ($20 - 150\,\mu\text{m}$ diameter) presenting a colossal contact surface area to the hot air. During the initial 'constant rate drying period', surface moisture is completely unbounded and evaporates extremely rapidly at the wet-bulb temperature, accounting for the removal of the vast majority (around $75 - 85\%$) of the total water before a dry crust forms on the particle surface.

Option analysis:

Constant rate period: Correct, rapid unhindered evaporation of surface water accounts for the bulk of moisture removal.
First falling rate period: Occurs after critical moisture content when internal diffusion begins to limit drying rate.
Second falling rate period: Very slow removal of bound moisture from the dry particle core.
Third falling rate period: Negligible moisture removal stage.

फुहार शुष्कन के दौरान दूध की बूंदों की सतह पर स्वतंत्र जल उपस्थित रहता है। प्रारंभिक 'स्थिर दर अवधि' में गर्म हवा के संपर्क में आने पर यह सतही जल अत्यंत तीव्र गति से वाष्पीकृत होता है, जिससे कुल पानी का अधिकांश भाग (लगभग $75 - 85\%$) इसी अवधि के दौरान निकल जाता है।

विकल्प विश्लेषण:

स्थिर दर अवधि: सही उत्तर है, क्योंकि अधिकांश जल वाष्पीकरण इसी चरण में संपन्न होता है।
प्रथम गिरती दर अवधि: इसमें कणों की बाहरी परत सूखने के कारण दर घटने लगती है।
द्वितीय गिरती दर अवधि: आंतरिक बंधी नमी का बहुत धीमा निष्कासन होता है।
तृतीय गिरती दर अवधि: नगण्य नमी निष्कासन वाला अंतिम चरण है।