Drying, Evaporation & Freezing Practice Questions (Q11-15) - Food Science Technology

ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In a multiple effect evaporator,

एक बहु-प्रभाव वाष्पित्र (multiple effect evaporator) में क्या होता है?

Fresh steam is supplied from a source for each 'effect' प्रत्येक 'प्रभाव' के लिए स्रोत से ताजी भाप की आपूर्ति की जाती है No steam is used for the subsequent 'effect' बाद के 'प्रभाव' के लिए किसी भाप का उपयोग नहीं किया जाता है Steam produced in the first effect is used for the next 'effect' पहले प्रभाव में उत्पन्न भाप का उपयोग अगले 'प्रभाव' के लिए किया जाता है Heat is supplied through electrical heaters ऊष्मा की आपूर्ति विद्युत हीटरों के माध्यम से की जाती है

Operating principle of multiple effect evaporation:

Supplying fresh live steam to each vessel independently describes parallel single-effect evaporators operating in tandem, which forfeits thermal steam economy.
Steam or vapor must be transferred to drive subsequent concentration vessels.
In a multiple effect evaporator, fresh boiler steam is supplied only to the first effect. The vapor generated by boiling the liquid in the first effect is routed as the heating steam into the calandria (heating chamber) of the second effect, which operates at a lower pressure and boiling point, achieving high steam economy.
Industrial evaporators utilize low-pressure saturated boiler steam rather than electric resistance heaters.

Therefore, option 3 is the correct answer.

मल्टीपल इफेक्ट इवेपोरेटर (बहु-प्रभाव वाष्पित्र) का सिद्धांत:

सभी में ताजी भाप देने से भाप की खपत बहुत अधिक बढ़ जाती है।
आगे के प्रभावों में वाष्प का उपयोग अनिवार्य होता है।
बहु-प्रभाव वाष्पित्र में, ताजी बॉयलर भाप केवल पहले प्रभाव में दी जाती है। पहले प्रभाव में तरल के उबलने से बनी भाप (वाष्प) को अगले प्रभाव के हीटिंग माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है (जो कम दाब और कम क्वथनांक पर कार्य करता है), जिससे भाप की भारी बचत होती है।
औद्योगिक संयंत्रों में विद्युत हीटर का उपयोग नहीं होता।

अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

At _______ relative humidity, the dry bulb temperature, wet bulb temperature and dew point temperature are identical.

किस सापेक्ष आर्द्रता (relative humidity) पर शुष्क बल्ब तापमान (DBT), आर्द्र बल्ब तापमान (WBT) और ओस बिंदु तापमान (DPT) समान होते हैं?

$10\%$ $10\%$ $50\%$ $50\%$ $100\%$ $100\%$ Difficult to predict भविष्यवाणी करना कठिन

Psychrometric saturation temperature relationships:

At $10\%$ relative humidity, the air is dry; evaporative cooling depresses wet-bulb temperature significantly below dry-bulb temperature.
At $50\%$ relative humidity, $\text{DBT} \gt \text{WBT} \gt \text{DPT}$.
At $100\%$ relative humidity, the air-water vapor mixture is completely saturated. Because the air cannot hold additional water vapor, no evaporative cooling occurs from the wet bulb wick, and condensation begins immediately upon any cooling, meaning dry bulb temperature (DBT), wet bulb temperature (WBT), and dew point temperature (DPT) are exactly identical ($\text{DBT} = \text{WBT} = \text{DPT}$).
This is a fundamental, fully defined thermodynamic state of saturated moist air.

Therefore, option 3 ($100\%$) is the correct answer.

साइक्रोमेट्री में संतृप्त वायु की विशेषताएं:

$10\%$ आर्द्रता पर वाष्पीकरण से WBT, DBT से बहुत कम होता है।
$50\%$ आर्द्रता पर DBT > WBT > DPT होता है।
$100\%$ सापेक्ष आर्द्रता पर हवा जलवाष्प से पूरी तरह संतृप्त होती है। ऐसी स्थिति में गीले बल्ब से पानी का वाष्पीकरण शून्य हो जाता है, जिससे शुष्क बल्ब तापमान (DBT), आर्द्र बल्ब तापमान (WBT) और ओस बिंदु तापमान (DPT) तीनों पूरी तरह बराबर ($\text{DBT} = \text{WBT} = \text{DPT}$) हो जाते हैं।
यह ऊष्मागतिकी का निश्चित नियम है।

अतः विकल्प 3 ($100\%$) सही उत्तर है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Plank's equation can be used for estimation of

प्लैंक के नियम / समीकरण (Plank's equation) का उपयोग किसके आकलन के लिए किया जाता है?

Time of drying सुखाने का समय Time of boiling उबलने का समय Time of germination अंकुरण का समय Time of freezing हिमीकरण का समय

ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

Match the Following +4 −1

Match List-I with List-II:

Choose the correct answer from the options given below:

सूची-I को सूची-II से सुमेलित कीजिए:

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

List - I सूची - I Process प्रक्रिया		List - II सूची - II Effect प्रभाव
A	Microfiltration माइक्रोफिल्ट्रेशन (Microfiltration)	I	Concentration of solution by removal of water पानी को हटाकर घोल का सांद्रण
B	Ultrafiltration अल्ट्राफिल्ट्रेशन (Ultrafiltration)	II	Removal of bacteria बैक्टीरिया को हटाना
C	Nanofiltration नैनोफिल्ट्रेशन (Nanofiltration)	III	Concentration of large and macromolecules बड़े और वृहद् अणुओं का सांद्रण
D	Reverse osmosis रिवर्स ऑस्मोसिस (Reverse osmosis)	IV	Concentration of organic components (Demineralization) कार्बनिक घटकों का सांद्रण (डीमिनरलाइजेशन)

(A)-(II), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(III) (A)-(II), (B)-(IV), (C)-(I), (D)-(III) (A)-(I), (B)-(IV), (C)-(II), (D)-(III) (A)-(I), (B)-(IV), (C)-(II), (D)-(III) (A)-(IV), (B)-(II), (C)-(III), (D)-(I) (A)-(IV), (B)-(II), (C)-(III), (D)-(I) (A)-(II), (B)-(III), (C)-(IV), (D)-(I) (A)-(II), (B)-(III), (C)-(IV), (D)-(I)

Matching membrane separation processes with their primary separation effects:

Microfiltration ($0.1\text{--}10\ \mu\text{m}$ pore size) retains suspended particulates and bacteria, achieving cold sterilization $\to$ (II).
Ultrafiltration ($1\text{--}100\text{ kDa}$ MWCO) retains proteins and macromolecules while permeating salts and sugars $\to$ (III).
Nanofiltration (loose reverse osmosis, $200\text{--}1000\text{ Da}$ MWCO) retains organic solutes and divalent ions while allowing monovalent salts to pass (demineralization) $\to$ (IV).
Reverse Osmosis (dense non-porous membranes, $\lt 100\text{ Da}$) rejects virtually all dissolved solutes, concentrating solutions by exclusively removing pure water $\to$ (I).

Therefore, the correct sequence is (A)-(II), (B)-(III), (C)-(IV), (D)-(I), matching option 4.

झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाओं का उनके विशिष्ट प्रभावों से मिलान:

माइक्रोफिल्ट्रेशन ($0.1\text{--}10\ \mu\text{m}$): बैक्टीरिया और निलंबित कणों को अलग करता है $\to$ (II)
अल्ट्राफिल्ट्रेशन ($1\text{--}100\text{ kDa}$): प्रोटीन और वृहद् अणुओं (मैक्रोमोलेक्यूल्स) को सांद्रित करता है $\to$ (III)
नैनोफिल्ट्रेशन: शर्करा और कार्बनिक घटकों को रोकता है किन्तु लवणों को गुजरने देता है (डीमिनरलाइजेशन) $\to$ (IV)
रिवर्स ऑस्मोसिस: केवल जल को बाहर निकालकर पूरे घोल का सांद्रण करता है $\to$ (I)

अतः सही मिलान (A)-(II), (B)-(III), (C)-(IV), (D)-(I) है, जो विकल्प 4 में दिया गया है।

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ICAR PG Food Science Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Constant rate period of drying represents a period when the food:

सुखाने की स्थिर दर अवधि उस अवधि का प्रतिनिधित्व करती है जब भोजन:

Remains dry सूखा रहता है Remains wet गीला रहता है Develops cracks दरारें विकसित करता है Melts पिघलता है

During the constant rate drying period, free water diffuses to the surface as rapidly as it can evaporate. Consequently, a continuous film of free liquid water covers the entire outer surface of the food material ('remains wet'), behaving exactly like a free water surface evaporating at the wet-bulb temperature until the critical moisture content is reached.

Option analysis:

Remains dry: Occurs during the falling rate period after surface crusting.
Remains wet: Correct, continuous saturated surface moisture film defines constant rate drying.
Develops cracks: Occurs during over-drying or case-hardening.
Melts: Abnormal thermal defect, not the definition of drying period.

सुखाने (ड्राइंग) की 'स्थिर दर अवधि' के दौरान भोजन के आंतरिक भाग से पानी इतनी तेजी से सतह पर आता है जितनी तेजी से वह वाष्पीकृत होता है। इसके परिणामस्वरूप भोजन की पूरी बाहरी सतह पर पानी की एक पतली परत लगातार बनी रहती है (यानी सतह गीली रहती है) और वाष्पीकरण की दर स्थिर बनी रहती है।

विकल्प विश्लेषण: