Food Process Engineering & Operations Practice Questions (Q31-35) - Food Science Technology

ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The _______ value is defined as the number of minutes required to destroy a stated number of organisms at a defined temperature usually $121^\circ\text{C}$.

_______ मान को एक निश्चित तापमान (आमतौर पर $121^\circ\text{C}$) पर सूक्ष्मजीवों की एक निश्चित संख्या को नष्ट करने के लिए आवश्यक मिनटों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।

$F$ $F$ मान $z$ $z$ मान $D$ $D$ मान DRT DRT (दशमलव न्यूनीकरण समय)

Definitions of thermal processing parameters:

The $F$ value (specifically $F_0$ at $121.1^\circ\text{C}$ or $250^\circ\text{F}$ with $z = 10^\circ\text{C}$) is defined as the equivalent heating time in minutes required to reduce a specified population of microbial cells or endospores to a desired sterility level.
The $z$ value is the temperature change ($^\circ\text{C}$) required to alter the $D$ value by a factor of 10 (one logarithmic cycle).
The $D$ value (decimal reduction time) is the time required at a given temperature to reduce microbial population by $90\%$ (1 log cycle).
DRT is an acronym synonymous with decimal reduction time ($D$ value).

Therefore, option 1 ($F$) is the correct answer.

थर्मल प्रसंस्करण मापदंडों की परिभाषा:

$F$ मान ($F$ value / $F_0$ मान) किसी निर्दिष्ट तापमान (सामान्यतः $121.1^\circ\text{C}$) पर सूक्ष्मजीवों या बीजाणुओं की निश्चित संख्या को पूरी तरह नष्ट करने के लिए आवश्यक समय (मिनटों में) होता है।
$z$ मान तापमान में वह परिवर्तन है जो $D$ मान को 10 गुना बदल देता है।
$D$ मान एक निश्चित तापमान पर सूक्ष्मजीवों की संख्या को $90\%$ (1 लॉग चक्र) कम करने में लगा समय है।
DRT का अर्थ डेसीमल रिडक्शन टाइम ($D$ मान) ही होता है।

अतः विकल्प 1 ($F$) सही उत्तर है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The rate of heat flux from a metal plate is $1000\text{ W/m}^2$. The surface temperature of the plate is $120^\circ\text{C}$ and ambient temperature is $20^\circ\text{C}$. Estimate the convective heat transfer coefficient.

एक धातु की प्लेट से ऊष्मा प्रवाह की दर (heat flux) $1000\text{ W/m}^2$ है। प्लेट का सतह तापमान $120^\circ\text{C}$ तथा परिवेशी तापमान $20^\circ\text{C}$ है। संवहनी ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक (convective heat transfer coefficient) का परिकलन कीजिए।

$10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $25\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $25\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $50\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $50\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $100\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $100\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$

Calculation of convective heat transfer coefficient using Newton's Law of Cooling:

According to Newton's law of cooling, heat flux $q'' = h (T_s - T_\infty)$, where $q'' = 1000\text{ W/m}^2$, $T_s = 120^\circ\text{C}$, and standard ambient room temperature $T_\infty = 20^\circ\text{C}$. Thus, temperature difference $\Delta T = 120 - 20 = 100^\circ\text{C}$. Solving for $h$ yields $h = \frac{q''}{\Delta T} = \frac{1000\text{ W/m}^2}{100^\circ\text{C}} = 10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$.
$25\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ would correspond to $\Delta T = 40^\circ\text{C}$.
$50\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ would correspond to $\Delta T = 20^\circ\text{C}$.
$100\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ would correspond to $\Delta T = 10^\circ\text{C}$.

Therefore, option 1 ($10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$) is the correct answer.

न्यूटन के शीतलन नियम से संवहनी ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक की गणना:

न्यूटन के शीतलन नियम के अनुसार, हीट फ्लक्स $q'' = h (T_s - T_\infty)$ होता है। यहाँ $q'' = 1000\text{ W/m}^2$, प्लेट की सतह का तापमान $T_s = 120^\circ\text{C}$ तथा सामान्य परिवेशी तापमान $T_\infty = 20^\circ\text{C}$ है। तापमान अंतर $\Delta T = 120 - 20 = 100^\circ\text{C}$ होगा। अतः $h = \frac{1000}{100} = 10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ प्राप्त होता है।
$25\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ गणना से मेल नहीं खाता।
$50\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ गलत मान है।
$100\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ गलत मान है।

अतः विकल्प 1 ($10\text{ W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$) सही उत्तर है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In convection, the SI unit of heat transfer coefficient is

संवहन (convection) में, ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक की SI इकाई क्या है?

$\text{kcal/hr}\cdot\text{m}\cdot^\circ\text{C}$ $\text{kcal/hr}\cdot\text{m}\cdot^\circ\text{C}$ $\text{W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $\text{W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ $\text{W/m}\cdot^\circ\text{C}$ $\text{W/m}\cdot^\circ\text{C}$ $\text{kcal/hr}$ $\text{kcal/hr}$

Dimensional analysis of convective heat transfer coefficient ($h$):

$\text{kcal/hr}\cdot\text{m}\cdot^\circ\text{C}$ is a non-SI unit related to thermal conductivity.
From Newton's Law of Cooling, $Q = h A \Delta T \implies h = \frac{Q}{A \Delta T}$. In SI units, heat flow $Q$ is measured in Watts ($\text{W}$), surface area $A$ in square meters ($\text{m}^2$), and temperature difference in degrees Celsius ($^\circ\text{C}$) or Kelvin ($\text{K}$), giving the SI unit $\text{W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ or $\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$.
$\text{W/m}\cdot^\circ\text{C}$ (or $\text{W/(m}\cdot\text{K)}$) is the SI unit of thermal conductivity ($k$).
$\text{kcal/hr}$ is a non-SI unit of heat flow rate.

Therefore, option 2 ($\text{W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$) is the correct answer.

संवहनी ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक ($h$) की SI इकाई:

यह गैर-SI इकाई है।
न्यूटन के शीतलन नियम $Q = h A \Delta T$ से $h = \frac{Q}{A \Delta T}$ प्राप्त होता है। SI प्रणाली में ऊष्मा दर वाट ($\text{W}$), क्षेत्रफल वर्ग मीटर ($\text{m}^2$) तथा तापमान डिग्री सेल्सियस ($^\circ\text{C}$) में मापा जाता है, जिससे इसकी SI इकाई $\text{W/m}^2\cdot^\circ\text{C}$ या $\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$ बनती है।
$\text{W/m}\cdot^\circ\text{C}$ ऊष्मीय चालकता ($k$) की इकाई है।
$\text{kcal/hr}$ ऊष्मा प्रवाह की दर की मीट्रिक इकाई है।

अतः विकल्प 2 सही उत्तर है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The main objectives of blanching are:

(A) To retain the colour and flavour

(B) To remove tissue gas

(C) To reduce the size

(D) To inactivate the enzymes

Choose the correct answer from the options given below:

ब्लांचिंग (blanching) के मुख्य उद्देश्य हैं:

(A) रंग और फ्लेवर को बनाए रखना

(B) ऊतक गैसों को निकालना

(C) आकार कम करना

(D) एंजाइमों को निष्क्रिय करना

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

(A), (B) and (D) only. केवल (A), (B) और (D)। (A), (B), (C) and (D). (A), (B), (C) और (D)। (B), (C) and (D) only. केवल (B), (C) और (D)। (C) and (D) only. केवल (C) और (D)।

Primary technological objectives of blanching:

Blanching sets bright natural chloroplast pigments and protects delicate volatile flavors by preventing enzymatic browning.
Blanching expels trapped intercellular respiratory gases ($CO_2$, $O_2$), reducing internal can corrosion and can strain during thermal processing.
Blanching softens tissue but does not deliberately reduce piece dimensions (cutting, chopping, and slicing perform size reduction).
Blanching thermally denatures quality-degrading enzymes (polyphenol oxidase, peroxidase, catalase, and lipoxygenase).

Therefore, statements (A), (B), and (D) are correct, corresponding to option 1.

ब्लांचिंग (Blanching) के प्रमुख तकनीकी उद्देश्य:

ब्लांचिंग से प्राकृतिक रंगद्रव्य स्थिर होते हैं और स्वाद सुरक्षित रहता है।
यह पादप ऊतकों के अंतर-कोशिकीय अवकाश में फंसी हवा और गैसों को बाहर निकालती है जिससे कैनिंग में वैक्यूम बनता है।
ब्लांचिंग आकार छोटा (size reduction) नहीं करती, यह कार्य कटिंग/डाइसिंग का है।
यह खाद्य पदार्थों को खराब करने वाले एंजाइमों (जैसे पेरोक्सीडेज, पॉलीफेनोल ऑक्सीडेज) को पूरी तरह निष्क्रिय करती है।

अतः कथन (A), (B) और (D) सही हैं, जो विकल्प 1 में दिया गया है।

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ICAR PG Food Science Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The time required to kill microorganisms at a given lethal temperature is called

किसी दिए गए घातक तापमान पर सूक्ष्मजीवों को नष्ट करने के लिए आवश्यक समय क्या कहलाता है?

Thermal Inactivation Time थर्मल निष्क्रियण समय Thermal Death Time थर्मल डेथ टाइम / तापीय मृत्यु काल Thermal Critical Time थर्मल क्रिटिकल टाइम Lag phase लैग फेज / मंद वृद्धि प्रावस्था