Food Process Engineering & Operations Practice Questions (Q56-60) - Food Science Technology

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:

सूखा रहता है: यह गिरती दर अवधि में होता है।
गीला रहता है: सही उत्तर है, क्योंकि सतह पर निरंतर मुक्त जल मौजूद रहता है।
दरारें विकसित करता है: यह अधिक सूखने पर होने वाला दोष है।
पिघलता है: असंगत विकल्प है।

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ICAR PG Food Science Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In the falling rate drying period, the moisture content of the food product:

गिरती दर शुष्कन अवधि (फॉलिंग रेट ड्राइंग पीरियड) में, खाद्य उत्पाद की नमी की मात्रा:

Decreases rapidly तेजी से घटती है Remains constant स्थिर रहती है Decreases at a decreasing rate घटती दर से घटती है Decreases at an increasing rate बढ़ती दर से घटती है

Once drying reaches the critical moisture content, surface water is depleted and the drying rate ceases to be governed by external heat transfer. Instead, it becomes limited by the internal diffusion of liquid water or water vapour through the solid food matrix to the evaporating surface. As the dry layer thickens and capillary paths lengthen, mass transfer resistance continuously increases, causing the moisture content to decrease at an progressively decreasing rate ($d^2M/dt^2 \gt 0$, concave upward decay).

Option analysis:

Decreases rapidly: Characteristic of the constant rate period.
Remains constant: Characterizes equilibrium moisture content, where drying ceases.
Decreases at a decreasing rate: Correct, standard mathematical definition of the falling rate drying curve.
Decreases at an increasing rate: Physically impossible under diffusional resistance.

क्रांतिक नमी बिंदु के बाद शुष्कन का 'गिरती दर काल' प्रारंभ होता है। इस चरण में खाद्य पदार्थ की सतह सूख जाती है और आंतरिक जल के सतह तक आने की गति (आंतरिक विसरण) धीमी हो जाती है। जैसे-जैसे उत्पाद सूखता जाता है, जल के निष्कासन का प्रतिरोध बढ़ता जाता है, जिससे नमी की मात्रा 'घटती हुई दर से घटती है'।

विकल्प विश्लेषण:

तेजी से घटती है: यह स्थिर दर अवधि की विशेषता है।
स्थिर रहती है: यह साम्यावस्था नमी को दर्शाता है।
घटती दर से घटती है: सही उत्तर है, क्योंकि विसरण प्रतिरोध बढ़ने से सूखने की गति निरंतर मंद होती जाती है।
बढ़ती दर से घटती है: भौतिक रूप से असंभव है।

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ICAR PG Food Science Technology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The ratio of heat extracted in the refrigerator to the work done on the refrigerant is known as:

प्रशीतक में निकाली गई ऊष्मा और प्रशीतक पर किए गए कार्य के अनुपात को क्या कहा जाता है?

Coefficient of Performance of refrigeration प्रशीतन का निष्पादन गुणांक Tonne of refrigeration प्रशीतन का टन Refrigeration efficiency प्रशीतन दक्षता Coefficient performance of a heat pump ऊष्मा पंप का निष्पादन गुणांक

The Coefficient of Performance ($COP$) of a refrigeration system is defined as the ratio of desired refrigeration effect (heat extracted from the refrigerated space, $Q_L$) to the net work input required ($W$):

$$COP_{\text{ref}} = \frac{Q_L}{W}$$

Option analysis:

Coefficient of Performance of refrigeration: Correct, standard thermodynamic definition of $COP$ for a refrigerator.
Tonne of refrigeration: Unit of refrigeration capacity equal to $3.517\text{ kW}$ or $200\text{ Btu/min}$.
Refrigeration efficiency: Expressed as ratio of actual COP to Carnot COP, not the direct ratio of heat to work.
Coefficient performance of a heat pump: Ratio of heat rejected to the warm space ($Q_H$) to work done ($W$), where $COP_{\text{HP}} = COP_{\text{ref}} + 1$.

प्रशीतन प्रणाली का निष्पादन गुणांक ($COP$) प्रशीतित स्थान से निकाली गई ऊष्मा ($Q_L$) और उस पर किए गए कुल कार्य ($W$) के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है:

$$COP_{\text{ref}} = \frac{Q_L}{W}$$

विकल्प विश्लेषण:

प्रशीतन का निष्पादन गुणांक: सही, ऊष्मा निष्कर्षण और कार्य इनपुट का ऊष्मागतिक अनुपात है।
प्रशीतन का टन: प्रशीतन क्षमता का मात्रक है ($3.517\text{ kW}$)।
प्रशीतन दक्षता: वास्तविक COP और कार्नो COP का अनुपात होती है।
ऊष्मा पंप का निष्पादन गुणांक: दिए गए गर्म क्षेत्र को स्थानांतरित ऊष्मा ($Q_H$) और कार्य ($W$) का अनुपात है ($COP_{\text{HP}} = COP_{\text{ref}} + 1$)।