DUET Admission 2027 Model Exam 018 - ফুড ইঞ্জিনিয়ারিং (FE)
Food Engineering · আসন সংখ্যা: 30
১ম পত্র: নন-টেকনিক্যাল (পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, গণিত ও ইংরেজি)
পদার্থবিজ্ঞান (৪০) · রসায়ন (৪০) · গণিত (৪০) · ইংরেজি (৩০)বিভাগ-ক: বহু নির্বাচনি প্রশ্ন (MCQ)
৪০টি প্রশ্ন × ১.৫ নম্বর = ৬০ নম্বর (নেগেটিভ মার্ক ০.২৫)Centripetal acceleration-এর dimension কী?
Centripetal force-এর dimension কী?
F_c=mv²/r formula dimensionalভাবে সঠিক কেন?
ω=2πf relation-এ 2π-এর dimension কী?
একটি car-এর speed একই রেখে turn radius কমালে required centripetal force কী হবে?
একটি car-এর turn radius একই রেখে speed কমালে required force কী হবে?
একটি car-এর speed দ্বিগুণ করলে একই radius-এ friction requirement কী হবে?
Centrifugal force-এর apparent effect কোন everyday example-এ দেখা যায়?
বাস বাঁ দিকে turn করলে passenger কোন দিকে হেলে পড়ার tendency দেখায়?
বাস turn করার সময় passenger-এর outward tendency কী নামে পরিচিত?
\(\text{H₂O}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে মোট বন্ধনজোড় (Bond Pair) ইলেকট্রন কতটি?
\(\text{BeCl₂}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে নিঃসঙ্গ মুক্তজোড় (Lone Pair) ইলেকট্রন সংখ্যা কত?
C মৌলটির বিশিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য কোনটি?
P মৌলটির বিশিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য কোনটি?
F মৌলটির বিশিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য কোনটি?
পর্যায় সারণিতে Ar মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
পরম শূন্য তাপমাত্রায় (0 K) আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে নিচের কোনটি সত্য?
V (Z=23) এর ইলেকট্রন বিন্যাসে অযুগ্ম (Unpaired) ইলেকট্রন সংখ্যা কত?
পর্যায় সারণিতে Na মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
\(PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g) - Q kJ\) বিক্রিয়াটিতে নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন আর্গন) স্থির আয়তনে যোগ করলে সাম্যাবস্থার কী পরিবর্তন হবে?
+ 4i এর real part কত?
complex number (a, b)-এর multiplicative inverse কোনটি?
|z| = 0 হলে নিচের কোনটি সঠিক?
principal argument-এর range কোনটি?
z = cos θ + i sin θ হলে zⁿ + z⁻ⁿ = কত?
|z - 1| = |z + 1| হলে z কোথায় অবস্থিত?
arg z = 0 হলে z কেমন সংখ্যা?
C0 + 11C11 এর মান কত?
x³ + 1x² - 3x - 3 বহুপদটি কীভাবে উৎপাদিত হয়?
জন ব্যক্তির একটি গোল টেবিলে কত উপায়ে বসানো যেতে পারে?
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The young inventor was naturally endowed ___ exceptional mechanical intuition.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The tensile resilience of substandard iron is markedly inferior ___ structural grade steel.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The chief examiner was known never to be partial ___ any particular candidate.'
I ___ my homework now.
Neither the principal nor the teachers ___ present today.
Complete the sentence using the correct conditional structure:
'Had the structural engineer #1 noticed the microcrack earlier, the foundation ___ from shifting.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'He discovered that he was highly allergic ___ penicillin.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The digital sensor is precisely attuned ___ ultrasonic frequencies.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The mother clasped the rescued child ___ her breast.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The empirical findings were entirely contrary ___ established theoretical expectations.'
বিভাগ-খ: সংক্ষিপ্ত ও বর্ণনামূলক লিখিত প্রশ্ন (Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বর\(1000\,\text{kg}\) ভরের একটি গাড়ি \(20\,\text{m/s}\) বেগে চলছিল। ব্রেক প্রয়োগ করে \(5\,\text{s}\)-এর মধ্যে গাড়িটিকে স্থির করা হলো।
(ক) গাড়ির ত্বরণ (মন্দন) এবং ব্রেকজনিত বল নির্ণয় করো।
(খ) ব্রেক করার পর গাড়িটি থামার পূর্বে কত দূরত্ব অতিক্রম করবে? [মান: ৫]
গণনা:
- \(m = 1000\,\text{kg}, u = 20\,\text{m/s}, v = 0, t = 5\,\text{s}\)
(ক) মন্দন: \[a = \frac{v - u}{t} = \frac{0 - 20}{5} = -4\,\text{m/s}^2 \implies \text{মন্দন} = \mathbf{4\,\text{m/s}^2}\]
ব্রেকজনিত বল: \[F = m \cdot a = 1000 \times (-4) = -4000\,\text{N} \implies \mathbf{4\,\text{kN}\text{ (গতির বিপরীতে)}}\]
(খ) অতিক্রান্ত দূরত্ব: \[s = u t + \frac{1}{2} a t^2 = 20 \times 5 + \frac{1}{2}(-4)(5)^2 = 100 - 50 = \mathbf{50\,\text{m}}\]
একটি সরল ছন্দিত স্পন্দনশীল (SHM) কণার সরণের সমীকরণ \(x = 5 \sin(10 t + \pi/4)\) মিটার হলে:
(ক) কণাটির বিস্তার (Amplitude), কৌণিক কম্পাঙ্ক এবং পর্যায়কাল নির্ণয় করো।
(খ) কণাটির সর্বোচ্চ বেগ (\(v_{max}\)) এবং সর্বোচ্চ ত্বরণ (\(a_{max}\)) কত? [মান: ৫]
আদর্শ সমীকরণের সাথে তুলনা (\(x = A \sin(\omega t + \delta)\)):
(ক) বিস্তার: \(\mathbf{A = 5\,\text{m}}\)
কৌণিক কম্পাঙ্ক: \(\mathbf{\omega = 10\,\text{rad/s}}\)
পর্যায়কাল: \[T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{2\pi}{10} = \frac{\pi}{5} \approx \mathbf{0.628\,\text{s}}\]
(খ) সর্বোচ্চ বেগ: \[v_{max} = \omega A = 10 \times 5 = \mathbf{50\,\text{m/s}}\]
সর্বোচ্চ ত্বরণ: \[a_{max} = \omega^2 A = (10)^2 \times 5 = 100 \times 5 = \mathbf{500\,\text{m/s}^2}\]
কার্শফের তড়িৎ প্রবাহ সূত্র (KCL) এবং ভোল্টেজ সূত্র (KVL) বিবৃত করো। KCL কোন সংরক্ষণশীল নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত? [মান: ৫]
১. কার্শফের তড়িৎ প্রবাহ সূত্র (KCL): তড়িৎ বর্তনীর যেকোনো সংযোগ বিন্দুতে (Junction) মিলিত কারেন্টসমূহের বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য (\(\sum I = 0\))। অর্থাৎ সংযোগে প্রবিষ্ট মোট কারেন্ট = নির্গত মোট কারেন্ট। এটি চার্জের সংরক্ষণশীলতা নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত।
২. কার্শফের ভোল্টেজ সূত্র (KVL): কোনো বদ্ধ লুপ বা বর্তনীতে সকল উপাদান ও রোধের দুই প্রান্তের ভোল্টেজ ড্রপ এবং মোট তড়িৎচালক শক্তির বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য (\(\sum V = 0\))। এটি শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত।
NAND গেটকে কেন সার্বজনীন গেট (Universal Gate) বলা হয়? শুধুমাত্র 2-ইনপুট NAND গেট ব্যবহার করে OR গেট বাস্তবায়ন করে লজিক ডায়াগ্রাম ও সত্যক সারণি দেখাও। [মান: ৫]
সার্বজনীন গেট: কারণ NAND গেটের সাহায্যে যেকোনো মৌলিক গেট (AND, OR, NOT) এবং যেকোনো জটিল ডিজিটাল সার্কিট অন্য কোনো গেটের সাহায্য ছাড়াই তৈরি করা যায়।
NAND দ্বারা OR গেট বাস্তবায়ন:
বুলিয়ান সমীকরণ: \(A + B = \overline{\overline{A + B}} = \overline{\overline{A} \cdot \overline{B}}\) (ডি মরগ্যানের সূত্র)।
ধাপ ১: ইনপুট \(A\) কে একটি NAND গেটের উভয় পিনে দিয়ে পাওয়া যায় \(\overline{A}\)।
ধাপ ২: ইনপুট \(B\) কে অপর NAND গেটে দিয়ে পাওয়া যায় \(\overline{B}\)।
ধাপ ৩: \(\overline{A}\) ও \(\overline{B}\) কে ৩য় NAND গেটে দিলে আউটপুট: \[Y = \overline{\overline{A} \cdot \overline{B}} = A + B\]
অতএব মোট ৩টি NAND গেট প্রয়োজন।
একটি 2 m দীর্ঘ ও 1 mm ব্যাসার্ধের ইস্পাতের তারের নিচে 10 kg ভর চাপালে দৈর্ঘ্য 0.6 mm বৃদ্ধি পায়। তারের উপাদানের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক এবং একক আয়তনে সঞ্চিত স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি গণনা করো। (g = 9.8 m/s²)
প্রদত্ত: আদি দৈর্ঘ্য \(L = 2 ext{ m}\), ব্যাসার্ধ \(r = 10^{-3} ext{ m}\), ভর \(m = 10 ext{ kg}\), বৃদ্ধি \(l = 0.6 imes 10^{-3} ext{ m}\)।
প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল \(A = \pi r^2 = \pi (10^{-3})^2 = 3.1416 imes 10^{-6} ext{ m}^2\)।
বল \(F = mg = 10 imes 9.8 = 98 ext{ N}\)।
ইয়ং-এর গুণাঙ্ক: \[Y = rac{F L}{A l} = rac{98 imes 2}{(3.1416 imes 10^{-6}) imes (0.6 imes 10^{-3})} = rac{196}{1.885 imes 10^{-9}} pprox 1.04 imes 10^{11} ext{ N/m}^2\]
একক আয়তনে সঞ্চিত শক্তি: \[u = rac{1}{2} imes ext{Stress} imes ext{Strain} = rac{1}{2} imes rac{F}{A} imes rac{l}{L} = rac{1}{2} imes rac{98}{3.1416 imes 10^{-6}} imes rac{0.6 imes 10^{-3}}{2} pprox 4679.1 ext{ J/m}^3\]
হুকের সূত্র ও স্থিতিস্থাপক শক্তির সমাকলিত রূপ ও একক আয়তনে শক্তির সমীকরণ।
°C তাপমাত্রায় নিম্নলিখিত গ্যালভানিক কোষটির তড়িৎচালক বল (EMF) নির্ণয় করো:
\(\text{Zn(s)} \mid \text{Zn}^{2+}(0.02\text{ M}) \parallel \text{Cu}^{2+}(0.5\text{ M}) \mid \text{Cu(s)}\)
(দেওয়া আছে: \(E^\circ_{\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}} = -0.76\text{ V}\), \(E^\circ_{\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}} = +0.34\text{ V}\))
কোষ বিক্রিয়া: \(\text{Zn(s)} + \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} \longrightarrow \text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + \text{Cu(s)}\) (ইলেকট্রন সংখ্যা \(n = 2\))।
প্রমাণ তড়িৎচালক বল: \[E^\circ_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cathode}} - E^\circ_{\text{anode}} = 0.34 - (-0.76) = 1.10\text{ V}\]
নার্নস্ট সমীকরণ (Nernst Equation) প্রয়োগ করে:
\[E_{\text{cell}} = E^\circ_{\text{cell}} - \frac{0.0591}{n} \log_{10} \left( \frac{[\text{Zn}^{2+}]}{[\text{Cu}^{2+}]} \right)\]
\[E_{\text{cell}} = 1.10 - \frac{0.0591}{2} \log_{10}\left(\frac{0.02}{0.5}\right) = 1.10 - 0.02955 \times \log_{10}(0.04)\]
\[\log_{10}(0.04) = -1.3979 \implies E_{\text{cell}} = 1.10 - 0.02955(-1.3979) = 1.10 + 0.0413 = 1.141\text{ V}\]
তড়িৎ রাসায়নিক কোষে নার্নস্ট সমীকরণ ও কোষ বিভব গণনা।
\(\text{pH}\) এবং \(\text{pOH}\)-এর সংজ্ঞা দাও এবং দেখাও যে \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\)। \(0.005\,\text{M}\) ঘনমাত্রার সালফিউরিক এসিড (\(\text{H}_2\text{SO}_4\)) দ্রবণের \(\text{pH}\) কত? [মান: ৫]
সংজ্ঞা: কোনো দ্রবণে বিদ্যমান হাইড্রোজেন আয়ন ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদমকে \(\text{pH}\) বলে: \(\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]\)।
পানির আয়নিক গুণফল: \([\text{H}^+][\text{OH}^-] = K_w = 10^{-14}\)।
উভয়পাশে \(-\log\) নিলে: \[-\log[\text{H}^+] - \log[\text{OH}^-] = -\log(10^{-14}) \implies \mathbf{\text{pH} + \text{pOH} = 14}\]
\(\text{H}_2\text{SO}_4\) দ্রবণের \(\text{pH}\) গণনা:
\(\text{H}_2\text{SO}_4\) একটি তীব্র দ্বি-ক্ষারকীয় এসিড: \(\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-}\)
\[[\text{H}^+] = 2 \times [\text{H}_2\text{SO}_4] = 2 \times 0.005 = 0.01\,\text{M} = 10^{-2}\,\text{M}\]
\[\text{pH} = -\log_{10}(10^{-2}) = -(-2) = \mathbf{2.0}\]
হেসের তাপ সমষ্টিকরণ সূত্রটি (Hess's Law) বিবৃত করো। কার্বনের দহন তাপ \(\Delta H = -393.5\,\text{kJ/mol}\) এবং কার্বন মনোক্সাইডের দহন তাপ \(\Delta H = -283.0\,\text{kJ/mol}\) হলে \(\text{C}(s) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}(g)\) বিক্রিয়ার গঠন তাপ নির্ণয় করো। [মান: ৫]
হেসের সূত্র: কোনো রাসায়নিক পরিবর্তন এক ধাপে বা একাধিক ধারাবাহিক ধাপে সংঘটিত হোক না কেন, প্রাথমিক ও চূড়ান্ত অবস্থা এক থাকলে বিক্রিয়ার মোট এনথালপির পরিবর্তন (\(\Delta H\)) সর্বদা একই থাকে।
বিক্রিয়াসমূহ:
(১) \(\text{C}(s) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g), \quad \Delta H_1 = -393.5\,\text{kJ}\)
(২) \(\text{CO}(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g), \quad \Delta H_2 = -283.0\,\text{kJ}\)
সমীকরণ (১) হতে সমীকরণ (২) বিয়োগ করে পাই:
\[\text{C}(s) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \longrightarrow \text{CO}(g)\]
\[\Delta H = \Delta H_1 - \Delta H_2 = -393.5 - (-283.0) = -393.5 + 283.0 = \mathbf{-110.5\,\text{kJ/mol}}\]
°C তাপমাত্রায় 0.1 M অ্যাসিটিক অ্যাসিড (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)) এবং 0.2 M সোডিয়াম অ্যাসিটেট (\(\text{CH}_3\text{COONa}\)) মিশ্রিত করে প্রস্তুতকৃত একটি বাফার দ্রবণের pH নির্ণয় করো। (অ্যাসিটিক অ্যাসিডের \(K_a = 1.8 \times 10^{-5}\))
প্রদত্ত: অ্যাসিডের ঘনমাত্রা \([\text{Acid}] = 0.1\text{ M}\), লবণের ঘনমাত্রা \([\text{Salt}] = 0.2\text{ M}\), \(K_a = 1.8 \times 10^{-5}\)।
হেন্ডারসন-হ্যাসেলবাখ সমীকরণ প্রয়োগ করে:
\[\text{pH} = \text{pK}_a + \log_{10} \left( \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]} \right)\]
\[\text{pK}_a = -\log_{10}(1.8 \times 10^{-5}) = 4.745\]
\[\text{pH} = 4.745 + \log_{10}\left(\frac{0.2}{0.1}\right) = 4.745 + \log_{10}(2) = 4.745 + 0.301 = 5.05\]
বাফার দ্রবণের ক্রিয়া কৌশল ও হেন্ডারসন-হ্যাসেলবাখ সমীকরণের সঠিক প্রয়োগ।
বেনজালডিহাইডের ক্যানিজারো বিক্রিয়াটির (Cannizzaro Reaction) সম্পূর্ণ রাসায়নিক সমীকরণ এবং মেকানিজম বা কৌশলের মূল ধাপগুলো লিখ।
সংজ্ঞা: আলফা-হাইড্রোজেনহীন অ্যালডিহাইড তীব্র ক্ষারের (৫০% NaOH) উপস্থিতিতে স্বতঃ জারণ-বিজারণের মাধ্যমে অ্যালকোহল ও কার্বক্সিলিক অ্যাসিডের লবণে পরিণত হয়।
রাসায়নিক সমীকরণ:
\[2\text{C}_6\text{H}_5\text{CHO} + \text{NaOH} \xrightarrow{50\% \text{ NaOH}} \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{OH} + \text{C}_6\text{H}_5\text{COONa}\]
(বেনজাইল অ্যালকোহল এবং সোডিয়াম বেনজয়েট)
কৌশলের মূল ধাপ:
ধাপ ১: হাইড্রক্সাইড আয়ন (\(\text{OH}^-\)) অ্যালডিহাইডের কার্বনাইল কার্বনে নিউক্লিওফিলিক আক্রমণ করে টেট্রাহেড্রাল অ্যানায়ন তৈরি করে।
ধাপ ২: অ্যানায়ন হতে হাইড্রাইড আয়ন (\(\text{H}^-\)) অপর একটি বেনজালডিহাইড অণুতে স্থানান্তরিত হয় (হার নির্ধারণী ধাপ)।
ধাপ ৩: প্রোটন বিনিময়ের মাধ্যমে বেনজাইল অ্যালকোহল ও বেনজয়েট অ্যানায়ন উৎপন্ন হয়।
ক্যানিজারো বিক্রিয়ায় হাইড্রাইড শিফট মেকানিজম ও স্বতঃ জারণ-বিজারণের স্পষ্ট সমীকরণ।
\(y = 2x^3 - 9x^2 + 12x + 5\) বক্ররেখার চরম মান (Maximum and Minimum values) নির্ণয় করো। কোন বিন্দুতে সর্বোচ্চ এবং কোন বিন্দুতে সর্বনিম্ন মান পাওয়া যাবে? [মান: ৫]
১ম ডেরিভেটিভ: \[ rac{dy}{dx} = 6x^2 - 18x + 12\]
চরম মানের জন্য \(\frac{dy}{dx} = 0\):
\[6(x^2 - 3x + 2) = 0 \implies (x - 1)(x - 2) = 0 \implies x = 1, \, 2\]
২য় ডেরিভেটিভ: \[ rac{d^2y}{dx^2} = 12x - 18\]
- \(x = 1\)-এ: \(\frac{d^2y}{dx^2} = 12(1) - 18 = -6 < 0 \rightarrow\) সর্বোচ্চ মান বিদ্যমান।
সর্বোচ্চ মান: \(y_{max} = 2(1)^3 - 9(1)^2 + 12(1) + 5 = 2 - 9 + 12 + 5 = \mathbf{10}\)
- \(x = 2\)-এ: \(\frac{d^2y}{dx^2} = 12(2) - 18 = +6 > 0 \rightarrow\) সর্বনিম্ন মান বিদ্যমান।
সর্বনিম্ন মান: \(y_{min} = 2(8) - 9(4) + 12(2) + 5 = 16 - 36 + 24 + 5 = \mathbf{9}\)
\(f(x) = 2x^3 - 9x^2 + 12x + 5\) ফাংশনটির গুরুমান (Maximum) এবং লঘুমান (Minimum) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
সমাধান:
১ম অন্তরজ: \(f'(x) = 6x^2 - 18x + 12 = 6(x^2 - 3x + 2) = 6(x - 1)(x - 2)\)।
চরম মানের শর্তে \(f'(x) = 0 \implies x = 1, 2\)।
২য় অন্তরজ: \(f''(x) = 12x - 18\)।
- \(x = 1\) বিন্দুতে: \(f''(1) = 12(1) - 18 = -6 < 0 \implies\) গুরুমান বিদ্যমান।
গুরুমান: \(f(1) = 2(1)^3 - 9(1)^2 + 12(1) + 5 = 2 - 9 + 12 + 5 = \mathbf{10}\)।
- \(x = 2\) বিন্দুতে: \(f''(2) = 12(2) - 18 = +6 > 0 \implies\) লঘুমান বিদ্যমান।
লঘুমান: \(f(2) = 2(8) - 9(4) + 12(2) + 5 = 16 - 36 + 24 + 5 = \mathbf{9}\)।
ডি ময়াভরের উপপাদ্য (De Moivre's Theorem) বিবৃত করো। উপপাদ্যের সাহায্যে এককের তিনটি ঘনমূল (Cube roots of unity) নির্ণয় করো এবং দেখাও যে জটিল মূলদ্বয়ের একটি অপরটির বর্গ। [মান: ৫]
উপপাদ্য: যেকোনো মূলদ সংখ্যা \(n\)-এর জন্য: \((\cos\theta + i\sin\theta)^n = \cos(n\theta) + i\sin(n\theta)\)।
এককের ঘনমূল:
\(1 = \cos(2k\pi) + i\sin(2k\pi)\), যেখানে \(k = 0, 1, 2\)।
\(1^{1/3} = \cos\frac{2k\pi}{3} + i\sin\frac{2k\pi}{3}\)।
- \(k = 0 \implies 1\)
- \(k = 1 \implies \cos\frac{2\pi}{3} + i\sin\frac{2\pi}{3} = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} = \omega\)
- \(k = 2 \implies \cos\frac{4\pi}{3} + i\sin\frac{4\pi}{3} = -\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2} = \omega^2\)
বর্গ প্রমাণ:
\[\omega^2 = \left(-\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} - \frac{3}{4} - 2 \left(\frac{1}{2}\right)\left(i\frac{\sqrt{3}}{2}\right) = -\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2} \quad \text{[প্রমাণিত]}\]
সমাধান করো: \[\frac{dy}{dx} + \frac{2}{x} y = x^3\] (যেখানে \(x > 0\))
এটি একটি প্রথম ক্রমের রৈখিক অন্তরক সমীকরণ (First Order Linear Differential Equation) যা \(\frac{dy}{dx} + P(x)y = Q(x)\) আকারের।
এখানে, \(P(x) = \frac{2}{x}\) এবং \(Q(x) = x^3\)।
সমাকলন গুণক (Integrating Factor, IF):
\[\text{IF} = e^{\int P(x)dx} = e^{\int \frac{2}{x}dx} = e^{2\ln x} = e^{\ln(x^2)} = x^2\]
সমীকরণের সাধারণ সমাধান: \[y \cdot (\text{IF}) = \int Q(x) \cdot (\text{IF}) \, dx + C\]
\[y \cdot x^2 = \int x^3 \cdot x^2 \, dx + C = \int x^5 \, dx + C = \frac{x^6}{6} + C\]
\[y = \frac{x^4}{6} + \frac{C}{x^2}\]
রৈখিক ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের সমাকলন গুণক ও সাধারণ সমাধান পদ্ধতি।
যদি \(\vec{a} = 2\hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k}\), \(\vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k}\) এবং \(\vec{c} = 3\hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k}\) হয়, তবে ভেক্টর তিনটি দ্বারা গঠিত সামান্তরিকীয় ঘনবস্তুর (Parallelepiped) আয়তন নির্ণয় করো এবং ভেক্টর তিনটি এক-তলীয় (Coplanar) কি না যাচাই করো।
তিনটি ভেক্টর দ্বারা গঠিত ঘনবস্তুর আয়তন হলো স্কেলার ত্রি-গুণন (Scalar Triple Product): \[V = |[\vec{a} \; \vec{b} \; \vec{c}]| = |\vec{a} \cdot (\vec{b} \times \vec{c})|\]
নির্ণায়কের সাহায্যে: \[\begin{vmatrix} 2 & -1 & 3 \\ 1 & 2 & -1 \\ 3 & 1 & 2 \end{vmatrix}\]
\[= 2(4 - (-1)) - (-1)(2 - (-3)) + 3(1 - 6) = 2(5) + 1(5) + 3(-5) = 10 + 5 - 15 = 0\]
অতএব, ঘনবস্তুর আয়তন \(V = 0\) ঘন একক।
সিদ্ধান্ত: যেহেতু স্কেলার ত্রি-গুণনের মান শূন্য (\(\vec{a} \cdot (\vec{b} \times \vec{c}) = 0\)), সুতরাং ভেক্টর তিনটি এক-তলীয় (Coplanar)।
ভেক্টর বীজগণিতে স্কেলার ত্রি-গুণন ও এক-তলীয় শর্ত নির্ধারণ।
নিচের অনুচ্ছেদটি বাংলায় অনুবাদ করো (বা ইংরেজিতে অনুবাদ করো):
"কারিগরি শিক্ষা একটি দেশের অর্থনৈতিক সমৃদ্ধির মূল চালিকাশক্তি। দক্ষ ডিপ্লোমা প্রকৌশলীরা বাংলাদেশের শিল্প কারখানা এবং অবকাঠামো উন্নয়নে অনন্য অবদান রাখছেন।" [মান: ৫]
English Translation:
"Technical education is the prime driving force of a country's economic prosperity. Skilled diploma engineers are making outstanding contributions to the industrialization and infrastructure development of Bangladesh."
Write a short technical paragraph (around 80-100 words) on: "The Importance of Renewable Energy in Bangladesh". Focus on solar power, energy security, and environmental benefits. [মান: ৫]
Sample Response:
Renewable energy is vital for ensuring long-term energy security and sustainable industrial growth in Bangladesh. Given the depleting reserves of domestic natural gas and the volatile prices of imported fossil fuels, transitioning to green energy has become an imperative. Solar power offers immense potential due to the country's geographical location with abundant year-round sunlight. Rooftop solar in industrial zones and solar irrigation pumps in rural areas significantly reduce grid pressure and carbon emissions. Expanding wind and biomass power alongside solar energy will diversify the energy mix, foster energy independence, and mitigate the severe impacts of climate change in Bangladesh.
Translate the following passage into English:
প্রকৌশলবিদ্যা কেবল তাত্ত্বিক জ্ঞানের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, বরং এটি বাস্তব জীবনের জটিল সমস্যার সৃজনশীল সমাধান প্রদান করে। বর্তমান তথ্যপ্রযুক্তির যুগে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ও নবায়নযোগ্য শক্তি জাতীয় অর্থনৈতিক প্রবৃদ্ধির মূল চালিকাশক্তি হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। বাংলাদেশের মতো উন্নয়নশীল দেশের জন্য দক্ষ প্রকৌশলী তৈরি করা একটি অপরিহার্য অগ্রাধিকার।
Model Translation:
"Engineering is not merely confined to theoretical knowledge; rather, it provides creative solutions to the complex problems of real life. In the present era of information technology, artificial intelligence and renewable energy have emerged as the primary driving forces of national economic growth. For a developing country like Bangladesh, producing skilled engineers is an indispensable priority."
Evaluates academic vocabulary, compound-complex sentence structure, and idiomatic precision in English translation.
২য় পত্র: টেকনিক্যাল (বিভাগীয় বিষয়)
ফুড ইঞ্জিনিয়ারিং (স্পেশালাইজড ইঞ্জিনিয়ারিং)বিভাগ-ক: বহু নির্বাচনি প্রশ্ন (Technical MCQ)
৪০টি প্রশ্ন × ১.৫ নম্বর = ৬০ নম্বর (নেগেটিভ মার্ক ০.২৫)টিনজাত খাবারে ফ্ল্যাট সাওয়ার স্পইলেজ (Flat Sour Spoilage) বলতে কোন ধরনের জীবাণু আক্রমণকে বোঝায়?
গম হতে আটা ও ময়দা তৈরিতে রুটি ফোলা ও স্থিতিস্থাপক কাঠামোর জন্য দায়ী মূল প্রোটিন কমপ্লেক্স কোনটি?
ধানের পারবয়েলিং বা সেদ্ধকরণ (Parboiling of Rice) প্রক্রিয়ার প্রধান পুষ্টিগত সুবিধা কোনটি?
ভোজ্যতেল শোধনে ফ্রি ফ্যাটি অ্যাসিড (Free Fatty Acid, FFA) দূর করার ক্ষারীয় নিরপেক্ষীকরণ প্রক্রিয়াকে কী বলে?
ভোজ্যতেলের অসম্পৃক্ততার মাত্রা (Degree of Unsaturation) পরিমাপে কোন মানটি ব্যবহৃত হয়?
ভোজ্যতেলে জারণজনিত দুর্গন্ধ ও নষ্ট হওয়া (Oxidative Rancidity) মূল্যায়নে প্রাথমিক জারণ উৎপাদ পরিমাপে কোন টেস্ট করা হয়?
খাদ্য প্রক্রিয়াকরণে নন-এনজাইমেটিক বাদামিকরণ বিক্রিয়া (Maillard Reaction) নিচের কোন দুটি উপাদানের মধ্যে সংঘটিত হয়?
কাটা আপেল বা আলুর উপরিভাগে বাতাসের সংস্পর্শে এনজাইমেটিক বাদামিকরণ (Enzymatic Browning) ঘটায় কোন এনজাইমটি?
হালকা গরম পানিতে স্টার্চ দানাসমূহ পানি শোষণ করে ফুলে উঠে স্ফটিক কাঠামো ভেঙে পিচ্ছিল আঠায় পরিণত হওয়ার প্রক্রিয়াকে কী বলে?
জেলিপ্যাক বা রুটি বাসি হওয়ার সময় স্টার্চ নেটওয়ার্ক সংকুচিত হয়ে পানি বের হয়ে যাওয়া (Syneresis) প্রক্রিয়াকে কী বলে?
প্যাকেজিংয়ে মডিফাইড অ্যাটমোস্ফিয়ার প্যাকেজিংয়ের (MAP) চিপসের প্যাকেটে সাধারণত কোন গ্যাসটি ফ্লাশ করা হয়?
খাদ্য নিরাপত্তা ব্যবস্থাপনায় এইচএসিসিপি (HACCP) পদ্ধতির মোট মূল নীতি কয়টি?
মাংস সংরক্ষণে নাইট্রাইট লবণ (Sodium Nitrite) ব্যবহারের অন্যতম প্রধান কারণ কোনটি?
পশু জবাইয়ের পর পেশি শক্ত ও অনমনীয় হয়ে যাওয়ার শারীরবৃত্তীয় অবস্থাকে কী বলা হয়?
দুধে প্রোটিনের প্রধান অংশ কেসিন (Casein) এর আইসো-ইলেকট্রিক পয়েন্ট (Isoelectric Point, pI) কত?
পানিতে প্রোটিন দ্রবীভূত করার পর উত্তাপের ফলে এর দ্বিতীয় ও তৃতীয় স্তরের ত্রিমাত্রিক কাঠামো ভেঙে নিষ্ক্রিয় হয়ে যাওয়ার ঘটনাকে কী বলে?
ফলের রস ঘনীভূতকরণে রিভার্স অসমোসিস (Reverse Osmosis, RO) মেমব্রেন ব্যবহারের প্রধান সুবিধা কোনটি?
খাদ্য সান্দ্রতায় শিয়ার রেট বাড়ানোর সাথে সাথে সান্দ্রতা হ্রাস পেলে (Shear Thinning) উক্ত তরলকে কী বলা হয়?
কোল্ড প্লাজমা ও হাই-হাইড্রোস্ট্যাটিক প্রেসার (HHP) প্রযুক্তি খাদ্য প্রক্রিয়াকরণে কোন শ্রেণীর অন্তর্ভুক্ত?
খাদ্য কারখানা পাইপিং ও ট্যাংকের অভ্যন্তরীণ অংশ না খুলেই স্বয়ংক্রিয়ভাবে রাসায়নিক দ্রবণে পরিষ্কার করার সিস্টেমকে কী বলে?
পাউডার দুগ্ধের দ্রবণীয়তা সূচক (Solubility Index) উন্নত করার জন্য স্প্রে ড্রায়ারের সাথে কোন প্রসেসটি যুক্ত করা হয়?
খাদ্যের ফ্রিজ ড্রাইং বা লয়োফিলাইজেশন (Freeze Drying / Lyophilization) প্রক্রিয়ায় বরফ অপসারণের মূল ভৌত নীতি কোনটি?
ফল ও শাকসবজির শ্বসন হার (Respiration Rate) হ্রাস করে কোল্ড স্টোরেজে আয়ুষ্কাল বাড়াতে কোন গ্যাসের মাত্রা কমানো হয়?
খাদ্য সংরক্ষণে পানির সক্রিয়তা (Water Activity, a_w) বলতে কোনটিকে বোঝায়?
অধিকাংশ খাদ্য নষ্টকারী ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধির জন্য সর্বনিম্ন কত পানির সক্রিয়তা (Minimum a_w) প্রয়োজন হয়?
খাদ্যে ব্যাকটেরিয়ার তাপীয় ধ্বংসের ডি-ভ্যালু (Decimal Reduction Time, D-value) এর সংজ্ঞা কোনটি?
তাপ প্রক্রিয়াকরণে জেড-ভ্যালু (z-value) বলতে নিচের কোনটিকে বোঝায়?
টিনজাত নিম্ন অম্লীয় খাবারে (pH > 4.6) কোন প্রাণঘাতী অবাত স্পোর গঠনকারী ব্যাকটেরিয়ার সম্পূর্ণ ধ্বংস নিশ্চিত করতে 12-D প্রসেস প্রয়োগ করা হয়?
দুধের হাই-টেম্পারেচার শর্ট-টাইম (HTST) পাস্তুরাইজেশনের আদর্শ তাপমাত্রা ও সময়ের সংমিশ্রণ কোনটি?
দুধের পাস্তুরাইজেশন প্রক্রিয়া সঠিকভাবে সম্পন্ন হয়েছে কিনা তা যাচাই করতে কোন প্রাকৃতিক এনজাইমটির নিষ্ক্রিয়তা পরীক্ষা করা হয়?
সবজি সংরক্ষণে ক্যানিং বা হিমায়নের পূর্বে ক্ষতিকর এনজাইম নিষ্ক্রিয়করণে কোন মৃদু তাপীয় প্রিট্রিটমেন্ট করা হয়?
খাদ্য হিমায়নে (Food Freezing) ফ্রিজিং সময় গণনার জন্য সুপরিচিত ক্লাসিক্যাল সমীকরণ কোনটি?
স্প্রে ড্রায়ারে (Spray Dryer) তরল খাদ্যকে ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র ফোঁটায় পরিণত করে দ্রুত শুষ্ক গুঁড়া তৈরিতে প্রধান অংশ কোনটি?
দুধের ক্রিম পৃথকীকরণে (Cream Separation) ভারী স্কিম মিল্ক ও হালকা ফ্যাট গ্লোবিউলস আলাদা করার মূল ভিত্তি কোনটি?
দুধের ফ্যাট বা প্রোটিনের নির্দিষ্ট লক্ষ্য মান সমন্বয় করতে পিয়ারসন স্কয়ার মেথড (Pearson Square Method) কী উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়?
দুধ হোমোজেনাইজেশনের (Homogenization) প্রধান প্রযুক্তিগত সুবিধা কোনটি?
দই উৎপাদনে ব্যবহৃত আদর্শ স্টার্টার কালচার (Yogurt Starter Culture) কোন দুটি ব্যাকটেরিয়ার মিথোজীবী সংমিশ্রণ?
জ্যাম এবং জেলি তৈরির জন্য পেকটিন-চিনি-অ্যাসিডের আদর্শ অনুপাত কোনটি?
ফলের রসে দ্রবণীয় চিনির ঘনত্ব (Total Soluble Solids, TSS) রিফ্র্যাক্টোমিটারে কোন এককে সরাসরি মাপা হয়?
খাদ্য ক্যানিংয়ে ক্যানের ঢাকনা বন্ধ করার পূর্বে ভেতরের বাতাস বের করে শূন্যতা সৃষ্টির প্রক্রিয়াকে কী বলা হয়?
বিভাগ-খ: টেকনিক্যাল লিখিত প্রশ্ন (Technical Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরদুধ পাস্তুরায়ন (Pasteurization) এবং জীবাণুমুক্তকরণের (Sterilization) মধ্যে তাপমাত্রা, সময় ও শেলফ-লাইফের পার্থক্য লেখ। HTST পাস্তুরায়নের স্ট্যান্ডার্ড প্যারামিটার কী? [মান: ৫]
পার্থক্য ছক:
১. Pasteurization: তাপমাত্রা সাধারণত \(100^\circ\text{C}\)-এর নিচে (\(63^\circ\text{C}\) ৩০ মিনিট বা \(72^\circ\text{C}\) ১৫ সেকেন্ড)। কেবল রোগজীবাণু (Pathogens) ধ্বংস হয়। রেফ্রিজারেশনে শেলফ-লাইফ ২-৭ দিন।
২. Sterilization / UHT: তাপমাত্রা \(121^\circ-140^\circ\text{C}\) ২-৪ সেকেন্ড। সকল স্পোরসহ সম্পূর্ণ অণুজীব ধ্বংস হয়। স্বাভাবিক তাপমাত্রায় সিলড প্যাকেটে শেলফ-লাইফ ৬-১২ মাস।
HTST (High Temperature Short Time) প্যারামিটার: দুধকে \(72^\circ\text{C}\) তাপমাত্রায় ন্যূনতম ১৫ সেকেন্ড উত্তপ্ত করে সাথে সাথে \(4^\circ\text{C}\)-এর নিচে দ্রুত ঠান্ডা করা।
খাদ্য শুষ্ককরণে (Drying) ফ্রি আর্দ্রতা (Free moisture) এবং বাউন্ড আর্দ্রতা (Bound moisture)-এর পার্থক্য কী? ওয়াটার অ্যাক্টিভিটি (\(a_w\)) কমলে কেন খাদ্য দীর্ঘকাল সংরক্ষিত থাকে? [মান: ৫]
পার্থক্য:
- Free Moisture: কোষের বাইরে বা কৈশিক নালীতে আলগাভাবে বিদ্যমান পানি যা সাধারণ বাষ্পীভবনে সহজে শুকিয়ে ফেলা যায়।
- Bound Moisture: খাদ্য উপাদানের (প্রোটিন বা কার্বোহাইড্রেট) সাথে হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা শক্তভাবে আবদ্ধ পানি যা সহজে দূর হয় না।
Water Activity (\(a_w\))-এর ভূমিকা: ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধির জন্য ন্যূনতম \(a_w \ge 0.91\) এবং মোল্ডের জন্য \(a_w \ge 0.70\) প্রয়োজন। ডিহাইড্রেশনে \(a_w < 0.60\) নামিয়ে আনা হলে অণুজীবের মেটাবলিজম ও এনজাইম কার্যকারিতা বন্ধ হয়ে খাবার নষ্ট হওয়া প্রতিরোধ হয়।
খাদ্য হিমায়নে প্লাঙ্কের সমীকরণ (Plank's Equation) বিবৃত করো। এটি বরফ গঠন ও হিমায়ন সময় নির্ধারণে কীভাবে ব্যবহৃত হয়? [মান: ৫]
প্লাঙ্কের সমীকরণ (Plank's Equation):
\[t_f = \frac{\rho L_f}{\Delta T} \left( \frac{P a}{h} + \frac{R a^2}{k} \right)\]
যেখানে \(t_f\) = হিমায়ন সময়, \(\rho\) = ঘনত্ব, \(L_f\) = সুপ্ততাপ, \(\Delta T\) = তাপমাত্রা পার্থক্য, \(a\) = পুরুত্ব, \(h\) = সারফেস কনভেকশন সহগ, \(k\) = তাপ পরিবাহিতা এবং \(P, R\) হলো জ্যামিতিক ধ্রুবক (স্ল্যাব, সিলিন্ডার বা গোলকের জন্য)।
- এটি কোল্ড স্টোরেজ এবং ব্লাস্ট ফ্রিজিং প্রক্রিয়ায় খাদ্যসামগ্রীর কেন্দ্রবিন্দু জমার সময় নির্ধারণে প্রকৌশল নকশায় ব্যবহৃত হয়।
খাদ্য সুরক্ষায় HACCP-এর পূর্ণরূপ কী? HACCP-এর ৭টি মূল নীতি সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করো। [মান: ৫]
HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Point।
৭টি মৌলিক নীতি:
১. বিপদ বিশ্লেষণ (Hazard Analysis - জৈব, রাসায়নিক ও ভৌত ঝুঁকি শনাক্তকরণ)।
২. জটিল নিয়ন্ত্রণ বিন্দু নির্ধারণ (Critical Control Points - CCP)।
৩. প্রতিটি CCP-এর জন্য নিরাপদ সংকট সীমা (Critical Limits) নির্ধারণ (যেমন তাপমাত্রা/সময়)।
৪. নিয়মিত পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি (Monitoring procedures) স্থাপন।
৫. ত্রুটি হলে সংশোধনমূলক ব্যবস্থা (Corrective Actions) গ্রহণ।
৬. সিস্টেমের সঠিক কার্যকারিতা যাচাইকরণ পদ্ধতি (Verification procedures)।
৭. সকল রেকর্ড ও নথিপত্র সংরক্ষণ (Documentation & Record Keeping)।
খাদ্য জীবাণুমুক্তকরণে D-মান (Decimal reduction time), z-মান এবং F-মানের সংজ্ঞা দাও। \(121^\circ\text{C}\)-এ ক্লস্ট্রিডিয়াম বটুলিনামের জন্য 12D কনসেপ্ট বলতে কী বোঝায়? [মান: ৫]
সংজ্ঞাসমূহ:
১. D-মান: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো খাদ্য থেকে নির্দিষ্ট ব্যাকটেরিয়ার ৯০% (বা ১ লগারিদমিক চক্র) ধ্বংস করতে প্রয়োজনীয় সময় (মিনিটে)।
২. z-মান: ব্যাকটেরিয়ার D-মানকে ১০ গুণ বাড়াতে বা কমাতে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রার পরিবর্তন (\(^\circ\text{C}\))।
৩. F-মান: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট জীবাণুর সম্পূর্ণ ধ্বংস সাধনে মোট সমতুল্য সময়।
12D কনসেপ্ট: টিনজাত খাবারে অত্যন্ত বিপজ্জনক বিষাক্ত ব্যাকটেরিয়া Clostridium botulinum-এর প্রাথমিক জনসংখ্যাকে \(10^{12}\) গুণ কমাতে যে থার্মাল প্রসেস প্রয়োগ করা হয় (\(F_0 = 12 \times D_{121} = 12 \times 0.21 = 2.52\text{ মিনিট}\))।
খাদ্য বিশ্লেষণে জেলডাল পদ্ধতিতে (Kjeldahl Method) ক্রুড প্রোটিন নির্ণয়ের ৩টি প্রধান ধাপ (Digestion, Distillation, Titration) রাসায়নিক বিক্রিয়াসহ সংক্ষেপে লেখ। সার্বজনীন প্রোটিন ফ্যাক্টর \(6.25\) কেন ব্যবহার করা হয়? [মান: ৫]
৩টি প্রধান ধাপ:
১. ডাইজেশন: গাঢ় \(\text{H}_2\text{SO}_4\) ও অনুঘটক (\(\text{CuSO}_4 / \text{K}_2\text{SO}_4\)) দিয়ে খাদ্য জারিত করে প্রোটিনের নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়াম সালফেটে পরিণত করা: \[\text{Organic N} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\]
২. পাতন: ক্ষার (\(\text{NaOH}\)) যোগ করে অ্যামোনিয়া গ্যাস পাতন করে বোরিক এসিডে সংগ্রহ করা: \[ (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \longrightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{NH}_3\uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\]
৩. টাইট্রেশন: সংগৃহীত অ্যামোনিয়াম বোরেটকে আদর্শ এসিড (\(\text{HCl}\)) দ্বারা টাইট্রেশন করে নাইট্রোজেনের পরিমাণ নির্ণয় করা।
৬.২৫ ফ্যাক্টরের কারণ: গড়ে বেশিরভাগ প্রাকৃতিক খাদ্য প্রোটিনে শতকরা ১৬% নাইট্রোজেন থাকে (\(100 / 16 = 6.25\))।
ফল ও সবজি কাটার পর কালচে দাগ পড়া বা এনজাইমেটিক ব্রাউনিং (Enzymatic Browning) কেন ঘটে? পলিফেনল অক্সিডেজ (PPO) এনজাইম কীভাবে কাজ করে এবং এটি রোধ করার ৪টি ব্যবহারিক উপায় লেখ। [মান: ৫]
কারণ: কলা, আপেল, আলু কাটলে কোষ ফেটে ভেতরে থাকা ফেনোলিক যৌগ বাতাসের অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসে এবং পলিফেনল অক্সিডেজ (PPO) এনজাইমের উপস্থিতিতে জারিত হয়ে কুইনোন ও মেলানিন তৈরি করে বাদামি বর্ণ ধারণ করে।
প্রতিরোধের ৪টি উপায়:
১. ব্ল্যাঞ্চিং (Thermal treatment): ফুটন্ত পানিতে বা বাষ্পে ১-২ মিনিট তাপ দিলে PPO এনজাইম নিষ্ক্রিয় (Denatured) হয়ে যায়।
২. অ্যাসকরবিক এসিড (ভিটামিন C) যোগ: শক্তিশালী অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট হিসেবে অক্সিজেন শোষণ করে বিক্রিয়া থামায়।
৩. পিএইচ কমানো: লেবুর রস বা সাইট্রিক এসিড যোগ করে pH ৩-এর নিচে নামালে PPO অকার্যকর হয়।
৪. পানিতে ডুবিয়ে রাখা বা ভ্যাকুয়াম: খাদ্যের পৃষ্ঠে সরাসরি অক্সিজেনের সংস্পর্শ বন্ধ রাখা।
দুধের গুঁড়া (Milk powder) তৈরিতে স্প্রে ড্রায়িং (Spray Drying) প্রযুক্তির মূল নীতি কী? অ্যাটমাইজার (Atomizer) এবং সাইক্লোন সেপারেটরের (Cyclone separator) কাজ কী? [মান: ৫]
মূল নীতি: ঘনীভূত তরল দুধকে ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র ফোঁটায় পরিণত করে উত্তপ্ত বাতাসের প্রবাহে নিমেষের মধ্যে (কয়েক সেকেন্ডে) পানি বাষ্পীভূত করে শুষ্ক গুঁড়ায় রূপান্তর করা।
উপাদানসমূহের কাজ:
১. অ্যাটমাইজার (Atomizer): উচ্চগতির রোটারি ডিস্ক বা প্রেসার নজেলের সাহায্যে তরল দুধকে অতি-সূক্ষ্ম ড্রপলেটে (ব্যাস \(৫০-১৫০\,\mu\text{m}\)) কুয়াশার মতো ছড়িয়ে দেয়, যা তাপ বিনিময়ের পৃষ্ঠক্ষেত্র বহুগুণ বাড়ায়।
২. সাইক্লোন সেপারেটর: ড্রায়িং চেম্বার থেকে বের হওয়া বাতাস ও পাউডারের মিশ্রণকে ঘূর্ণায়মান সেন্ট্রিফিউগাল গতিতে পরিচালিত করে ঘন গুঁড়া দুধকে তলদেশে আলাদা করে নিষ্কাশিত বাতাস ফিল্টারে পাঠায়।
ক্লস্ট্রিডিয়াম বোটুলিনাম স্পোরের জন্য 121.1°C তাপমাত্রায় \(D_{121} = 0.22\) মিনিট এবং তাপীয় ধ্বংসের ধ্রুবক \(z = 10.5^\circ ext{C}\) পাওয়া গেল। 111.1°C তাপমাত্রায় স্পোরটির D-মান কত মিনিট হবে? [মান: ৫]
তাপীয় ধ্বংস সমীকরণ (Bigelow Model):
\[\log\left( rac{D_T}{D_{ref}}
ight) = rac{T_{ref} - T}{z}\]
\[D_{111.1} = D_{121} imes 10^{ rac{121.1 - 111.1}{10.5}} = 0.22 imes 10^{ rac{10.0}{10.5}} = 1.97 ext{ minutes}\]
তাপীয় নির্বীজন প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে D-ভ্যালুর গণনা।
mm বেধের একটি মাংসের স্ল্যাব (Slab) এয়ার-ব্লাস্ট ফ্রিজারে হিমাঙ্কিত করা হচ্ছে। খাদ্যটির ঘনত্ব 1050 kg/m³, হিমাঙ্কের সুপ্ততাপ 250 kJ/kg, পৃষ্ঠীয় তাপ স্থানান্তর সহগ \(h = 25 ext{ W/(m}^2\cdot ext{K)}\), তাপ পরিবাহিতা \(k = 1.5 ext{ W/(m}\cdot ext{K)}\) এবং তাপমাত্রা পার্থক্য \(\Delta T = 15^\circ ext{C}\) হলে প্ল্যাঙ্কের সমীকরণ প্রয়োগে ফ্রিজিং সময় (ঘণ্টায়) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
প্ল্যাঙ্কের হিমাঙ্কিতকরণ সমীকরণ (Plank's Equation for Slab):
\[t_f = rac{
ho L}{\Delta T} \left[ rac{P \cdot a}{h} + rac{R \cdot a^2}{k}
ight]\]
যেখানে স্ল্যাবের জন্য \(P = 0.5, \, R = 0.125, \, a = 0.045 ext{ m}\)।
\[t_f = rac{1050 imes 250000}{15} \left[ rac{0.5 imes 0.045}{25} + rac{0.125 imes 0.045^2}{1.5}
ight] = 18703 ext{ seconds} = 5.2 ext{ hours}\]
প্ল্যাঙ্কের সূত্রের মাধ্যমে খাদ্যের আকার ও তাপীয় বৈশিষ্ট্যের ফ্রিজিং টাইম নির্ণয়।
একটি ফলের ডিহাইড্রেশন প্লান্টে 1050 kg তাজা আম স্লাইস শুকানো হবে যার আর্দ্রতা 86% (ভেজা ভিত্তি)। শুকনো আমের চূড়ান্ত আর্দ্রতা ১২% (ভেজা ভিত্তি) এ সীমাবদ্ধ রাখতে হলে (ক) উৎপাদিত শুকনো আমের ভর (kg) এবং (খ) বাষ্পীভূত পানির ভর (kg) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. কঠিন উপাদানের সংরক্ষণ (Solids Balance):
\[S = 1050 imes (1 - 0.86) = 147.0 ext{ kg}\]
২. চূড়ান্ত শুকনো আমের ওজন:
\[P = rac{147.0}{1 - 0.12} = rac{147.0}{0.88} = 167.05 ext{ kg}\]
৩. বাষ্পীভূত পানির ভর:
\[W = 1050 - 167.05 = 882.95 ext{ kg}\]
ফল শুকানোর উপাদানের অনুপাত ও বাষ্পীভবন ভর ব্যালেন্স।
একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার মিল্ক পাস্তুরাইজারে প্রতি সেকেন্ডে 1.3 kg দুধ ৪°C হতে ৭২°C এ উত্তপ্ত করা হয় (দুধের \(C_p = 3.9 ext{ kJ/(kg}\cdot ext{K)}\))। রিজেনারেটিভ হিট রিকভারি দক্ষতা 78% হলে (ক) মোট প্রয়োজনীয় তাপশক্তি (kW), (খ) রিজেনারেশনে পুনরুদ্ধারকৃত তাপ (kW), এবং (গ) স্টিম সেকশনে সরবরাহকৃত অতিরিক্ত তাপশক্তি (kW) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. মোট তাপশক্তির চাহিদা:
\[Q_{tot} = \dot{m} \cdot C_p \cdot \Delta T = 1.3 imes 3.9 imes (72 - 4) = 344.76 ext{ kW}\]
২. রিজেনারেশনে পুনরুদ্ধার:
\[Q_{regen} = Q_{tot} imes 0.78 = 344.76 imes 0.78 = 268.91 ext{ kW}\]
৩. স্টিমের অতিরিক্ত তাপশক্তি:
\[Q_{steam} = Q_{tot} - Q_{regen} = 344.76 - 268.91 = 75.85 ext{ kW}\]
দুধ পাস্তুরাইজেশনে প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের রিজেনারেটিভ এনার্জি সেভিং।
একটি সেন্ট্রিফিউগাল ক্রিম সেপারেটরে ৪.০% ফ্যাটযুক্ত 1550 kg/hr দুধ প্রবেশ করে। ৪০% ফ্যাটযুক্ত ক্রিম এবং ০.০৫% ফ্যাটযুক্ত স্কিম মিল্ক পৃথক হলে প্রতি ঘণ্টায় (ক) উৎপাদিত ক্রিমের পরিমাণ (kg) এবং (খ) স্কিম মিল্কের পরিমাণ (kg) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. সার্বিক ও ফ্যাট ব্যালেন্স:
\[F = C + S \implies S = 1550 - C\]
\[F \cdot x_F = C \cdot x_C + S \cdot x_S\]
\[1550 imes 0.04 = C imes 0.40 + (1550 - C) imes 0.0005\]
\[C = rac{1550 imes (0.04 - 0.0005)}{0.40 - 0.0005} = 153.25 ext{ kg/hr}\]
২. স্কিম মিল্কের ভর:
\[S = 1550 - 153.25 = 1396.75 ext{ kg/hr}\]
ক্রিম সেপারেটরে ফ্যাট সংরক্ষণ ও সেন্ট্রিফিউগাল সেপারেশন।
একটি ৩-পিস স্যানিটারি টিন ক্যানের অভ্যন্তরীণ ব্যাস 3.25 ইঞ্চি এবং হেডস্পেস 0.3 ইঞ্চি। রিটর্টিং শেষে ভ্যাকুয়াম গেজ পাঠ 10.5 in-Hg পাওয়া গেল। ক্যানিং মানদণ্ডে ন্যূনতম ভ্যাকুয়াম ১২ in-Hg সাপেক্ষে নমুনার ত্রুটির কারণ ও প্রতিকার বিশ্লেষণ করো। [মান: ৫]
১. ভ্যাকুয়াম বিশ্লেষণ: ক্যানের ভ্যাকুয়াম 10.5 in-Hg, যা নিরাপদ মান ১২ in-Hg এর নিচে।
২. অপর্যাপ্ত ভ্যাকুয়ামের সম্ভাব্য কারণ:
• এক্সহস্টিংয়ে অপর্যাপ্ত তাপমাত্রা বা সময় (বাতাস পুরোপুরি অপসারিত হয়নি)।
• অত্যধিক হেডস্পেস বা অতিরিক্ত ঠাণ্ডা অবস্থায় ক্যান সিলিং।
• ডাবল সিমে সূক্ষ্ম লিকেজ বা মাইক্রো-ছিদ্র।
৩. প্রতিকার: এক্সহস্টিং তাপমাত্রা ৮২-৮৫°C এ নিশ্চিত করা এবং সিম ওভারল্যাপ পরীক্ষা করা।
ক্যানিং প্রক্রিয়ায় এক্সহস্টিং, হেডস্পেস ও ভ্যাকুয়াম অখণ্ডতা যাচাই।
,০০০ কেজি অপরিশোধিত সয়াবিন তেলে মুক্ত ফ্যাটি এসিডের পরিমাণ 2.2% (অলিক এসিড হিসেবে, আণবিক ভর ২৮২.৪৬)। ক্ষারীয় পরিশোধনে ২০% অতিরিক্তসহ এসিড প্রশমিত করতে কত কেজি কস্টিক সোডা (\( ext{NaOH}\), আণবিক ভর ৪০.০) প্রয়োজন হবে? [মান: ৫]
১. তাত্ত্বিক NaOH এর চাহিদা:
মুক্ত ফ্যাটি এসিডের ভর \(= 1000 imes 0.022000000000000002 = 22.0 ext{ kg}\)।
\[ ext{NaOH}_{theo} = 22.0 imes rac{40.0}{282.46} = 3.115 ext{ kg}\]
২. ২০% অতিরিক্ত সহ মোট NaOH:
\[ ext{NaOH}_{total} = 3.115 imes 1.20 = 3.738 ext{ kg}\]
ভোজ্য তেল পরিশোধনে এসিড ভ্যালু প্রশমন ও সাবান উৎপাদনের কেমিক্যাল ব্যালেন্স।
একটি সিঙ্গেল-ইফেক্ট ভ্যাকুয়াম ইভাপোরেটরে ফলের রস ঘন করতে প্রতি ঘণ্টায় 1250 kg তাজা বাষ্প (Live Steam) সরবরাহ করা হয়। ইভাপোরেটরটি প্রতি ঘণ্টায় 1050.0 kg পানি বাষ্পীভূত করলে ইভাপোরেটরের স্টিম ইকোনমি (Steam Economy) নির্ণয় করো এবং কার্যক্ষমতা বিশ্লেষণ করো। [মান: ৫]
স্টিম ইকোনমি (Steam Economy) সমীকরণ:
\[ ext{Steam Economy} = rac{ ext{Mass of Water Evaporated}}{ ext{Mass of Steam Supplied}}\]
\[ ext{Steam Economy} = rac{1050.0}{1250} = 0.84\]
মন্তব্য: সিঙ্গেল ইফেক্ট ইভাপোরেটরে স্টিম ইকোনমি সাধারণত ১ এর কম (০.৭৫ - ০.৮৮) হয়।
ইভাপোরেটরের তাপীয় দক্ষতা ও স্টিম খরচের অনুপাত নির্ণয়।
তাজা মাশরুম সংরক্ষণে একটি পরিবর্তিত বায়ুমণ্ডল প্যাকেজিং (MAP) ব্যাগে গ্যাস মিশ্রণ: \(O_2 = 3.0\%\), \(CO_2 = 16.0\%\) এবং অবশিষ্ট \(N_2\) রাখা হলো। বায়ুর সাধারণ মিশ্রণের তুলনায় এই পরিবর্তিত বায়ুমণ্ডল শ্বাসক্রিয়া হ্রাস করে কীভাবে খাদ্যের সেলফ-লাইফ বৃদ্ধি করে? [মান: ৫]
১. গ্যাসীয় অনুপাতের ভূমিকা:
• নিম্ন \(O_2\) (3.0%): শ্বাসক্রিয়া ও জারণ প্রক্রিয়া ধীর করে এনজাইমেটিক বাদামি রঙ হওয়া রোধ করে।
• উচ্চ \(CO_2\) (16.0%): ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাকের বৃদ্ধি কার্যকরভাবে দমন করে (জীবাণুনাশক প্রভাব)।
• নিষ্ক্রিয় \(N_2\): প্যাকেটের আকৃতি বজায় রাখে ও প্যাকেট ভেঙে পড়া ঠেকায়।
২. সেলফ-লাইফ ফলশ্রুতি: সাধারণ বাতাসের তুলনায় মাশরুমের স্থায়িত্ব ২-৩ গুণ বৃদ্ধি পায়।
খাদ্য মোড়কীকরণে শ্বাসক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ও আধুনিক গ্যাস প্যাকেজিং প্রযুক্তি।
একটি শিল্প খাদ্য কারখানায় 'গুঁড়া দুধের মেটাল ডিটেকশন' প্রক্রিয়ার জন্য একটি HACCP প্ল্যান তৈরি করো। এতে (ক) সম্ভাব্য হ্যাজার্ড, (খ) এটি কেন CCP, (গ) সংকট সীমা (Critical Limit), এবং (ঘ) বিচ্যুতি ঘটলে সংশোধনমূলক ব্যবস্থা (Corrective Action) সুনির্দিষ্ট করো। [মান: ৫]
HACCP প্ল্যান বিবরণী (গুঁড়া দুধের মেটাল ডিটেকশন):
১. হ্যাজার্ড: রোগজীবাণু বা ধাতব কণার উপস্থিতি জনিত স্বাস্থ্য ঝুঁকি।
২. সিসিপি শনাক্তকরণ: এটি এমন একটি ধাপ যেখানে নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করে বিপদ সম্পূর্ণরূপে নির্মূল বা গ্রহণযোগ্য মাত্রায় নামিয়ে আনা যায়।
৩. সংকট সীমা: তাপমাত্রা \(\ge 72^\circ ext{C}\) এবং সময় \(\ge 15\) সেকেন্ড (অথবা মেটাল কণা \(\le 1.5\) mm)।
৪. সংশোধনমূলক ব্যবস্থা: তাপমাত্রা কমে গেলে ডাইভারশন ভালভ স্বয়ংক্রিয়ভাবে সক্রিয় হয়ে কাঁচা দুধ ফেরত পাঠাবে এবং সংশ্লিষ্ট ব্যাচ কোয়ারেন্টাইন করা হবে।
শিল্প কারখানায় HACCP সিসিপি নির্ধারণ ও সংশোধনমূলক প্রটোকল।