DUET Admission 2027 Model Exam 033 - 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)A·B-এর formula কোনটি?
দুটি perpendicular vector-এর dot product কত?
দুটি parallel একই-direction vector-এর dot product কত?
দুটি opposite vector-এর dot product কী?
k̂·k̂-এর মান কত?
ĵ·k̂-এর মান কত?
Dot product-এর commutative property কোনটি?
Dot product distributive কি?
একটি vector-এর নিজের সঙ্গে dot product কী?
A·A=25 হলে |A| কত?
\(\text{ClF₃}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে নিঃসঙ্গ মুক্তজোড় (Lone Pair) ইলেকট্রন সংখ্যা কত?
পর্যায় সারণিতে I মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
পর্যায় সারণিতে Cu মৌলটি কোন গ্রুপে অবস্থিত?
\(N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) + 92 kJ\) বিক্রিয়াটির জন্য \(K_p\) ও \(K_c\) এর সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
\(2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) + 198 kJ\) বিক্রিয়াটির জন্য \(K_p\) ও \(K_c\) এর সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
প্রমাণ অবস্থায় বিশুদ্ধ মৌলিক পদার্থের গঠন এনথালপি (ΔH°f) এর মান কত ধরা হয়?
\(\text{NH₃}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে মোট বন্ধনজোড় (Bond Pair) ইলেকট্রন কতটি?
VSEPR তত্ত্বানুসারে \(\text{BF₃}\) অণুর জ্যামিতিক আকৃতি কোনটি?
\(\text{BeCl₂}\) অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণুতে মোট বন্ধনজোড় (Bond Pair) ইলেকট্রন কতটি?
C এর প্রথম আয়নীকরণ শক্তির প্রবণতা কোনটি?
y = x³ - 3x² + 2 বক্ররেখার কোন বিন্দুতে স্পর্শক x-অক্ষের সমান্তরাল?
+ 4i এর imaginary part কত?
complex number-এর multiplicative identity কোনটি?
z = (1 + i)/(1 - i) হলে |z| কত?
z = -1 - i এর polar form কোনটি?
i এর square root কোনটি?
x² + 1 = 0 সমীকরণের solution কোনটি?
z = 2(cos 30° + i sin 30°) হলে z³ = কত?
C3 = 8C5 — এই সূত্রটি কী নামে পরিচিত?
x² - 2x + 1 = 0 সমীকরণের শূন্যদ্বয়ের যোগফল কত?
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.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Committing plagiarism is an unmitigated disgrace ___ the engineering profession.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'Poor lubrication can hinder the machine ___ operating at peak thermodynamic efficiency.'
Fill in the blank with the appropriate preposition:
'The apprentice was found negligent ___ calibrating the pressure relief valves.'
She ___ for two hours before the guests arrived.
My father ___ help every afternoon.
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)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?
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?
বিভাগ-খ: টেকনিক্যাল লিখিত প্রশ্ন (Technical Written/CQ)
১৮টি প্রশ্ন × ৫ নম্বর = ৯০ নম্বরখাদ্য প্রক্রিয়াজাতকরণে ব্যাকটেরিয়া ধ্বংসে D-ভ্যালু (Decimal reduction time) এবং z-ভ্যালুর সংজ্ঞা দাও। যদি \(121^\circ\text{C}\)-এ C. botulinum-এর \(D\)-মান \(0.21\,\text{min}\) হয়, তবে \(12D\) কনসেপ্টে প্রয়োজনীয় প্রসেসিং সময় কত? [মান: ৫]
সংজ্ঞা:
- D-Value: নির্দিষ্ট স্থির তাপমাত্রায় কোনো অণুজীবের সংখ্যা ৯০% হ্রাস করতে (বা ১০ গুণ কমাতে) যে সময়ের প্রয়োজন হয়।
- z-Value: D-মানের ১০ গুণ পরিবর্তন ঘটাতে তাপমাত্রার যে পরিমাণ বৃদ্ধির প্রয়োজন হয়।
12D কনসেপ্ট হিসাব: ক্যানিং শিল্পে ক্লস্ট্রিডিয়াম বোটুলিনাম জীবাণুর সংখ্যা \(10^{12}\) ভাগ কমাতে প্রয়োজনীয় সময়: \[F_0 = 12 \times D_{121} = 12 \times 0.21 = \mathbf{2.52\,\text{minutes}}\]
অতএব নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে খাদ্যকে \(121^\circ\text{C}\)-এ অন্তত ২.৫২ মিনিট রাখতে হবে।
দুধ হোমোজেনাইজেশন (Homogenization) করার উদ্দেশ্য কী? এটি কীভাবে ফ্যাট গ্লোবিউলের আকারের পরিবর্তন ঘটায় এবং ক্রিমের স্তর পড়া রোধ করে? [মান: ৫]
হোমোজেনাইজেশনের উদ্দেশ্য: কাঁচা দুধ রেখে দিলে ফ্যাট বা চর্বির ঘনত্ব কম থাকায় তা উপরে ভেসে উঠে ক্রিমের পৃথক স্তর তৈরি করে। হোমোজেনাইজেশনে উচ্চ চাপে (\(150-250\,\text{bar}\)) দুধকে ক্ষুদ্র ভালভের মধ্য দিয়ে চালনা করে ফ্যাট গ্লোবিউলের আকার স্বাভাবিক \(4-10\,\mu\text{m}\) থেকে ভেঙে \(1-2\,\mu\text{m}\)-এর নিচে ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র কণিকায় পরিণত করা হয়।
- স্টোকসের সূত্রানুসারে কণার ব্যাসার্ধ কমলে ভেসে উঠার বেগ প্রায় ১০০ গুণ কমে যায়, ফলে দুধে ফ্যাট স্থায়ীভাবে সুষম মিশ্রণ হিসেবে মিশে থাকে।
খাদ্য প্যাকেজিংয়ে মেটালের ক্যান (Tin can) এবং টেট্রা প্যাক (Aseptic Tetra Pak)-এর গঠন ও সুবিধার তুলনা করো। [মান: ৫]
তুলনা:
১. Tin Can: টিন-প্লেটেড স্টিল শিট। অতি-উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপ সহ্য করতে পারে (ইন-ক্যান রেটোর্ট স্টেরিলাইজেশন সম্ভব)। আলো, অক্সিজেন ও জীবাণুর বিরুদ্ধে শতভাগ নিখুঁত বাধা দেয়, তবে ওজন বেশি।
২. Tetra Pak: ৬টি স্তরের কম্পোজিট প্যাকেজিং (কাগজ \(75\%\), পলিইথিলিন \(20\%\), অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল \(5\%\))।
- পেপারের স্তর কাঠামো শক্ত রাখে, অ্যালুমিনিয়াম আলো ও অক্সিজেন আটকায় এবং পলিইথিলিন তরল সিল করে।
- হালকা ওজনের, রিসাইকেবল এবং কোনো প্রিজারভেটিভ ছাড়াই পানীয়কে দীর্ঘকাল ভালো রাখে।
খাদ্য ক্যানিং (Canning) প্রক্রিয়ার মূল ধাপগুলো পর্যায়ক্রমে লেখ। ক্যান সিলিংয়ের পূর্বে একজস্টিং (Exhausting) কেন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ? [মান: ৫]
ক্যানিং প্রক্রিয়ার ধাপসমূহ:
কাঁচামাল বাছাই ও ধৌতকরণ \(\rightarrow\) খোসা ছাড়ানো ও সাইজিং \(\rightarrow\) ব্ল্যাঞ্চিং \(\rightarrow\) ক্যানে খাদ্য ও ব্রাইন/সিরাপ ফিলিং \(\rightarrow\) একজস্টিং (Exhausting) \(\rightarrow\) সিমার দ্বারা সিলিং \(\rightarrow\) রেটর্টে থার্মাল প্রসেসিং (জীবাণুমুক্তকরণ) \(\rightarrow\) দ্রুত কুলিং \(\rightarrow\) লেবেলিং ও সংরক্ষণ।
একজস্টিংয়ের গুরুত্ব: ক্যানের হেডস্পেস থেকে বাতাস ও অক্সিজেন দূর করা। অক্সিজেন দূর না করলে ক্যানের ভেতরের টিন ক্ষয়প্রাপ্ত হতো, ভিটামিন নষ্ট হতো এবং উচ্চ তাপের সময় ক্যানের ভেতর অতিরিক্ত বায়বীয় চাপে ক্যান ফেটে যেত।
পিয়ারসন স্কয়ার মেথড (Pearson Square Method) কী? \(6.0\%\) ফ্যাটযুক্ত পূর্ণাঙ্গ দুধ এবং \(0.5\%\) ফ্যাটযুক্ত স্কিম মিল্ক মিশিয়ে \(3.5\%\) ফ্যাটের \(500\,\text{kg}\) আদর্শ টোনড মিল্ক তৈরি করতে প্রতিটি দুধের কত কেজি প্রয়োজন হবে? [মান: ৫]
পিয়ারসন স্কয়ার ক্যালকুলেশন:
- পূর্ণাঙ্গ দুধ: \(6.0\%\)
- স্কিম মিল্ক: \(0.5\%\)
- কাঙ্ক্ষিত মিশ্রণ: \(3.5\%\)
অনুপাত বিয়োগফল:
পূর্ণাঙ্গ দুধের অংশ = \(|3.5 - 0.5| = 3.0\text{ ভাগ}\)
স্কিম মিল্কের অংশ = \(|6.0 - 3.5| = 2.5\text{ ভাগ}\)
মোট অংশ = \(3.0 + 2.5 = 5.5\text{ ভাগ}\)
গণনা:
১. পূর্ণাঙ্গ দুধের পরিমাণ: \[W_1 = 500 \times \frac{3.0}{5.5} = \mathbf{272.73\,\text{kg}}\]
২. স্কিম মিল্কের পরিমাণ: \[W_2 = 500 \times \frac{2.5}{5.5} = \mathbf{227.27\,\text{kg}}\]
দুধের হোমোজেনাইজেশন (Homogenization) কেন করা হয়? হোমোজেনাইজেশনের ফলে দুধের চর্বি কণার (Fat Globules) কী পরিবর্তন ঘটে এবং স্টোকসের সূত্র (Stokes' Law) দ্বারা কীভাবে চর্বি ভেসে ওঠা রোধ হয়? [মান: ৫]
উদ্দেশ্য: দুধের চর্বি কণাগুলো উপরে ভেসে উঠে ননী বা ক্রিমের স্তর যেন তৈরি না করে, সেজন্য চর্বি কণাকে ভেঙে দুধের মধ্যে সমানভাবে ছড়িয়ে দেওয়া।
পরিবর্তন: চর্বি কণার ব্যাস স্বাভাবিক \(3-10\,\mu\text{m}\) থেকে ভেঙে \(1-2\,\mu\text{m}\)-এর নিচে নেমে আসে এবং কণার সংখ্যা প্রায় ১০,০০০ গুণ বেড়ে যায়।
স্টোকসের সূত্র: চর্বি ভেসে ওঠার বেগ: \[v = \frac{2 r^2 (\rho_p - \rho_f) g}{9 \mu}\]
যেহেতু ভেসে ওঠার গতি কণার ব্যাসার্ধের বর্গের (\(r^2\)) সমানুপাতিক, ব্যাস ৫ গুণ কমালে ভেসে ওঠার গতি ২৫ গুণ কমে যায়, ফলে দুধ দীর্ঘ সময় ক্রিমিংবিহীন সুষম থাকে।
মডিফাইড অ্যাটমোস্ফিয়ার প্যাকেজিং (MAP) বলতে কী বোঝায়? প্রক্রিয়াজাত খাদ্য ও তাজা শাকসবজির প্যাকেটে অক্সিজেন (\(\text{O}_2\)), কার্বন ডাইঅক্সাইড (\(\text{CO}_2\)) এবং নাইট্রোজেনের (\(\text{N}_2\)) ভূমিকা কী? [মান: ৫]
সংজ্ঞা: খাদ্যের ক্ষয়কারী জীবাণু ও এনজাইমের গতি ধীর করে শেলফ-লাইফ বাড়াতে প্যাকেটের ভেতরের স্বাভাবিক বাতাস বের করে নির্দিষ্ট অনুপাতে গ্যাসের কৃত্রিম মিশ্রণ প্রবেশ করানো।
গ্যাসের ভূমিকা:
১. \(\text{CO}_2\): প্রধান অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল গ্যাস; এটি ব্যাকটেরিয়া ও মোল্ডের কোষ পর্দার ভেতর প্রবেশ করে পিএইচ কমিয়ে বৃদ্ধি বন্ধ করে।
২. \(\text{N}_2\): নিষ্ক্রিয় ফিলার গ্যাস; এটি খাদ্যের সাথে কোনো বিক্রিয়া করে না এবং প্যাকেজিং ফেটে যাওয়া বা চুপসে যাওয়া রোধ করে।
৩. \(\text{O}_2\): মাংসের উজ্জ্বল লাল রং ধরে রাখতে এবং অ্যানারোবিক জীবাণুর বৃদ্ধি ঠেকাতে সীমিত মাত্রায় ব্যবহৃত হয় (তবে সাধারণ স্ন্যাক্স খাবারে জারণ রোধে \(\text{O}_2\) সম্পূর্ণ দূর করা হয়)।
জ্যাম ও জেলি তৈরিতে পেকটিন (Pectin), চিনি এবং অ্যাসিডের আদর্শ অনুপাত কী? জেল গঠনের মেকানিজম ব্যাখ্যা করো। [মান: ৫]
আদর্শ অনুপাত:
- পেকটিন: \(0.5\% - 1.0\%\)
- দ্রবীভূত চিনি (TSS): \(65\% - 68\%\) (বা Brix \(65^\circ-68^\circ\))
- অ্যাসিড (pH): \(3.0 - 3.3\)
জেল গঠনের মেকানিজম: স্বাভাবিক অবস্থায় পেকটিন অণুগুলো ঋণাত্মক চার্জযুক্ত থাকে এবং পানিতে হাইড্রেশন স্তরের কারণে পরস্পরকে বিকর্ষণ করে বিচ্ছিন্ন থাকে। এসিড যোগ করলে পেকটিনের কার্বক্সিল মূলকের আয়নিত হওয়া কমে যায় এবং চার্জ প্রশমিত হয়। চিনি যোগ করলে এটি জলীয় স্তর শোষণ করে পেকটিনকে ডিহাইড্রেট করে ফেলে, ফলে পেকটিন শৃঙ্খলগুলো পরস্পরের সাথে যুক্ত হয়ে ত্রিমাত্রিক জালিকা (Gel network) তৈরি করে চিনি ও পানিকে আবদ্ধ করে শক্ত জেল তৈরি করে।
জ্যাম ও জেলির মান নিয়ন্ত্রণে রিফ্র্যাক্টোমিটার (Refractometer) দ্বারা মোট দ্রবীভূত কঠিন পদার্থ (TSS বা Brix) কীভাবে পরিমাপ করা হয়? কমার্শিয়াল জেলিতে কেন সাইট্রিক এসিড যোগ করা আবশ্যক? [মান: ৫]
TSS বা Brix পরিমাপ: হ্যান্ড রিফ্র্যাক্টোমিটারের প্রিজমে ১-২ ফোঁটা জেলির স্যাম্পল রেখে আলোর প্রতিসরণ কোণ মেপে সুগার কনসেনট্রেশন বা ব্রিক্স রিডিং (\(^\circ\text{Brix}\)) সরাসরি পড়া হয়। মানসম্পন্ন জেলি ও জ্যামে TSS ন্যূনতম \(65^\circ\text{Brix}\) হতে হবে।
সাইট্রিক এসিডের ভূমিকা:
১. জেলির পিএইচ ৩.০-৩.৩ এর মধ্যে নামিয়ে এনে পেকটিনের পেপটাইজেশন ভেঙে দৃঢ় জেল নেটওয়ার্ক গঠন নিশ্চিত করা।
২. মিষ্টি ও টকের স্বাদ ব্যালেন্স করা।
৩. সুক্রোজ চিনিকে গ্লুকোজ ও ফ্রুক্টোজে আংশিক ইনভার্ট (Invert sugar) করে দীর্ঘ সংরক্ষণে সুগার ক্রিস্টালাইজেশন বা চিনি জমাট বাঁধা রোধ করা।
একটি স্বল্প অম্লীয় ক্যানড ফুডে (pH > 4.6) বোটুলিজম সুরক্ষার জন্য ১২-ডি ধারণা (12-D Concept) নিশ্চিত করতে হবে (\(D_{121.1} = 0.22\) মিনিট)। (ক) আদর্শ রেফারেন্স নির্বীজন মান (\(F_0\)) কত মিনিট? (খ) রিটর্ট হিট পেনিট্রেশনের বিলম্ব সহ ১৫% নিরাপত্তা মার্জিন যোগ করলে মোট কার্যকর প্রসেসিং সময় কত হবে? [মান: ৫]
১. 12-D প্রসেস লেথালিটি (\(F_0\)):
\[F_0 = 12 imes D_{121.1} = 12 imes 0.22 = 2.64 ext{ minutes}\]
২. ১৫% মার্জিনসহ কার্যকর প্রসেসিং সময়:
\[t_{process} = 2.64 imes 1.15 = 3.04 ext{ minutes}\]
বাণিজ্যিক নির্বীজনে 12-D কনসেপ্ট ও ক্যানিং থার্মাল লেথালিটি।
একটি খাদ্য ড্রায়ারে প্রতি সেকেন্ডে 1.7 kg শুষ্ক বাতাস প্রবাহিত হয়। ইনলেট বাতাসের আর্দ্রতা অনুপাত \(w_1 = 0.011 ext{ kg water/kg dry air}\) এবং ড্রায়ার হতে নির্গত স্যাচুরেটেড বাতাসের আর্দ্রতা অনুপাত \(w_2 = 0.026 ext{ kg water/kg dry air}\) হলে প্রতি ঘণ্টায় খাদ্য হতে অপসারিত পানির পরিমাণ (kg/hr) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
সাইক্রোমেট্রিক আর্দ্রতা অপসারণ সমীকরণ:
\[\dot{m}_{water} = \dot{m}_{air} \cdot (w_2 - w_1)\]
\[\dot{m}_{water} = 1.7 imes (0.026 - 0.011) = 0.0255 ext{ kg/s}\]
প্রতি ঘণ্টায়: \[0.0255 imes 3600 = 91.8 ext{ kg/hr}\]
বাতাসের আর্দ্রতা ধারণ ক্ষমতা ও ড্রাইং এয়ার ফ্লো রেট ব্যালেন্স।
একটি স্প্রে ড্রায়ারে 525 kg/hr হারে ঘনীভূত দুধ প্রবেশ করে যার মধ্যে কঠিন পদার্থের পরিমাণ 42%। ড্রায়ার হতে ৪% আর্দ্রতার গুঁড়া দুধ (Milk Powder) উৎপাদিত হলে (ক) গুঁড়া দুধ উৎপাদনের হার (kg/hr) এবং (খ) পানি বাষ্পীভবনের হার (kg/hr) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. দুধের সলিডস ব্যালেন্স:
\[F \cdot x_F = P \cdot x_P \implies 525 imes 0.42 = P imes (1 - 0.04)\]
\[P = rac{220.5}{0.96} = 229.69 ext{ kg/hr}\]
২. পানি বাষ্পীভবন হার:
\[W = 525 - 229.69 = 295.31 ext{ kg/hr}\]
দুগ্ধ শিল্পে স্প্রে ড্রায়ারের উপাদানের ভর সংরক্ষণ সমাধান।
একটি ডেইরি প্লান্টে ৩.০% ফ্যাটযুক্ত 2100 kg টোনড মিল্ক তৈরি করতে হবে। উপলব্ধ কাঁচামাল হলো 4.4% ফ্যাটের খাঁটি দুধ এবং 0.05% ফ্যাটের স্কিম মিল্ক। পিয়ারসন স্কয়ার মেথড প্রয়োগে প্রয়োজনীয় খাঁটি দুধ (kg) এবং স্কিম মিল্কের পরিমাণ (kg) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
পিয়ারসন স্কয়ার অনুপাত:
খাঁটি দুধের অংশ \(= 3.0 - 0.05 = 2.95\)
স্কিম মিল্কের অংশ \(= 4.4 - 3.0 = 1.4\)
মোট অংশ \(= 4.35\)
প্রয়োজনীয় উপাদান:
\[ ext{Whole Milk} = 2100 imes rac{2.95}{4.35} = 1424.1 ext{ kg}\]
\[ ext{Skim Milk} = 2100 imes rac{1.4}{4.35} = 675.9 ext{ kg}\]
পিয়ারসন স্কয়ার মেথডে দুধের ফ্যাট ব্যালেন্স ও স্ট্যান্ডার্ডাইজেশন।
কেজি আমের পাল্পে (১০° ব্রিক্স) 51.5 kg চিনি যোগ করে জ্যাম তৈরি করা হচ্ছে। মিশ্রণটিকে ফুটিয়ে ৬৫° ব্রিক্সে (65° Brix) উন্নীত করা হলে (ক) উৎপাদিত জ্যামের চূড়ান্ত ওজন (kg) এবং (খ) বাষ্পীভূত পানির পরিমাণ নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. মোট দ্রবণীয় কঠিন পদার্থ (Total Soluble Solids, TSS):
\[TSS = (50 imes 0.10) + 51.5 = 56.5 ext{ kg}\]
২. ৬৫° ব্রিক্স জ্যামের চূড়ান্ত ওজন:
\[W_{jam} = rac{56.5}{0.65} = 86.92 ext{ kg}\]
৩. বাষ্পীভূত পানির ভর:
\[W_{evap} = (50 + 51.5) - 86.92 = 14.58 ext{ kg}\]
ফল প্রক্রিয়াকরণে ব্রিক্স সমন্বয় ও জ্যাম তৈরিতে বাষ্পীভবন ব্যালেন্স।
একটি আধুনিক রোলার ফ্লাওয়ার মিলে ৫,০০০ কেজি পরিষ্কার ও কন্ডিশন্ড গম ভাঙিয়ে 3640 কেজি সাদা ময়দা (White Flour) পাওয়া গেল। অবশিষ্ট অংশ ভুসি ও সুজি। (ক) ময়দার এক্সট্রাকশন রেট (Extraction Rate %) এবং (খ) ভুসি ও উপজাতের মোট পরিমাণ (kg) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. এক্সট্রাকশন রেট (Extraction Rate %):
\[ ext{Extraction Rate} = rac{ ext{Weight of Flour}}{ ext{Weight of Wheat}} imes 100 = rac{3640}{5000} imes 100 = 72.8\%\]
২. ভুসি ও অন্যান্য উপজাতের পরিমাণ:
\[ ext{By-products} = 5000 - 3640 = 1360.0 ext{ kg}\]
গম ক্রাশিংয়ে রোলিং প্রক্রিয়া ও ফ্লাওয়ার মিলিং ইল্ড নির্ধারণ।
একটি পানিশূন্য খাদ্য কণার BET শোষণ আইসোথার্মে মনোলেয়ার আর্দ্রতা মান \(X_m = 0.048 ext{ kg water/kg dry solid}\) এবং এনার্জি ধ্রুবক \(C = 13.5\)। পরিবেশের পানি সক্রিয়তা \(a_w = 0.58\) অবস্থায় খাদ্যটির সাম্যাবস্থা আর্দ্রতা (Equilibrium Moisture) কত? [মান: ৫]
বিইটি (BET) সমীকরণ:
\[X = rac{X_m \cdot C \cdot a_w}{(1 - a_w) [1 + (C - 1) a_w]}\]
\[X = rac{0.048 imes 13.5 imes 0.58}{(1 - 0.58) [1 + (13.5 - 1) imes 0.58]} = 0.1085 ext{ kg water/kg dry solid}\]
খাদ্যের আর্দ্রতা শোষণ আইসোথার্ম ও মনোলেয়ার আর্দ্রতা বিশ্লেষণ।
একটি টমেটো পিউরির প্রবাহ আচরণ পাওয়ার ল মডেল (\( au = K \dot{\gamma}^n\)) মেনে চলে (কনসিস্টেন্সি ইনডেক্স \(K = 16.5 ext{ Pa}\cdot ext{s}^n\), ফ্লো বিহেভিয়ার ইনডেক্স \(n = 0.43\))। শিয়ার রেট \(\dot{\gamma} = 100 ext{ s}^{-1}\) হলে (ক) শিয়ার স্ট্রেস (Pa) এবং (খ) আপাত সান্দ্রতা (Apparent Viscosity in Pa·s) নির্ণয় করো। [মান: ৫]
১. পাওয়ার ল মডেলে শিয়ার পীড়ন:
\[ au = K \cdot \dot{\gamma}^n = 16.5 imes 100^{0.43} = 119.53 ext{ Pa}\]
২. আপাত সান্দ্রতা (\(\eta_{app}\)):
\[\eta_{app} = rac{ au}{\dot{\gamma}} = rac{119.53}{100} = 1.195 ext{ Pa}\cdot ext{s}\]
(\(n < 1\) হওয়ায় খাদ্যটি সিউডোপ্লাস্টিক বা শিয়ার-থিনিং তরল)।
নন-নিউটনিয়ান তরল খাদ্যের প্রবাহ আচরণ ও সান্দ্রতা বিশ্লেষণ।
একটি শিল্প খাদ্য কারখানায় 'ক্যানড ফুডের থার্মাল রিটর্টিং' 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 (ক্যানড ফুডের থার্মাল রিটর্টিং):
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।