Meerkeuzevragen (50 Vragen)

1. Welke vier factoren vormen samen de zogeheten "Cirkel van Sinner" in CIP-reinigingsprocessen?
   • A. pH, tijd, temperatuur, druk
   • B. Stoomdruk, reinigingsmiddelen, temperatuur, pH
   • C. Tijd, temperatuur, chemische actie (detergent), mechanische actie (turbulentie/stroomsnelheid)
   • D. Temperatuur, stoomdruk, pH, contacttijd

2. Waar staat $L^* = 100$ voor in de CIE-$L^*a^b^$ kleurruimte?
   • A. Diepzwart
   • B. Volmaakt diffuus wit
   • C. Verzadigd rood

3. Welke kleurdimensie wordt gerepresenteerd door de $b^*$-as in de CIE-$L^*a^b^$ kleurruimte?
   • A. Groen – Rood
   • B. Blauw – Geel (waarbij $-b^$ blauw is en $+b^$ geel)
   • C. Helderheid
   • D. Verzadiging (chroma)

4. Welke uitspraak is fundamenteel correct voor in-line meetinstrumentatie?
   • A. In-line metingen zijn per definitie destructief.
   • B. In-line instrumentatie meet direct in de ononderbroken productstroom zonder monstername en is niet-destructief.
   • C. In-line metingen zijn trager dan off-line laboratoriumanalyses.

5. Wat is het typische spectrale golflengtebereik van Nabij-Infraroodspectroscopie (NIRS)?
   • A. $200\text{--}400\text{ nm}$
   • B. $400\text{--}700\text{ nm}$
   • C. $700\text{--}2500\text{ nm}$ ($0,7\text{--}2,5\text{ }\mu\text{m}$)
   • D. $2,5\text{--}25\text{ }\mu\text{m}$

6. NIRS-absorptiespectra berusten primair op:
   • A. Elektronovergangen tussen atomaire orbitalen
   • B. Overtoon- en combinatievibraties van functionele groepen met waterstof ($\text{C-H}$, $\text{O-H}$, $\text{N-H}$, $\text{S-H}$)
   • C. Rotatie-interacties van zware metaalatomen

7. Een hydrostatische druktransmitter in een cilindrische tank van $10\text{ m}$ hoog geeft een gestandaardiseerd stroomsignaal van $4\text{--}20\text{ mA}$. Bij een lege tank levert de sensor $4\text{ mA}$, bij een volle tank van $10\text{ m}$ levert hij $20\text{ mA}$. Welk vloeistofniveau bevindt zich in de tank wanneer de transmitter $16\text{ mA}$ meet?
   • A. $5,0\text{ m}$
   • B. $7,5\text{ m}$
   • C. $8,0\text{ m}$
   • D. $8,5\text{ m}$

8. Vergelijk de drie typen massaanalysatoren: Sector-veld, Quadrupool en Time-of-Flight (TOF).

   

   Eigenschap	Sector-veld (HR-ICP-MS)	Quadrupool (Q-MS)	Time-of-Flight (TOF-MS)
   Scheidingsprincipe	Afbuiging in magnetisch + elektrostatisch veld	Resonante oscillatie in dynamisch DC/RF veld	Verschil in vluchttijd door veldvrije driftbuis
   Resolutie ($R$)	Zeer hoog ($R > 10.000$)	Eenheidsmassa (unit mass, $R \approx 300$)	Matig tot hoog ($R \approx 1.000\text{--}50.000$)
   Scansnelheid	Matig ($\approx 150\text{ ms/spectrum}$)	Snel ($\approx 100\text{ ms/spectrum}$)	Extreem snel ($< 1\text{ ms/spectrum}$)
   Kosten & complexiteit	Zeer duur, complex onderhoud	Goedkoop, robuust, compact	Middelmatig

9. Vergelijk Total Ion Current (TIC) met Selected Ion Monitoring (SIM) in massaspectrometrie.

   

   Eigenschap	TIC (Full Scan)	SIM (Selected Ion Monitoring)
   Scanbereik	Scant continu een breed massavenster (bv. $m/z\text{ }50\text{--}500$)	Filtert uitsluitend $2\text{--}4$ vooraf geselecteerde $m/z$ waarden
   Gevoeligheid / LOD	Lagere gevoeligheid (signaal verdeeld over breed venster)	Zeer hoge gevoeligheid ($10\text{--}100\times$ lagere detectielimiet)
   Toepassing	Kwalitatieve identificatie van onbekenden, fingerprinting	Gerichte kwantificatie van bekende sporencomponenten
   Informatiegehalte	Volledig fragmentatiespectrum beschikbaar	Geen spectraalinformatie buiten de gekozen ionen

10. Wat is de betekenis van een P&ID-instrumentsymbool bestaande uit een cirkel met het opschrift "TIC 220" waarin een ononderbroken horizontale lijn is getekend?

    

    • A. Temperatuursensor lokaal gemonteerd op de leiding in het veld.
    • B. Temperature Indicating Controller (kring 220), gesitueerd op het centrale bedieningspaneel in de controlekamer en toegankelijk voor de operator.
    • C. Noodtemperatuurschakelaar achter het paneel.

11. Waarom is roestvast staal (RVS 316L) het standaardeisenmateriaal in hygiënisch ontworpen procesinstallaties?
    • A. Het is uiterst goedkoop.
    • B. Het vertoont passiverende corrosiebestendigheid, is niet-toxisch, logt geen stoffen uit en bezit een lage oppervlakteruwheid.
    • C. Het breekt niet bij trillingen.

12. Welke afrondingsstraal (internal bend radius) wordt door de EHEDG minimaal voorgeschreven voor binnenhoeken in contact met levensmiddelen?
    • A. Minimaal $3\text{ mm}$
    • B. Minimaal $1\text{ mm}$
    • C. Geen minimale vereiste

13. Welk type lasnaad voldoet aan de richtlijnen voor hygiënisch leidingwerk?
    • A. Onderbroken hechtlas
    • B. Doorgelaste, gladde en naadloos geslepen lasnaad zonder spleten, poriën of verkleuring
    • C. Geschroefde mofverbinding met teflontape

14. Wat is de primaire functie van een reflectron (ionenspiegel) in een TOF-MS?

    

    • A. Het monster sneller ioniseren
    • B. Het corrigeren voor de kinetische energie-spreiding van ionen met identieke $m/z$ en het virtueel verdubbelen van de vluchtweg, wat leidt tot een aanzienlijk hogere massaresolutie
    • C. Het voorkomen van detectorverzadiging

15. Wanneer past men bij voorkeur een sample-and-hold algoritme toe in procesregelingen?
    • A. Bij processen met een zeer snelle dynamiek
    • B. Bij processen die gedomineerd worden door grote dode tijden ($\theta > \tau$)
    • C. Wanneer er geen sensor beschikbaar is

16. Waar stuurt de uitgang (output) van een industriële procesregelaar zijn signaal naartoe?
    • A. Naar de comparator
    • B. Naar het meetelement
    • C. Naar de actuator (bv. stuurklep, frequentieregelaar, verwarmingselement)

17. Welke drie sensoren zijn primair van cruciaal belang voor de procesregeling van een continue waterafvullijn?
    • A. Metaaldetector, kleursensor, troebelheidsmeter
    • B. Niveausensor, druksensor, debietmeter
    • C. Geleidbaarheidsmeter, pH-sensor, viscositeitsmeter

18. Gegeven: een niveauregeling met bias $= 50%$, proportionele band $= 2\text{ m}$, gewenst niveau $= 2\text{ m}$. De actuele meetwaarde bedraagt $3\text{ m}$. Wat zal een direct werkende toevoerklep doen?
    • A. Volledig openen
    • B. Sluiten naar 0% (volledig dicht)
    • C. Op 50% blijven staan

Eerste zit

Deel Prof. Mia Eeckhout

1. Ultrasone Transittijd Debietmeter:

   • a. Waarvoor wordt een transit time ultrasone flowmeter gebruikt? Teken de opstelling en verklaar het meetprincipe.
   • b. Wat meet het toestel wanneer er zich geen vloeistof in de leiding bevindt?
   • c. Vergelijk deze techniek met de elektromagnetische debietmeter. Kunnen beide meters voor identiek dezelfde toepassingen worden ingezet?

   

2. P&ID Schema en Instrumentatietags: Gegeven is een P&ID van een procestank met warmtewisselaar.

   

   • a. Identificeer de betekenis van de letters in tags zoals TT, TRC, TY, TCV.

   • b. Wat is de normatieve betekenis van de lijnvoering binnen een instrumentcirkel (geen lijn, volle lijn, onderbroken lijn)? Pas de aangeduide tag aan op de figuur zodat deze overeenkomt met een instrument dat op het centrale bedieningspaneel in de controlekamer staat.

Deel Prof. Pieter Vermeir

1. ICP-MS met Quadrupool:

   • a. Schets de ICP-MS opstelling en benoem alle tussenliggende vacuümstadia en ionenoptische delen. Geef per onderdeel 2 à 3 regels uitleg.
   • b. Beschrijf een productieproces waarin ICP-MS onmisbaar is voor kwaliteitscontrole. Specificeer alle componenten/elementen die gemonitord worden.

   

Meerkeuzevragen

1. Wat is het effect op de proportionele band wanneer een differentiërende actie (D-actie) wordt toegevoegd aan een PI-regelaar?
   • A. De proportionele band moet groter gekozen worden.
   • B. De proportionele band kan kleiner gekozen worden.
   • C. De proportionele band blijft ongewijzigd.

1. Explain the difference between stirred type and set type yogurt.
2. Which quality and safety experiments would you perform on raw milk that enters your factory?

Eerste zit

Meerkeuzevragen:

1. Bij een Doppler-flowmeter is het gemeten debiet direct afhankelijk van de signaalsterkte van de ultrasone bron.

2. Een vortex flowmeter is in zijn normale werkingsgebied sterk afhankelijk van het Reynoldsgetal.

3. Welke visuele waarneming stemt overeen met $L^* = 100$ in het CIE-Lab systeem?
   • A. Zwart
   • B. Wit
   • C. Kleurloos

4. Een hydrostatische niveaumeting is afhankelijk van de vloeistofdichtheid.

5. Met een capacitieve niveaumeting kan men zowel vloeistoffen met hoge als lage diëlektrische constante meten.

6. Welke analytische techniek fungeert als chemisch alternatief voor een getrainde speurhond?
   • A. Biosensor
   • B. GC-MS
   • C. E-nose

7. Welke multivariate techniek wordt bij e-nose analyse van witte wijn primair gebruikt om clusters en verbanden zichtbaar te maken?
   • A. Variantieanalyse (ANOVA)
   • B. Hoofdcomponentenanalyse (PCA) / Clusteranalyse
   • C. Enkelvoudige lineaire regressie

8. Een impact flowmeter werkt uitsluitend bij stortgoed in vrije val.

9. De EHEDG is een commercieel inspectiebedrijf.

10. Een elektrothermische debietmeter steunt op:
    • A. Conductiviteit van het gas
    • B. Het temperatuurverschil over een verwarmingselement in de gasstroom
    • C. Drukval over een vernauwing

11. Een Pt100-weerstandsthermometer kan worden toegepast in:
    • A. Uitsluitend stilstaande vloeistoffen
    • B. Vloeistoffen in vaten met actieve roerwerken
    • C. Beide, mits mechanische bescherming

12. Gegeven onderstaand massaspectrogram van benzeen met een fragmentatiepatroon:

    

    Welke uitspraak is juist?

    • A. Dit is een anorganische matrix.
    • B. Dit is opgenomen via SIM.
    • C. Dit spectrum is opgenomen via TIC en dient voor kwalitatieve bepaling.
    • D. Men kan enkel kwantificeren op $m/z = 78$.

13. Welke elementen kunnen gemeten worden met ICP-MS uit een mengsel bevattende: tolueen, $\text{Ar}^{2+}$, $\text{Mg}^+$, aceton en zink?
    • A. Alle componenten
    • B. $\text{Ar}^{2+}$, $\text{Mg}^+$ en zink
    • C. Enkel $\text{Mg}^+$ en zink
    • D. Enkel de solventen tolueen en aceton

14. Duid de juiste stelling aan omtrent FEG:
    • A. FEG produceert secundaire elektronen voor TEM.
    • B. FEG produceert primaire elektronen; bij SEM worden secundaire elektronen gemeten die vrijkomen uit het monster.
    • C. FEG meet rechtstreeks primaire elektronen in SEM.

15. NIR-spectroscopie berust op:
    • A. Reflectie bij ondoorzichtige stalen
    • B. Transmissie bij heldere vloeistoffen
    • C. Transflectie bij troebele vloeistoffen met een reflectorspiegel
    • D. Alle bovenstaande meetmodi

16. Voor een betrouwbare kwantitatieve kalibratie van een NIR-methode volstaan minimaal 5 stalen.

17. Wat is de controller gain ($K_p$) wanneer de proportionele band gelijk is aan $175%$?
    • A. 1,75
    • B. 175
    • C. 0,571

18. Indien het foutsignaal (error) bij een AAN/UIT-regelaar exact nul is, wat is dan de uitgangswaarde van de regelaar?
    • A. 100%
    • B. 50%
    • C. De regelaar schakelt niet en behoudt zijn actuele status (0% of 100%)

19. Welk huishoudelijk toestel vormt een typisch gesloten-lussysteem (closed loop)?
    • A. Eenvoudige broodrooster (op tijdklok)
    • B. Haardroger met vaste standen
    • C. Strijkijzer met ingebouwde thermostaat

20. Wat is het effect wanneer de integratietijd toeneemt (dus de integrale versterkingsfactor $K_i$ daalt)?

21. Wat is het effect wanneer de proportionaliteitsfactor $K_p$ stijgt?

22. Wat is het hoofddoel van de integrerende actie (I-actie) in een regelaar?
    • A. Snel reageren op plotse verstoringen
    • B. Het elimineren van de stationaire fout (steady-state offset)
    • C. Het verhogen van de demping

23. Wat is een inherent nadeel van aan/uit-regelsystemen?
    • A. Hoge installatiekosten
    • B. Continue fluctuatie / oscillatie van de proceswaarde rond het setpoint
    • C. Vereist ingewikkelde kalibratie

24. Met welke term is de term "reset-actie" synoniem?
    • A. Proportionele actie
    • B. Integrerende actie
    • C. Differentiële actie

25. Welk type niveaumeter is bij uitstek geschikt voor schuimend bier in een gistingstank?
    • A. Ultrasone niveaumeter
    • B. Hydrostatische druktransmitter
    • C. Beide zijn evenwaardig

Open vragen:

1. Reconstitutie en pasteurisatie van fruitsap (30 punten): Gegeven: een tank met 500 liter geconcentreerd fruitsap ($70\text{ }^\circ\text{Brix}$) en een tank met 5000 liter drinkwater van 4 °C. Beide worden gemengd tot een sapconcentratie van exact $15\text{ }^\circ\text{Brix}$. Vervolgens wordt het product continu verpompt naar een platenpasteurisator waarin het product verhit moet worden tussen minimaal 70 °C en maximaal 75 °C. Aansluitend worden bidons van 5 liter afgevuld. Na elke batch worden de procesleidingen gespoeld met drinkwater.

   

   • a. Bereken hoeveel liter water toegevoegd moet worden aan de 500 liter concentraat om $15\text{ }^\circ\text{Brix}$ te bekomen.

   • b. Schets het proces met P&ID-symboliek en geef een duidelijke legende.

   • c. Selecteer en bespreek minimaal 5 verschillende sensoren: specificeer wat gemeten wordt, waarom het gemeten wordt en naar welke actuator het signaal gestuurd wordt.

   • d. Hoe wordt het proces gestuurd bij onder- of overschrijding van de pasteurisatietemperatuur?

2. Vortex Shedding (10 punten):

   • a. Waar wordt vortex shedding voor gebruikt?
   • b. Teken het principe en verklaar de werking.
   • c. Welke omstandigheid verhindert een accurate meting?
   • d. Wat detecteert de sensor in een lege leiding?

   

3. ICP-MS Kwaliteitscontrole (10 punten):

   • a. Schets de ICP-MS analysator van plasma tot detector en benoem de hoofdonderdelen op 1 pagina.
   • b. Geef een toepassingsvoorbeeld in de voedingsindustrie. Welke elementen worden opgevolgd en hoe ziet de monstervoorbewerking eruit?