توسعه سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی در پیش بینی سینتیک انتقال جرم طی آب زدایی اسمزی- فراصوت سیب

آب زدایی اسمزی فرآیند خیساندن محصولات در محلول آبی حاوی نمک یا قند است که معمولا برای میوه ها و سبزی ها استفاده می شود. روش آب زدایی اسمز- فراصوت می تواند کیفیت محصولات آب زدایی شده را با افزایش سرعت انتقال جرم و حفظ ویژگی های ظاهری بهبود بخشد. با وجود اینکه روش های آماری و ریاضی بسیاری برای پیش بینی سینتیک انتقال جرم در فرآیند آب زدایی اسمزی محصولات کشاورزی وجود دارد، اما استفاده از الگوریتم های هوشمند با ویژگی های مطلوب در سال های اخیر پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته است. هدف اصلی در این تحقیق پیش بینی درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد کاهش آب برش های سیب آب زدایی شده به روش اسمزی- فراصوت با استفاده از سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی یا انفیس است. فرآیند اسمز- فراصوت با استفاده از دستگاه حمام فراصوت (vCLEAN1-L6، بکر، ایران) انجام شد. برش های سیب در حمام فراصوت حاوی محلول های ساکارز با بریکس 30، 40 و 50 درجه غوطه ور شدند. توان های اعمال شده فراصوت برابر 0، 75، و 150 وات، زمان تیمار فراصوت 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه، فرکانس دستگاه 40 کیلوهرتز، و دمای سیستم نیز 50 درجه سلسیوس در نظر گرفته شد. رطوبت برش های سیب توسط آون در دمای 105 درجه سلسیوس و در مدت زمان 5 ساعت محاسبه گردید. مدل انفیس با 3 ورودی توان فراصوت (در سه سطح 0، 75 و 150 وات)، غلظت محلول ساکارز (در سه سطح 30، 40 و 50 درجه بریکس) و زمان اعمال فراصوت (در شش زمان 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه) برای پیش بینی سینتیک انتقال جرم طی آب زدایی اسمزی- فراصوت برش های سیب، توسعه یافت. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزی، درصد کاهش وزن نمونه ها افزایش یافت که این تغییرات به دلیل خروج بیشتر رطوبت از برش های سیب مشاهده گردید. ساختار شبکه انفیس بهینه شامل سه ورودی (توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزی)، 48 تابع عضویت ورودی، 16 قانون در لایه میانی، 16 تابع عضویت خروجی و یک پاسخ خروجی (درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و یا درصد کاهش آب) بود. مقادیر ضریب تبیین (r) برای پیش بینی پارامترهای درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد کاهش آب با استفاده از الگوریتم خوشه بندی کاهشی مبتنی بر انفیس نیز به ترتیب برابر با 952/0، 927/0 و 961/0 محاسبه شد. سیستم انفیس به درستی پارامترهای خروجی فرآیند آب زدایی اسمزی سیب را تخمین زد؛ لذا استفاده از این روش در ساخت و توسعه سیستم های هوشمند کنترل فرآیندهای آب زدایی از محصولات کشاورزی توصیه می شود.