مدل سازی اثر فراصوت بر ویسکوزیته، ضریب قوام و شاخص رفتار جریان غلظت های مختلف صمغ گزانتان

استفاده از امواج فراصوت برای تغییر ساختار صمغ ها، منجر به اصلاح و بهبود ویژگی های عملکردی و خواص ریولوژیکی آنها می شود. در این پژوهش اثرات شدت فراصوت و زمان تیماردهی بر ویسکوزیته ظاهری، ضریب قوام و شاخص رفتار جریان غلظت های مختلف صمغ گزانتان بررسی و مدل سازی شد. برای مدل سازی فرآیند نیز از روش الگوریتم ژنتیک- شبکه عصبی مصنوعی با سه ورودی (توان فراصوت، زمان تیماردهی و غلظت صمغ) و سه خروجی (ویسکوزیته، ضریب قوام و شاخص رفتار جریان) استفاده گردید. ویسکوزیته ظاهری نمونه شاهد صمغ گزانتان (تیمار نشده) با غلظت های 1/0، 15/0 و 2/0 درصد به ترتیب برابر 0/21، 9/39 و 5/66 میلی پاسکال ثانیه بود. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش شدت و زمان اعمال فراصوت، ویسکوزیته صمغ کاهش می یابد. تیماردهی با امواج فراصوت به مدت 20 دقیقه باعث کاهش معنی دار ویسکوزیته ظاهری صمغ گزانتان از 9/39 به 2/23 میلی پاسکال ثانیه گردید (05/0>p). نتایج مدل سازی به روش الگوریتم ژنتیک- شبکه عصبی مصنوعی نشان داد شبکه ای با ساختار 3-5-3 در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی تانژانت هیپربولیک می تواند پارامترهای ریولوژیکی صمغ گزانتان را با ضریب همبستگی بالا و مقدار خطا پایین پیش بینی نماید. مقادیر میانگین مربعات خطا (MSE)، میانگین مربعات خطا نرمالیزه شده (NMSE)، میانگین خطا مطلق (MAE) و ضریب همبستگی (r) برای پیش بینی ویسکوزیته ظاهری صمغ گزانتان به ترتیب برابر 17/73، 20/0، 48/6 و 90/0 بود. بر اساس نتایج آزمون آنالیز حساسیت، شدت تیماردهی با فراصوت به عنوان موثرترین عوامل در تغییر ویسکوزیته ظاهری، ضریب قوام و شاخص رفتار جریان صمغ گزانتان بود.