توسعه سيستم استنتاج تطبيقي فازي- عصبي در پيش‌بيني سينتيك انتقال جرم طي آب‌زدايي اسمزي- فراصوت سيب

سابقه و هدف: آب‌زدايي اسمزي فرآيند خيساندن محصولات در محلول آبي حاوي نمك يا قند است كه معمولاً براي ميوه‌ها و سبزي‌ها استفاده مي‌شود. روش آب‌زدايي اسمز- فراصوت مي‌تواند كيفيت محصولات آب‌زدايي‌شده را با افزايش سرعت انتقال جرم و حفظ ويژگي‌هاي ظاهري بهبود بخشد. با وجود اينكه روش‌هاي آماري و رياضي بسياري براي پيش‌بيني سينتيك انتقال جرم در فرآيند آب‌زدايي اسمزي محصولات كشاورزي وجود دارد، اما استفاده از الگوريتم‌هاي هوشمند با ويژگي‌هاي مطلوب در سال‌هاي اخير پيشرفت قابل ملاحظه‌اي داشته است. هدف اصلي در اين تحقيق پيش‌بيني درصد كاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد كاهش آب برش‌هاي سيب آب‌زدايي‌شده به روش اسمزي- فراصوت با استفاده از سيستم استنتاج تطبيقي فازي- عصبي يا انفيس است.مواد و روش‌ها: فرآيند اسمز- فراصوت با استفاده از دستگاه حمام فراصوت (vCLEAN1-L6، بكر، ايران) انجام شد. برش‌هاي سيب در حمام فراصوت حاوي محلول‌هاي ساكارز با بريكس 30، 40 و 50 درجه غوطه‌ور شدند. توان‌هاي اعمال شده فراصوت برابر 0، 75، و 150 وات، زمان تيمار فراصوت 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقيقه، فركانس دستگاه 40 كيلوهرتز، و دماي سيستم نيز 50 درجه سلسيوس در نظر گرفته شد. رطوبت برش‌هاي سيب توسط آون در دماي 105 درجه سلسيوس و در مدت زمان 5 ساعت محاسبه گرديد. مدل انفيس با 3 ورودي توان فراصوت (در سه سطح 0، 75 و 150 وات)، غلظت محلول ساكارز (در سه سطح 30، 40 و 50 درجه بريكس) و زمان اعمال فراصوت (در شش زمان 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقيقه) براي پيش‌بيني سينتيك انتقال جرم طي آب‌زدايي اسمزي- فراصوت برش‌هاي سيب، توسعه يافت.يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان داد كه با افزايش توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزي، درصد كاهش وزن نمونه‌ها افزايش يافت كه اين تغييرات به دليل خروج بيشتر رطوبت از برش‌هاي سيب مشاهده گرديد. ساختار شبكه انفيس بهينه شامل سه ورودي (توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزي)، 48 تابع عضويت ورودي، 16 قانون در لايه مياني، 16 تابع عضويت خروجي و يك پاسخ خروجي (درصد كاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و يا درصد كاهش آب) بود. مقادير ضريب تبيين (r) براي پيش‌بيني پارامترهاي درصد كاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد كاهش آب با استفاده از الگوريتم خوشه‌بندي كاهشي مبتني بر انفيس نيز به ترتيب برابر با 0/952، 0/927 و 0/961 محاسبه شد.نتيجه‌گيري: سيستم انفيس به‌درستي پارامترهاي خروجي فرآيند آب‌زدايي اسمزي سيب را تخمين زد؛ لذا استفاده از اين روش در ساخت و توسعه سيستم‌هاي هوشمند كنترل فرآيندهاي آب‌زدايي از محصولات كشاورزي توصيه مي‌شود.