مدل‌سازي اثر فراصوت بر ويسكوزيته، ضريب قوام و شاخص رفتار جريان غلظت‌هاي مختلف صمغ گزانتان

استفاده از امواج فراصوت براي تغيير ساختار صمغ‌ها، منجر به اصلاح و بهبود ويژگي‌هاي عملكردي و خواص رئولوژيكي آنها مي‌شود. در اين پژوهش اثرات شدت فراصوت و زمان تيماردهي بر ويسكوزيته ظاهري، ضريب قوام و شاخص رفتار جريان غلظت‌هاي مختلف صمغ گزانتان بررسي و مدل‌سازي شد. براي مدل‌سازي فرآيند نيز از روش الگوريتم ژنتيك- شبكه عصبي مصنوعي با سه ورودي (توان فراصوت، زمان تيماردهي و غلظت صمغ) و سه خروجي (ويسكوزيته، ضريب قوام و شاخص رفتار جريان) استفاده گرديد. ويسكوزيته ظاهري نمونه شاهد صمغ گزانتان (تيمار نشده) با غلظت‌هاي 0.1، 0.15 و 0.2 درصد به ترتيب برابر 21.0، 39.9 و 66.5 ميلي‌پاسكال ثانيه بود. نتايج اين پژوهش نشان داد كه با افزايش شدت و زمان اعمال فراصوت، ويسكوزيته صمغ كاهش مي‌يابد. تيماردهي با امواج فراصوت به مدت 20 دقيقه باعث كاهش معني‌دار ويسكوزيته ظاهري صمغ گزانتان از 39.9 به 23.2 ميلي‌پاسكال ثانيه گرديد (0.05 p). نتايج مدل‌سازي به روش الگوريتم ژنتيك- شبكه عصبي مصنوعي نشان داد شبكه‌اي با ساختار 3-5-3 در يك لايه پنهان و با استفاده از تابع فعال‌سازي تانژانت هيپربوليك مي‌تواند پارامترهاي رئولوژيكي صمغ گزانتان را با ضريب همبستگي بالا و مقدار خطا پايين پيش‌بيني نمايد. مقادير ميانگين مربعات خطا (MSE)، ميانگين مربعات خطا نرماليزه شده (NMSE)، ميانگين خطا مطلق (MAE) و ضريب همبستگي (r) براي پيش‌بيني ويسكوزيته ظاهري صمغ گزانتان به ترتيب برابر 73.17، 0.20، 6.48 و 0.90 بود. بر اساس نتايج آزمون آناليز حساسيت، شدت ‌تيماردهي با فراصوت به‌عنوان مؤثرترين عوامل در تغيير ويسكوزيته ظاهري، ضريب قوام و شاخص رفتار جريان صمغ گزانتان بود.