بررسي تاثير پارامترهاي عملياتي بركينتيك انتقال جرم طي فرآيند آبگيري اسمزي سيب زميني با استفاده از تحليل حساسيت مبتني بر شبكه‌هاي عصبي مصنوعي

Evaluation of the Operational Parametersʹ Effect on Mass Transfer Kinetics During Osmosic Dehydration of Potato Slices Using Sensitivity Analysis Based on Artificial Neural Networks

خشك كردن اسمزي، به عنوان يك روش فرآوري كمينه طي دهه‌هاي گذشته اهميت بسياري يافته است. اين فرآيند مستلزم انتقال جرم مي‌باشد كه با روش‌هاي مختلف، عمدتاً مبتني بر قانون فيك، مدل سازي مي‌شود. در اين پژوهش، فرآيند مدل سازي با به دست آوردن داده‌هاي تجربي درصد جذب مواد جامد، ميزان از دست دادن رطوبت و درصد رطوبت در محصول در غلظت‌هاي مختلف محلول اسمزي (5، 10 و 15%)، دماي غوطه وري (30، 40 و 60 درجه سانتي گراد)، نسبت سيب زميني به محلول اسمزي (1:6 ، 1:8 ، 1:10) و مدت زمان غوطه وري (1، 2، 3 و 4 ساعت) انجام شد. به منظور بررسي تاثير تغييرات در هر يك از پارامترهاي عملياتي بر روي متغيرهاي كينتيك انتقال جرم، تحليل حساسيت صورت پذيرفت. براي مدل سازي داده ها از شبكه عصبي مصنوعي (ANN) استفاده شد و نتايج، حاكي از قدرت بالاي مدل در پيش بيني خروجي‌هاي سيستم و نيز حساسيت زياد اين خروجي ها به پارامتر نسبت نمونه به محلول اسمزي بود.

Osmotic dehydration, as a minimal processing method, has found increasingly wide prospects during the past few decades. This process involves mass transfer which is commonly modeled by applications of different procedures, mostly based on Fickʹs law. In this research, we approached the modeling process by first obtaining experimental measurement of potatoʹs solid gain, water loss and moisture content under different conditions of solution concentrations ( 5, 10 and 15% w/w), temperatures (30, 40 and 60°C) , potato to solution ratio (1:6, 1:8 and 1:10) as well as time intervals (1, 2, 3 & 4h). In order to evaluate the effect of changes in operational parameters on mass transfer kinetics, sensitivity analysis was performed. Artificial neural networks (ANN) was applied for modeling. The results exhibited how much powerful the model is in prediction of the systemʹs outputs, and high sensitiveness of these outputs to the ratio of potato to osmotic solution.