شبیه سازی مدل سینتیک خشک شدن بستر نازک پرتقال رقم تامسون با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی

چکیده
چکیده

مرکبات به ویژه پرتقال جایگاه بسیار مهمی را در میان تولیدات کشاورزی در دنیا به خود اختصاص داده­اند. در این تحقیق خشک کردن بستر نازک پرتقال رقم تامسون به­وسیله شبکه عصبی مصنوعی مدلسازی شد؛ برای این منظور از خشک کن آزمایشگاهی استفاده گردید. توده بستر نازک ورقه های پرتقال با پنج دمای 40 ،50 ،60 ،70 و80 درجه سانتی گراد و سه سرعت هوای 5/0 ،1 و 2 متر بر ثانیه و سه ضخامت 2 ،4 و 6 میلی متر خشک شد. رطوبت اولیه پرتقال در طی آزمایش 4/5 تا 7/5 (g/g) بر پایه خشک بود. جرم توده بستر نازک در طی خشک کردن هر پنج ثانیه یک بار توسط ترازوی دیجیتال متصل به رایانه، اندازه گیری و ثبت گردید. از شبکه­ پس انتشار پیشخور با الگوریتم­های یادگیری مومنتوم و لونبرگ- مارکوارت برای آموزش الگوهای موجود استفاده شد. برای توسعه مدل­های شبکه عصبی مصنوعی بردار ورودی شامل دما، سرعت هوا و زمان خشک­شدن و بردار خروجی محتوای رطوبتی پرتقال در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که شبکه پس انتشار پیشخور با توپولوژی 1-6-2 برای ضخامت 2 میلی­متری ورقه پرتقال، 1-7-2 برای ضخامت 4 میلی­متری ورقه پرتقال و 1-5-2 برای ضخامت 6 میلی­متری ورقه پرتقال و الگوریتم آموزش لونبرگ- مارکوارت و راهبرد توابع یکسان برای تمام لایه­ها (تانژانت سیگمویید) قادر است نسبت رطوبت را با ضرایب تعیین 99906/0، 99919/0 و 99930/0 و خطای متوسط مطلق 00013/0، 00012/0 و 00009/0 به ترتیب برای سه ضخامت 2 ،4 و 6 میلی­متری ورقه­های پرتقال در شرایط مختلف خشک­کردن لایه نازک پیش­بینی کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Kinetic model simulation of thin-layer drying of orange fruit (var. Thompson) using artificial neural network

چکیده English

Citrus, especially orange, are of great important among agricultural products in the world. In this study thin-layer drying of orange (var. Thompson) was modeled using artificial neural network (ANN). An experimental dryer was used. Thin-layer of orange slices at five air temperatures (40, 50, 60, 70 & 80 ºC), three air velocities (0.5, 1 & 2 m/s) and three thicknesses (2, 4 & 6 mm) were artificially dried. Initial M.C. during all experiments was between 5.4 to 5.7 (g/g) (d.b.). Mass of samples were recorded and saved every 5 sec. using a digital balance connected to a PC. MLP with momentum and LM were used to train the ANNS. In order to develop ANN's models, temperatures, air velocity and time are used as input vectors and moisture ration as the output. Results showed a 3-6-1 topology for thickness of 2 mm, 3-7-1 topology for thickness of 4 mm and 3-5-1 topology for thickness of 6 mm, with LM algorithm and TANSIG activation function were able to predict moisture ratio withof 0.99906, 0.99919 and 0.99930 respectively. The corresponding MSE for this topology were 0.00013, 0.00012 and 0.00009 respectively.

کلیدواژه‌ها English

Orange (var. Thompson)
Thin-layer
artificial neural network
Momentum
Levenberg-Marquardt