مدل سازی ریاضی، پیش بینی سینتیک و بازده انرژی مصرفی خشک کردن گیاه دارویی به لیمو (Lippia citriodora Kunth) با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی



ناشر : مرکز آموزش عالی امام خمینی (ره)
آخرین به‌روزرسانی : ۱۱ بهمن ۱۴۰۴
تاریخ انتشار : اردیبهشت ۱۴۰۳
تعداد صفحات : ۵۵
به لیمو : دانلود فایل

خشک ­کردن یکی از قدیمی‌ترین روش­های محافظت گیاهان دارویی می ­باشد. در این گزارش به مدل سازی ریاضی، پیش ­بینی سینتیک و بازده انرژی مصرفی خشک ­کردن گیاه دارویی به لیمو (Lippia citriodora Kunth) با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در خشک­کن مایکروویو پرداخته شده است. در روش خشک کردن با مایکروویو از چهار سطح توانی (25%، 50%، 75% و 100% توان)  و دو ضخامت 3 و 6 میلیمتر برای خشک‌کردن به لیمو استفاده شد. نتایج نشان داد کمترین ضریب نفوذ موثر  m2/s 10-6× 329/1 در ضخامت 3 میلی­متر و 25% توان و بیشترین مقدار آن  m2/s    10-5× 486/ 2 در ضخامت 6 میلیمتر و 100 توان، می ­باشد. همچنین در این گزارش پارامترهای مختلف خشک­ کردن و توپولوژی­های مختلف شبکه عصبی مصنوعی MLP، جهت تعیین بهترین شبکه برای گیاه به لیمو با خشک ­کن مایکروویو بررسی و ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی MLP یک ابزار بسیار قدرتمند در پیش­بینی پارامترهای سینتیک خشک­ کردن و بازده انرژی مصرفی گیاه دارویی به لیمو بر اساس مقادیر توان مصرفی مایکروویو است.

 

واژه‌های کلیدی: به لیمو ، خشک‌کن، سینتیک، مایکروویو، شبکه عصبی

مقدمه. 1

اهداف تحقیق.. 3

پیشینه­ی پژوهش... 4

مواد و روش­ها 9

دستگاه مایکروویو. 9

ترازو. 10

تعیین رطوبت اولیه محصول. 10

انرژی فعال سازی.. 14

بحث و نتایج.. 18

ضریب انتشار حرارتی.. 21

آهنگ تبخیر رطوبت... 23

مدلسازی ریاضی منحنیهای خشک شدن. 24

شبکه عصبی مصنوعی MLP.. 27

انرژی مصرفی مورد نیاز و آهنگ خشک شدن. 33

انرژی مخصوص مایکروویو. 33

محاسبه انرژی فعال‌سازی.. 34

نتیجه گیری.. 36

تقدیر و تشکر. 38

شکل 1: مایکروویو مورد استفاده در آزمایشات... 9

شکل 2: ترازوی دیجیتال Japan AND GF- 10

شکل 3: منحنی نسبت رطوبت- زمان برای خشک­کردن به­لیمو  در درصد توان­های مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  19

شکل 4: منحنی درصد رطوبت- زمان برای خشککردن بهلیمو  در درصد توانهای مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  20

شکل 5: نمودار Ln(MR) بر حسب زمان برای خشک­کردن به­لیمو  در درصد توان­های مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  22

شکل6: نمودار آهنگ تبخیر رطوبت برای خشک­کردن به­لیمو  در درصد توان­های مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  24

شکل 7: نمودار سه­بعدی ارتباط بین مقادیر واقعی و پیش­بینی شده نسبت رطوبت با شبکه عصبی 3-15-3 MLP، (الف) توان مصرفی مایکروویو، (ب) ضخامت نمونه­ها و (ج) زمان فرآیند خشک شدن. 29

شکل 8: نمودار سه­بعدی ارتباط بین مقادیر واقعی و پیش­بینی شده آهنگ خشک شدن با شبکه عصبی 3-15-3 MLP، (الف) توان مصرفی مایکروویو، (ب) ضخامت نمونهها و (ج) زمان فرآیند خشک شدن. 30

شکل 9: نمودار سه­بعدی ارتباط بین مقادیر واقعی و پیش­بینی شده بازده انرژی مصرفی مایکروویو با شبکه عصبی 3-15-3 MLP، (الف) توان مصرفی مایکروویو، (ب) ضخامت نمونه­ها و (ج) زمان فرآیند خشک شدن. 31

شکل 10: ارتباط بین مقادیر اندازه­گیری شده و پیش­بینی شده (الف) نسبت رطوبت، (ب) آهنگ خشک شدن و (ج) بازده انرژی مصرفی مایکروویو، توسط شبکه عصبی  3-15-3MLP. 33

شکل 11: انرژی مخصوص طی خشک کردن بهلیمو در درصد توان­های مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  34

شکل 12: تغییرات نفوذ رطوبتی مؤثر بر حسب m/p. 35

 

 

 

جدول 1: مدل­های مورد استفاده برای پیش­بینی فرآیند خشک شدن. 12

جدول 2: مقادیر ضریب نفوذ موثر (m2/s) و ضریب تعیین در درصد توان­های مختلف مایکروویو با ضخامت لایه­های 3 و 6 میلیمتر  23

جدول 3: مقادیر R2، χ2 وRMSE حاصل از برازش مدلهای ریاضی در درصد توانهای مختلف مایکروویو با ضخامت لایههای 3 و 6 میلیمتر  25

جدول 4:  ضرایب و شاخص آماری مربوط به مدل میدیلی برای برای خشککردن بهلیمو  در درصد توانهای مختلف مایکروویو با ضخامت لایههای 3 و 6 میلیمتر. 27

جدول 5:   نتایج مربوط به پیشبینی پارامترهای سینتیک خشککردن و بازده انرژی مصرفی مایکروویو با بهرهگیری از شبکه عصبی مصنوعی MLP. 28

 

 

 

 

 

کلیدواژه‌ها: به لیمو خشک کن شبکه عصبی

ارسال با ایمیل:

نظر شما :