توسعه، پیاده سازی و ارزیابی سیستم کنترل مبتنی بر پردازش تصویر و منطق فازی برای فرایند خشک شدن سیب در خشک کن لایه نازک هیبریدی (هوای داغ-مایکرویو پالسی)

خشك كردن يكي از قديميترين روشهاي نگهداري مواد غذايي است ولي به علت امكان بروز برخي تغييرات نامطلوب در ماده غذايي خشك شده، كنترل اين فرآيند از اهميت ويژهاي برخوردار است. در این تحقیق، امکان کنترل بهینه فرایند خشک کردن لایه نازک سیب در خشک کن ترکیبی هوای داغ-مایکروویو پالسی با در نظر گرفتن چهار معیار کاهش محتوای رطوبتی محصول، کاهش زمان خشک شدن، کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش تغییرات کیفیت ظاهری محصول با استفاده از تکنیک پردازش تصویر و منطق فازی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. دراین مطالعه سیستم کنترل خشک کن هوای داغ- مایکروویو موجود توسعه داده شد تا امکان کنترل دما، سرعت، توان و نسبت پالس را داشته باشد. سپس آزمایشهای هوای داغ- مایکروویو پالسی با در نظر گرفتن بازه سرعت 2-1 متر بر ثانیه، دمای 80-40 درجه سلسیوس، توان مایکروویو 600-200 وات و نسبت پالس 6-2، با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح باکس بنکن تعیین گردیدند. اطلاعات به دست آمده از حسگرهای دما، رطوبت و نیرو و همچنین تصاویر گرفته شده توسط دوربین از نمای فوقانی نمونههای موجود بر روی سینی در طول آزمایشها به ترتیب به منظور محاسبه نسبت رطوبت نمونهها، نرخ خشک شدن، مقدار مصرف انرژی و استخراج پارامترهای مربوط به ویژگیهای مختلفی از قبیل اندازه، شکل، رنگ و بافت تصاویر مورد استفاده قرار گرفتند. بردار پارامترهای تصویری کاهش داده شده و فازی شده و همچنین بردار فازی شده پارامترهای رطوبتی به عنوان ورودیهای یک سیستم استنتاج فازی مورد استفاده قرار گرفتند. برای به دست آوردن توابع عضویت خروجیهای سیستم کنترل فازی، دما، توان، نسبت پالس و سرعت جریان هوا، از بهینهسازی یک تابع هزینه فازی با استفاده از جبر فازی و الگوریتم ژنتیک بهره گرفته شد. در نهایت سیستم کنترل فازی طراحی شده در این تحقیق بصورت بر خط، تصاویر را گرفته، بردارهای فازی رطوبت و کیفیت را محاسبه نموده و با در نظر گرفتن چهار معیار مطرح شده در فوق مقادیر بهینه دما، توان، نسبت پالس و سرعت جریان هوا را در هر 20 دقیقه از فرایند خشک کردن پیش بینی میکند. نتایج نشان داد که زمان لازم برای رسیدن نمونهها به محتوای رطوبتی 10% بر پایه تر، در شرایط بدون سیستم کنترل فازی از 79 تا 126 دقیقه، کیفیت نهایی از 24/2 تا 92/4 واحد و میزان انرژی مصرفی از 860/60 تا 252/143 کیلوژول تغییر کرد در حالیکه در سیستم کنترل فازی طراحی شده زمان لازم برای رسیدن نمونهها به محتوای رطوبتی 10% بر پایه خشک، از 44 تا 90 دقیقه، کیفیت از 4/0تا 5/2 واحد و میزان انرژی مصرفی از 230/31 تا 090/100 کیلوژول متغیر بود.