بهینه یابی شرایط هموژنیزاسیون فراصوت خامه شیر شتر با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات چند هدفه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

2 استاد فیزیک و مهندسی مواد غذایی گروه علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

10.22104/jift.2020.4131.1961

چکیده

در این تحقیق، اثر توان (120 تا 360 وات)، زمان (1 تا 6 دقیقه) و دما (25 تا 65 درجه سانتی گراد) بر متوسط اندازه ذرات گویچه چربی، خصوصیات رئولوژیکی (سختی، قوام و چسبندگی) و رنگ (شاخص سفیدی) خامه شیر شتر مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس این خصوصیات با استفاده از مدلهای به دست آمده از طرح باکس-بنکن توسط الگوریتم های ازدحام ذرات چند هدفه و الگوریتم تپه‌نوردی (قابلیت بهینه یابی عددی در نرم افزار Design Expert) بهینه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش توان، زمان و دمای فراصوت، متوسط اندازه ذرات گویچه چربی نمونه ها کاهش یافت. نتایج حاصل از آزمون اکستروژن پسرو نیز نشان داد که فقط اثر متقابل توان- زمان در سطح 95 درصد بر سختی و چسبندگی نمونه ها معنی‌دار بودند به طوری که با افزایش زمان در توان های پایین سختی و چسبندگی نمونه ها افزایش می یافت ولی در توان های بالا با افزایش زمان، سختی و چسبندگی نمونه ها کاهش یافت. همچنین با افزایش زمان، قوام نمونه ها نیز به طور معنی داری افزایش یافت. همچنین نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش توان و زمان شاخص سفیدی نمونه ها افزایش یافت. نتایج مقایسه میانگین 5 نقطه بهینه به دست آمده نیز نشان داد که الگوریتم فرا ابتکاری ازدحام ذرات میانگین توان و دمای معنی دار بالاتر و زمان معنی دار پایین تری را به دست آورد که این نقاط به دست آمده منجر به کاهش معنی دار متوسط اندازه ذرات گویچه چربی و افزایش سختی شد. بنابراین به طور کلی می توان نتیجه گرفت که الگوریتم ازدحام ذرات از عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم تپه نوردی در بهینه یابی مدلهای به دست آمده از طرح باکس بنکن در بهینه یابی شرایط هموژنیزاسیون فراصوت خامه شیر شتر داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of ultrasonic homogenization conditions of camel milk cream using multiple objective particle swarm algorithm

نویسندگان [English]

  • Seyed M.A. Razavi 1
  • Sayyed Mohammad Ali Razavi 2
1 Department of Food Science and Technology, Ferdowsi University of Mashhad (FUM), P.O. Box 917751163, Mashhad, Iran
2 Professor in food physics and Engineering in Department of Food Science& Technology , Agriculture Faculty , Ferdowsi University of Mashhad, Iran
چکیده [English]

In this research, the effects of ultrasound variables including power (120 to 360 W), time (1 to 6 min) and temperature (25 to 65 °C) on the average size of fat globules, Rheological properties (hardness, adhesiveness and consistency) and color parameters (whiteness index) of camel milk cream were investigated , Then, these properties were optimized using Box-Benken design models and Particle Swarm Optimization and and hill climbing algorithm (Numerical Optimization in Design Expert software). The results of the evaluation of the measured properties showed that with increasing power, time and temperature of ultrasonication, the average size of the fat globules decreased. The results of the back-extrusion test showed that only the power-time interaction at 95% confidence level had significant effect on the hardness and adhesiveness of the samples. So that the hardness and adhesiveness of the samples increased with increasing the time in low powers. The results also showed that with increasing the power and time of ultrasonication, whiteness index of samples increased. To compare the optimization performance of two-particle swarm and hill climbing algorithms, the average of 5 optimal points obtained from the two algorithms were compared by t-test. The results of t-test. showed that the particle swarm algorithm significantly achieved higher power and temperature and lower time, lead to significant decrease in average size of fat globules and increase in hardness. Therefore, it can be concluded that the particle swarm algorithm performs was better than the hill climbing algorithm in optimizing the models obtained from Box-Benken design in optimizing the homogenization conditions of camel milk cream.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Camel milk cream
  • Hill climbing algorithm
  • Multiple objective particle swarm algorithm
  • Particle size
  • Texture
  • Ultrasound

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 تیر 1399
  • تاریخ دریافت: 01 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری: 22 اردیبهشت 1399
  • تاریخ پذیرش: 17 تیر 1399