Skip to main content
SUPERVISOR
مهدی قاسمی ورنامخواستی (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد راهنما) سیداحمد میره ای (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hassan Rahimzadeh
حسن رحیم زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Rice, the most leading food crop in the world, involves inevitable physiochemical and physiological changes during its aging. Despite many proposed theories regarding rice aging, the complexity of this process has made it difficult to be fully comprehended. In this study, we traced the aroma change of stored aromatic and non-aromatic rice with a metal-oxide semiconductor based electronic nose to characterize their aging process. For doing so, software part of the system was analyzed. Various steady-state and transient features related to adsorption and desorption phases were derived to evaluate and compare the considered pattern recognition algorithms. Principle component analysis was utilized to analyze the aging process in terms of seven Keywords : Electronic nose, Rice aging, Feature extraction, Pattern recognition, Artificial neural networks, ltr"
برنج از مهم‌ترین منابع غذایی موجود، در طول دوره‌ی نگهداری خود متحمل تغییرات فیزیولوژیکی و فیزیکوشیمیایی بسیاری می‌شود. علی‌رغم وجود تئوری‌های ارائه شده در زمینه‌ی کهنگی برنج، پیچیدگی این فرآیند درک کامل آن را بسیار دشوار کرده است. در این پژوهش رد اثر رایحه‌ی موجود در فضای فوقانی دو نوع برنج معطر و غیرمعطر در طول دوره‌ی نگهداری 6 ماه و تحت شرایط یکسان، با استفاده از دستگاه ماشین بویایی یا بینی الکترونیکی مبتنی بر حسگرهای گازی نیمه‌هادی اکسید فلزی به منظور ارزیابی فرآیند کهنگی آن‌ها، دنبال شد. برای این منظور، قسمت نرم‌افزاری دستگاه مورد تحلیل قرار گرفت. ویژگی‌های متفاوتی از قسمت پایدار و گذرای پاسخ حسگرها استخراج و فرآیند کهنگی طبق ویژگی ذاتی آن‌ها بررسی شد. نتایج حاصل از نمودار اسکور مربوط به الگوریتم تحلیل مولفه‌های اصلی برای نمونه‌های معطر نشان داد که این نمونه‌ها در سیر زمانی خاصی با کلاس‌های کاملا جداگانه از یکدیگر قرار دارند که این امر مربوط به از دست دادن ترکیبات اساسی موجود در رایحه‌ی برنج معطر از جمله 2-استیل-1-پیرولین می‌باشد. در بررسی کهنگی برنج غیرمعطر پایداری رایحه‌ی این نوع برنج در طول دوره‌ی نگهداری به اثبات رسید. این پایداری در رایحه می‌تواند به این دلیل باشد که این نوع برنج دارای مقادیر کمتری از ترکیبات عطری مربوط به رایحه نسبت به نوع معطر می‌باشد. علاوه بر این، با استفاده از ویژگی مستقل از شدت رایحه‌ی ‌ مدت صعود، نشان داده شد که تغییرات رخ داده در رایحه‌ی برنج غیرمعطر بیشتر از نوع کیفی و مربوط به ساخت و ساز ترکیبات شیمیایی می‌باشد. از سوی دیگر، با استفاده از همین ویژگی مستقل از زمان، کمّی بودن تغییرات رایحه‌ی برنج نوع معطر نیز نشان داده شد. تحلیل حسگری با استفاده از نمودار لودینگ الگوریتم تحلیل مولفه‌های اصلی و با بررسی مقدار مشارکت هر حسگر و همچینن رابطه‌ی بین حسگرها انجام شد. از بین حسگرهای با تاثیر یکسان، یک حسگر انتخاب و همچنین حسگرهایی که مشارکت کمی در تفکیک نمونه‌ها داشتند شناسایی و حذف شدند. برای نمونه‌های معطر سه حسگر MQ136، MQ3 وTGS822 و برای نمونه‌های غیرمعطر نیز سه حسگر TGS813، TGS822 و MQ136 به عنوان حسگرهای بهینه برای کاربرد مورد نظر انتخاب شدند. برای طبقه‌بندی مدت نگهداری برنج نیز از الگوریتم‌های طبقه‌بندی درخت تصمیم‌گیری و همچنین شبکه‌های عصبی مصنوعی پس‌انتشار خطا و تابع شعاع مبنا استفاده شد. الگوریتم درخت تصمیم‌گیری برای طبقه‌بندی مدت نگهداری برنج معطر با استفاده از ویژگی انتگرال فاز جذب رایحه و با تشکیل قوانینی با استفاده از سه حسگرTGS813، TGS822 و MQ4 دقت طبقه‌بندی 91/95% و برای نمونه‌های غیرمعطر با ارائه‌ی قوانینی مبتنی بر حسگرهای TGS813، TGS822، MQ3، MQ8 و MQ136 نیز دقت طبقه‌بندی 91/95% را ارائه نمود. در طبقه‌بندی با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی نیز شبکه‌ی پس‌انتشار خطا نمونه‌های معطر را با استفاده از اکثر ویژگی‌های استخراج شده به طور کامل طبقه‌بندی کرد. برای نمونه‌های غیرمعطر، شبکه‌ی عصبی تابع شعاع مبنا موفق به طبقه‌بندی کامل نمونه‌ها با استفاده از ویژگی برازش منحنی چندجمله‌ای شد. علاوه بر این، طبقه‌بندی کلی نمونه‌ها برای بررسی توانایی دستگاه بینی الکترونیکی در تشخیص هم‌زمان نوع برنج و همچنین مدت نگهداری آن با استفاده از الگوریتم‌های به کار برده شده انجام شد که شبکه‌ی عصبی تابع شعاع مبنا با دقت 100% توانست این طبقه‌بندی را انجام دهد. به طور کلی، نتیجه گرفته می‌شود که بینی الکترونیکی به همراه سایر روش‌های درحال توسعه‌ می‌تواند برای ارزیابی و کنترل فرآیند کهنگی برنج به کار گرفته شود. کلید واژه‌ها : بینی الکترونیکی، کهنگی برنج، استخراج ویژگی، بازشناسی الگو، شبکه‌ی عصبی مصنوعی، طبقه‌بندی، آرایه‌ی حسگری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی