Farklı Kurutma Şartlarında Muz (Musa cavendishii) Meyvesinin Kurutulması ve Kurutma Kinetiğinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

Benzer belgeler
Determination of Drying Performance and Color Change of Kiwifruit Using Image Processing Method

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

YEŞİLIRMAK NEHRİ İÇİN TOPLAM ORGANİK KARBON ÖNGÖRÜ MODELLERİ

Muzun Farklı Kurutma Şartlarındaki Kuruma Karakteristiklerinin Belirlenmesi

TUĞLA VE KİREMİT FABRİKALARININ HAVA KİRLİLİĞİNE KATKILARININ YAPAY SİNİR AĞI MODELLEMESİ İLE ARAŞTIRILMASI

Geriye Yayılım ve Levenberg Marquardt Algoritmalarının YSA Eğitimlerindeki Başarımlarının Dinamik Sistemler Üzerindeki Başarımı. Mehmet Ali Çavuşlu

PSM 11 PEM YAKIT HÜCRELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ

YAPAY SİNİR AĞLARI. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

MENTHA PIPERITA (TIBBI NANE)'DE KURUTMA HAVASI SICAKLIĞININ RENK VE TOPLAM KLOROFİL DEĞİŞİMİ ÜZERİNE ETKİSİ

ISSN: Yıl /Year: 2017 Cilt(Sayı)/Vol.(Issue): 1(Özel) Sayfa/Page: Araştırma Makalesi Research Article

YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMİ İLE PAFTALARININ SAYISALLAŞTIRILMASI ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS METHOD FOR MAP DIGITIZATION

YOLCULUK YARATIMININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ MODELLING OF THE TRIP GENERATION WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

Üniversitesi, Ziraat Fakultesi, Bahçe Bitkileri Bolumu Balcalı, Adana. (Sorumlu Yazar)

Yeni Tip Doğrudan Değmeli Kurutucunun Geliştirilmesi ve Reyhan (Ocimum basilicum L.) Bitkisini Kurutma Performansının Belirlenmesi

Yapay Sinir Ağları. (Artificial Neural Networks) DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

Çeltiğin Hızlı Kurutulması Sonucunda Maksimum Randıman Alabilmek Amacıyla Hasat Nemi - Maksimum Randıman Arasında İlişkinin Belirlenmesi

Anahtar kelimeler: Hicaznar, potasyum, sogukta muhafaza, kalite

Selçuk Üniversitesi Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 23 (49): (2009) ISSN:

Farklı Kurutma Koşullarının Amasya Elmasının Kuruma Süresi ve Kalitesi Üzerine Etkileri

Beton Mekanik Özelliklerinin Taze Beton Özelliklerinden Yararlanılarak Yapay Sinir Ağları İle Tahmini ÖZET

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BENZER SÜREÇLERDE ÜRETİLEN ÜRÜNLER İÇİN YAPAY ZEKA İLE ZAMAN TAHMİNİ SONER ŞÜKRÜ ALTIN

Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakultesi Bahçe Bitkileri Bolumu Selçuklu/KONYA (Sorumlu Yazar)

Electronic Letters on Science & Engineering 3 (2) (2007) Available online at

Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, Yıl: 5, Sayı: 50, Temmuz 2017, s

KONVEKTİF, MİKRODALGA VE GÜNEŞTE KURUTMA PROSESLERİ İLE KIZILCIK (Cornus mas L.) MEYVESİNİN KURUMA KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ VE MATEMATİK MODELLENMESİ

ISSN : Isparta-Turkey YAPAY SĠNĠR AĞLARI (YSA) YÖNTEMĠ ĠLE GLOBAL RADYASYON TAHMĠNĠ

Karaciğerde Oluşan Hastalıkların Tespitinde Makine Öğrenmesi Yöntemlerinin Kullanılması

ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi A.B.

Erdem Işık Accepted: January ISSN : erdemis@firat.edu.tr Elazig-Turkey

Hava Kirliliğine Neden Olan PM10 ve SO 2 Maddesinin Yapay Sinir Ağı Kullanılarak Tahmininin Yapılması ve Hata Oranının Hesaplanması

TORNALAMA İŞLEMİNDE KESME KUVVETLERİNİN VE TAKIM UCU SICAKLIĞININ YAPAY SİNİR AĞI İLE TAHMİN EDİLMESİ

ÇATI DÖŞEMESİNDE MEYDANA GELEN YOĞUŞMA VE BUHARLAŞMA KÜTLELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TAHMİN EDİLMESİ

YAPAY SĠNĠR AĞLARININ EKONOMĠK TAHMĠNLERDE KULLANILMASI

T.C. KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPAY SİNİR AĞLARI. Doç.Dr. Necaattin BARIŞÇI FİNAL PROJESİ

Çırpan Kanat Aerodinamik Kuvvetlerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

YAPAY SĠNĠR AĞI GERĠ YAYINIM ALGORĠTMASI KULLANILARAK RÜZGÂR HIZI TAHMĠNĠ

FARKLI YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMLERİNİ KULLANARAK KURU TİP TRANSFORMATÖR SARGISININ TERMAL ANALİZİ

3.5. TARIM MAKİNALARI BÖLÜMÜ

Electronic Letters on Science & Engineering 1(1) 2005 Available online at

Lastiklerin Çeki Performansı İçin Bulanık Uzman Sistem Tasarımı

Hava Kirliliğine Neden olan PM10 ve SO 2 maddesinin Yapay Sinir Ağı kullanılarak Tahmininin Yapılması ve Hata Oranının Hesaplanması

Cam Elyaf Katkılı Betonların Yarmada Çekme Dayanımlarının Yapay Sinir Ağları İle Tahmini

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

ELDAŞ Elektrik Elektronik Sanayi ve Tic.A.Ş.

Doç.Dr.Erkan ÜLKER, Selçuk Üniversitesi Mühendislik F, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Canıtez Çeşidi Nohutta Aynı Yükleme Hızında Ezilme Direnci Değişiminin Neme Bağlı Olarak Belirlenmesi

MODELLING LOCAL GPS/LEVELLING GEOID WITH POLYNOMIALS, MULTIQUADRIC INTERPOLATION, ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND ANFIS METHODS

T.C. PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

BBO Algoritmasının Optimizasyon Başarımının İncelenmesi Optimization Performance Investigation of BBO Algorithm

Asma Yaprağının (Vitis vinifera L.) Mikrodalga Enerjisiyle Kurutulması ve Bazı Kalite Parametrelerinin Belirlenmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Murat Yavuz Solmaz Accepted: January ISSN : mysolmaz@firat.edu.tr Elazig-Turkey

Yrd.Doç. Dr. Tülin ÇETİN

İş Zekası. Hafta 6 Kestirimci Modelleme Teknikleri. Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim CEBECİ

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

TECHNOLOGICAL APPLIED SCIENCES Received: November Kadir Günoğlu Accepted: February 2011

Isı Transferinde Isı Kayıplarının Yapay Sinir Ağları Yöntemi ile İncelenmesi

Zeki Optimizasyon Teknikleri

ÖZET OTOMATİK KÖKLENDİRME SİSTEMİNDE ORTAM NEMİNİN SENSÖRLERLE HASSAS KONTROLÜ. Murat ÇAĞLAR

KÜTAHYA İLİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI KULLANILARAK ELEKTRİK PUANT YÜK TAHMİNİ

SÜREKLİ DOĞAL GERİLİM VERİLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ, DEPREM ve YAĞIŞLARLA İLİŞKİSİ

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

YAPAY SİNİR AĞLARI İLE AKINTI PROFİLİNİN MODELLENMESİ

ASENKRON MOTORDA YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DURUM KESTİRİMİ. Hıdır Selçuk NOĞAY 1

Eksik Akım Verilerinin Tahmin Modelinin OluĢturulmasında Yapay Sinir Ağlarının Kullanımı: Asi Nehri-Demirköprü Akım Gözlem Ġstasyonu Örneği

CBS ve Coğrafi Hesaplama

AŞINDIRICI SU JETİNİN TEORİK ANALİZİ VE YAPAY SİNİR AĞI YÖNTEMİYLE MODELLENMESİ

İç Basınç Altında İnce Cidarlı Kabukların Yapay Sinir Ağları ile Çözümü

Havucun İnce Tabaka Kuruma Karakteristiklerinin İncelenmesi

OSPF PROTOKOLÜNÜ KULLANAN ROUTER LARIN MALİYET BİLGİSİNİN BULANIK MANTIKLA BELİRLENMESİ

Dr. Ergün AKGÜN Kimdir?

YÖK TEZLERİ PROJE KELİME TARAMASI

ELMALAR ARASINDA ÇARPIŞMA ENERJİSİNE BAĞLI OLARAK ZEDELENMENİN SAPTANMASI C. AYDIN K. ÇARMAN

ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKELERİNDE TALEP TAHMİNİ

An Investigation with Neural Network of Heat Loss for Optimum Insulation

ALBATROS YULAF ÇEŞİT ADAYININ TESCİLİ HAKKINDA RAPOR

Elma Yüzey Alanlarının Görüntü İşleme Tekniği Yöntemiyle Saptanması

MİKROŞERİT HAT ENDÜKTANS BÜYÜKLÜĞÜNÜN BİLGİ TABANLI YAPAY SİNİR AĞLARI ile MODELLENMESİ

Deneysel Verilerin Değerlendirilmesi. Dersi Veren Öğretim Üyeleri: Yrd. Doç. Dr. Özge ANDİÇ ÇAKIR. Prof. Dr. Murat ELİBOL FİNAL SINAVI

Domates Örneklerinin Farklı Yöntemlerle Kurutulmasında En Uygun İnce Tabaka Kurutma Modelinin Belirlenmesi

LINZ-SPROTT 1999 KAOTİK SİSTEMİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİNDE FARKLI EĞİTİM FONKSİYONLARININ MODELLEME PERFORMANSINA ETKİSİ

Iğdır İlinin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. Biogas Potential from Animal Waste of Iğdır Province

YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN YAPAY SİNİR AĞI VE REGRESYON MODELLERİ İLE BELİRLENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

Tokat ta Güneş Enerjili Raflı Kurutucu İle Domates Kurutma Koşullarının Belirlenmesi

AİLE TİPİ BİR GÜNEŞLİ KURUTUCUNUN GELİŞTİRİLMESİ

MÜFREDAT DERS LİSTESİ

Türkiyede ki İş Kazalarının Yapay Sinir Ağları ile 2025 Yılına Kadar Tahmini

2006 NAMIK KEMAL ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ JAİN - TOPDRİP PC SERİSİ. <(>16, 0.45 ve 0.63 mm Et Kalınlığı, 1.0 ve 1.

Burdur İli Güneşlenme Değerlerinin Yapay Sinir Ağları Metodu İle Tahmini. Teknolojisi Bölümü, Burdur, Kaynakları Bölümü, Burdur,

SERİ ÇİFT PİMLİ SANDVİÇ KOMPOZİT PLAKALARDAKİ HASAR YÜKÜNÜN YAPAY ZEKÂ TEKNİKLERİ KULLANARAK BULUNMASI

Elma Dilimlerinin İnce Tabaka Halinde Kuruma Karakteristiği

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

WEB SAYFALARINA İLİŞKİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE SINIFLANDIRMA YÖNTEMİ

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Abs tract: Key Words: Selçuk DARICI Soner ŞEN

Çok katmanlı ileri sürümlü YSA da standart geri yayıyım ve momentum geri yayılım algoritmalarının karşılaştırılması. (Eğitim/Hata geri yayılım)

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Şekil Tanıma Final Projesi. Selçuk BAŞAK

Transkript:

Tarım Makinaları Bilimi Dergisi (Journal of Agricultural Machinery Science) 2015, 11 (2), 173-178 Farklı Kurutma Şartlarında Muz (Musa cavendishii) Meyvesinin Kurutulması ve Kurutma Kinetiğinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi Adil Koray YILDIZ 1, Hakan POLATCI 2, Harun UÇUN 2 1 Bozok Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği Bölümü, Yozgat 2 Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Biyosistem Mühendisliği Bölümü, 60150, Tokat adilkoray.yildiz@bozok.edu.tr Geliş Tarihi (Received): 31.05.2015 Kabul Tarihi (Accepted): 12.07.2015 Özet: Çalışma kapsamında muz meyveleri 0,5-1 ve 1,5 cm dilim kalınlığında 50º, 60º ve 70ºC kurutma havası sıcaklığında kurutulmuştur. Araştırma sonuçlarına göre kuruma performansı, kuruma kinetiği, yapay sinir ağları yöntemi ile matematiksel modellemesi, renk analizi ve SÇKM (suda çözünebilir kuru madde) analizi yapılmıştır. Denemelerde en kısa kurutma işlemi 70 C de 0,5 cm dilim kalınlığında 6 saat, en uzun ise 50 C de 1,5 cm dilim kalınlığında 42 saat olarak belirlenmiştir. Modelleme sonuçlarına göre en yüksek R² değerleri YSA ile modellemede elde edilmiştir. Muz için en önemli renk parametresi olan b sarılık değerinin taze ürüne en yakın değeri 14,95 ile 60 C sıcaklıkta 1 cm dilim kalınlığında olduğu tespit edilmiştir. Yapılan SÇKM analizlerinde ise 50 C de 0,5 ve 1 cm dilim kalınlıkları hariç diğer bütün yöntemler ile kurutma işlemlerinde fark görülmemiştir. Sonuç olarak elde edilen bulgular ışığında muz meyvesinin 60 C de kurutulması 50 C ve 70 C kurutma sıcaklığına göre daha uygun olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Kurutma, muz, yapay sinir ağları, modelleme, renk, SÇKM Drying of the Banana (Musa cavendishii) Fruit and Modeling the Kinetics of Drying with Artificial Neural Networks Under Different Drying Conditions Abstract: In this study, banana fruits, which slices 0.5-1 and 1.5 cm thickness, dried at 50º, 60º and 70 C air temperature. Drying performance of the drying kinetics, mathematical modeling of the artificial neural network method, color analysis and TSS (total soluble solids) analysis were performed based on the research results. In the experiment, the shortest drying at 70 C for 0.5 cm slice thickness is determined as 6 hours and longest drying at 50 C for 1.5 cm slice thickness is determined as 42 hours. According to the modeling results highest values of R² were obtained in modeling with ANN. The most important color parameter for bananas "b",also known as yellowness value, was found 14.95 as the closest value to the fresh product at 60 C, 1 cm slice thickness. There were no differences in TSS analysis except 50 C and slice thickness of 0.5, 1 cm. According to the findings, ıt was determined that drying of banana fruit at 60 C air temperature is more suitable than 50ºC or 70 C. Key words: Drying, bananas, artificial neural networks, modelling, color, TSS GİRİŞ Dünya da yaygın olarak üretimi ve aynı zamanda tüketimi yapılan meyvelerin başında muz gelmektedir. Muzun besleyici olmasının yanında, vitamin, protein ve mineral açısından zengin olması da değerini bir kat daha arttırmaktadır. Ülkemizde 2014 TUİK verilerine göre muz üretiminin yıllık 252 bin tona yaklaşmıştır (Anonim 2015). Bu değerli ürünün tüketim süresini arttırmak ve kullanım alanlarını çeşitlendirmek için bazı hasat sonrası işlemlerin uygulanması gerekmektedir. 173

Farklı Kurutma Şartlarında Muz (Musa cavendishii) Meyvesinin Kurutulması ve Kurutma Kinetiğinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi Yapay Sinir Ağları (YSA), en genel tanımıyla, bir doğal sinir sisteminin matematiksel olarak ifade edilmesidir. YSA lar doğal sinir sistemlerinde nöron denilen sinir hücrelerinin birbirleriyle oluşturdukları ilişki ağlarını taklit eden karar modelleridir. Son zamanlarda bilgisayar teknolojisinin gelişmesi ile birçok alanda yaygın kullanılmaya başlanmıştır (Akkaya, 2007). Özellikle regresyon ve sınıflandırma problemleri için bilim ve mühendislikte doğru ve hızlı çözümler vermektedir. Kurutma teknolojileri açısından YSA lar; kurutma kinetiğinin modellenmesi, kurutucu tasarım ve optimizasyonu, süreç kontrollü, enerji kontrolü gibi birçok amaçla kullanılmaktadır (Yıldız ve ark. 2013). Tarımsal gıda ürünlerinin kurutulması için birçok matematiksel modelleme çalışması yapılmıştır (Midilli ve ark. 2002; Jena ve Das, 2007; Yağcıoğlu, 1999; Page, 1949). Bu modeller kurutma hesapları için yeterlidir. Fakat YSA ların yaygınlaşması kurutma modelleme çalışmalarında da kendini göstermiştir (Farkas ve ark., 2000; Şahinbaşkan ve Köse, 2010; Lertworasirikul ve Tipsuwan, 2008; Menlik ve ark., 2010). YSA modelleri birçok sebeple matematiksel modellere alternatif olarak incelenmiştir. Örneğin Erentürk ve ark. (2004) yaptıkları kurutma çalışmasında geliştirdikleri YSA modelinin regresyon analizini yapmışlardır. Parametrelerden bağımsız genelleştirilmiş kullanım sağlaması sebebi ile YSA ların kurutma modellemede daha çok tercih edilmesi iyileştirilmesine yönelik çalışmaları da arttırmıştır. Nazghelichi ve ark. (2011) hızla yaygınlaşan YSA kurutma modelleri için Genetik algoritma kullanarak topolojik bir optimizasyon yöntemi denemiş ve olumlu sonuç almışlardır. Bu çalışma kapsamında muz meyveleri 3 farklı dilim kalınlığında (0,5-1-1,5 cm) 50, 60 ve 70 C kurutma havası sıcaklığında kurutulmuştur. Ayrıca muz meyvesinin kurutma kinetiği belirlenerek kalite özelliklerinden renk ve SÇKM (suda çözünür kuru madde) özellikleri belirlenmiştir. Araştırmada ayrıca muz meyvesinin çeşitli şartlar altında kurutulmasıyla elde edilen verilerden yararlanılarak topolojik olarak en uygun YSA yapısı araştırılmıştır. Belirlenen YSA ile kurutma kinetiği modellenmiş ve daha önce denenmiş bazı modeller ile karşılaştırılmıştır. MATERYAL METOD Bu araştırmada, yerel pazardan temin edilen ithal cins muz kullanılmıştır. Denemelerde kullanılan materyal hata payını azaltmak için tedarikçiden toplu olarak alınmıştır. Ayrıca kullanılan üründeki nem oranı değişimini belirlemek için belirli aralıklar ile ilk nem tayini yapılmıştır. Materyalin hasat sonrası ilk nem seviyesini belirlemek amacıyla etüvde nem tayini yapılmıştır. Nem tayini için 50 şer gramlık 1 cm kalınlığında kesilmiş 6 şar örnek kullanılmıştır. Nem tayini 70 C de ağırlık kaybı sabitleninceye kadar etüvde bekletilerek yapılmıştır. Kurutma Yöntemi Denemeler standart laboratuvar tipi bir etüv kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamında yaş ürün nemini %10-13 seviyesine düşürmek amaçlanmıştır. Bunun için her deneme için kullanılan materyalin üç tekerrürden ikisi uygun ağırlığa ulaştığında denemelere son verilmiştir. Kurutma işleminde örnekler 100 g olarak hazırlanmıştır. Meyvelerin kurutulması 50-60 ve 70 C de, her sıcaklık için üçer tekerrür olacak şekilde yapılmıştır. Kurutma süresince her saat başında örneklerin ağırlık kaybını belirlemek için tartım yapılmıştır. Denemeler için ST-055 (Şimşek labor teknik, Ankara) tipi kurutma etüvü kullanılmıştır. Modelleme YSA modellerinin eğitimi, seçilmesi ve test edilmesi için tüm veri %60 eğitim, %20 doğrulama ve %20 test olmak üzere rastgele üçe ayrılmıştır. Tüm model denemeleri bu ayrıma uygun yapılarak YSA modellerinin doğru kıyaslanması sağlanmıştır. Kullanılacak ağ modeli; üç katmanlı, ileri beslemeli hiyerarşik yapay sinir ağı olarak belirlenmiştir. Gizli katmanın aktivasyon fonksiyonu Sigmoid-Tanjant, çıkış katmanınınki lineer olarak seçilmiştir. Giriş katmanında sıcaklık, dilim kalınlığı ve zaman girişleri için üç, çıkış katmanında nem oranı (Mr) değeri için bir nöron bulunmaktadır. Gizli katmandaki nöron sayısı, 1 ile 100 arasında gizli katman nöronuna sahip modellerin kıyaslanmasıyla belirlenmiştir. Bu kıyaslama için oluşturulan her ağ aynı eğitim kümesiyle 100 kez eğitilmiştir. Her bir model için gerçekleştirilen bu eğitimlerin performans ortalaması alınıp kaydedilmiştir. Ağ performansları, MSE(Mean Square Error), hata kareleri ortalaması (Eşitlik 1) hesaplanarak belirlenmiştir. Hatası en düşük ağ, en iyi ağ olarak seçilmiştir. Eşitlikte, m kadar gözlem için t i gözlem sonuçlarını yani model hedefini, y i model ile hesaplanan değerleri ifade etmektedir. En iyi performansa sahip ağ yapısı diğer matematiksel modeller ile karşılaştırılmıştır. 174

Adil Koray YILDIZ, Hakan POLATCI, Harun UÇUN = (1) YSA eğitim algoritması olarak Levenberg- Marquardt geri yayılım algoritması kullanılmıştır (Hagan ve Menhaj, 1994). YSA nın ezber (overfitting) durumuna gelmemesi için sonlandırma şartları oluştuğunda eğitime son verilmiştir. Sonlandırma şartı olarak; en çok döngü 1000, en çok doğrulama sayısı 6 ve performans gradyantı 1e-7 olarak alınmıştır. YSA çalışmaları MATLAB (MathWorks Massachusetts, U.S.A) yazılımı ve Neural-Network Toolbox eklentisi ile yapılmıştır. En iyi YSA modeli belirlendikten sonra veri kümesi üzerinde matematiksel modeller incelenmiştir. Modellerin katsayıları, hata kareleri ortalaması ve regresyon katsayıları hesaplanmıştır. Modelleme çalışmaları MATLAB üstünde çalışan Curve Fittig Tool ek yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan modeller Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1. YSA ile karşılaştırılan sayısal modeller Model Adı Model Formülü Yağcıoğlu Page Midilli Küçük Jena Das = + = =h + =, Renk Analizi Taze ve kurutulmuş örneklerde renk tayini yapılmıştır. Renk Ölçer (Minolta, CR300, Japonya) kullanılarak örneklere ait L, a ve b değerleri belirlenmiştir. L değeri parlaklığı ifade etmekte ve 0 ile 100 arasında değerler alabilmektedir. L, 0 değerini siyah renkte hiçbir yansımanın olmadığı durumda alırken 100 değerini tam yansımanın olduğu beyaz renkte almaktadır. a değeri ise, kırmızılık değeri olarak bilinmektedir. Pozitif a değerleri kırmızılığı temsil ederken, negatif a değerleri yeşil rengi temsil etmektedir. b değeri sarılık değeri olarak bilinmektedir. Pozitif b değerleri sarılığı temsil ederken, negatif b değerleri maviliği temsil etmektedir. Sıfır kesim noktasında (a= 0 ve b= 0) renksizlik yani grilik olmaktadır (McGuire, 1992). SÇKM Analizi Muzlar blendırda homojenize edildikten sonra kaba filtre kâğıdından geçirilip ilk damlalar saf suya göre kalibre edilmiş el refraktometresi (0-32 ölçekli, Hand Sugar Refractometer WYT-1) üzerine alınıp sonuçlar % olarak ifade edilmiştir (Cemeroğlu, 1992). BULGULAR Kurutma Performansı Denemelerde ilk nem seviyesi %75,93±0,2 nem seviyesinde muzun %10-13 seviyesine kadar kurutulması amaçlanmıştır. Tablo 3 de her kurutma denemesi için üçer tekerrürün ortalaması olarak son nem değerleri yaş baza göre verilmiştir. Ayrıca çizelgede kuruma süreleri saat olarak verilmiştir. Tablo 2. Son nem oranları (%yaş baz) ve kuruma süreleri Kurutma Sıcaklığı 50 C 60 C 70 C Dilim Kalınlığı Ortalama son nem (%y.b.) Kuruma süreleri 0,5 10,29 21 1 10,23 30 1,5 11,87 42 0,5 9,31 10 1 9,01 21 1,5 12,28 27 0,5 9,44 6 1 10,94 10 1,5 9,62 14 Modelleme Eğitim denemelerinin sonucunda gizli katmanında 53 nöron bulunan ağın en az ortalama hataya sahip olduğu belirlenmiştir (Şekil 1). Bu özelliklere sahip ağ oluşturulup veri seti ile eğitilmiştir. Şekil 1. Gizli katman nöron sayılarına göre hata grafiği YSA eğitimi, doğrulama kontrolü ile sonlandırılmıştır. Altı kez üst üste doğrulama hatası azalmak yerine artmış, sonuç olarak sistemin ezbere gitmesine izin verilmeyerek 22. döngüde, 5,9e-5 hata ile eğitim sonlanmıştır. 175

Farklı Kurutma Şartlarında Muz (Musa cavendishii) Meyvesinin Kurutulması ve Kurutma Kinetiğinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi Tablo 3. YSA ve Matematiksel modellerin MSE değerleri Hata Kareleri Ortalaması (MSE) Sıcaklıklar 50 60 70 Model Kalınlıklar 0,5 1,0 1,5 0,5 1,0 1,5 0,5 1,0 1,5 YSA 0,0081 0,0073 0,0057 0,0128 0,0053 0,0091 0,0128 0,3225 0,0068 Midilli Kucuk 0,0136 0,0041 0,0057 0,0177 0,0129 0,0088 0,0058 0,0025 0,0034 Yagcioglu 0,0142 0,0052 0,0187 0,0170 0,0154 0,0084 0,0135 0,0020 0,0157 Jena Das 0,0170 0,0093 0,0091 0,0268 0,0197 0,0158 0,0324 0,0135 0,0183 Page 0,0161 0,0064 0,0093 0,0216 0,0072 0,0125 0,0162 0,0092 0,0057 Eğitim sonunda R 2, eğitim kümesi için 0,99893, doğrulama kümesi için 0,99859, test kümesi için 0,99755 ve tüm veri için 0,99858 olarak hesaplanmıştır. Matematiksel modellerin ve YSA modelinin sıcaklık ve kalınlıklara göre en küçük kareler yöntemi kullanılarak hesaplanan R 2 (Kararlılık katsayısı) değerleri Şekil 2-3-4 te verilmiştir. 01,000 00,999 00,998 00,997 00,996 00,995 01,000 00,999 00,998 00,997 00,996 00,995 Şekil 2. 50 C sıcaklık için modellere göre R 2 değerleri 01,000 00,999 00,998 00,997 00,996 00,995 0.5 cm 1.0 cm 1.5 cm 0.5 cm 1.0 cm 1.5 cm Şekil 3. 60 C sıcaklık için modellere göre R 2 değerleri Şekil 4. 70 C sıcaklık için modellere göre R 2 değerleri Matematiksel modellerin sıcaklık ve kalınlıklara göre en küçük kareler yöntemi kullanılarak hesaplanan MSE değerleri Tablo 3 te verilmiştir. Renk Analizi Renk analizi yapılırken Minolta (CR-400) Renk Ölçer (Chromameter) kullanılmıştır. Bu analizde bütün örneklerden 15 er veri alınarak ortalama değerler kullanılmıştır. Tablo 4 te renk analizinde ölçülen değerler ile Duncan testine göre kurutma yöntemleri arasındaki farklar verilmiştir. Kurutma Sıcaklığı 0.5 cm 1.0 cm 1.5 cm Tablo 4. Renk değerleri Dilim Kalınlığı L a b Taze 73,84 a 1,22 f 21,20 a 0,5 30,54 f 4,71 de 9,01 f 50 C 1 25,52 h 4,52 e 6,89 g 1,5 27,66 g 5,00 cd 8,46 f 0,5 43,33 c 5,29 bc 14,32 bc 60 C 1 45,28 b 5,72 a 14,95 b 1,5 41,59 d 5,44 ab 12,84 d 0,5 42,03 d 4,82 de 14,05 bc 70 C 1 37,34 e 5,07 bcd 11,96 e 1,5 42,62 cd 5,24 bc 13,52 cd 176

Adil Koray YILDIZ, Hakan POLATCI, Harun UÇUN SÇKM Analizi Tablo 5 de SÇKM analizinde ölçülen değerler ile Duncan testine göre kurutma yöntemleri arasındaki farklar verilmiştir. Kurutma Sıcaklığı 50 C 60 C 70 C Tablo 5. SÇKM değerleri Taze Dilim Kalınlığı SÇKM 22,1 d 0,5 82,7 a 1 78,7 ab 1,5 79,2 bc 0,5 76,0 c 1 74,1 c 1,5 73,1 c 0,5 74,1 c 1 73,6 c 1,5 76,8 bc TARTIŞMA ve SONUÇ Kurutma işlemi kurutma havası sıcaklığı ve dilim kalınlığına göre farklılık göstermiştir. Araştırma sonuçlarına göre beklenildiği gibi sıcaklık arttıkça ve dilim kalınlığı azaldıkça kuruma süreleri kısalmıştır. Denemelerde en kısa kurutma işlemi 70 C de 0,5cm dilim kalınlığında 6 saat, en uzun ise 50 C de 1,5 cm dilim kalınlığında 42 saat olarak belirlenmiştir. Araştırma bulguları incelendiğinde eğitilen en iyi YSA modelinin, Erentürk ve ark. (2004) çalışmalarında buldukları sonuca benzer şekilde, genel olarak kullanılan diğer matematiksel modellerden başarılı olduğu belirlenmiştir. Kararlılık katsayısı (R²) değerleri modelin tahmin etme başarısını ölçmektedir. Model tahmini ile gerçek değerin tam birbirinin aynısı olması durumunda R² değerleri 1 dir. Elde edilen R² değerleri 1 e çok yakın bulunmuştur. Bu verilere göre YSA ve diğer eşitlikler elde edilen verileri çok iyi derecede tanımlamaktadır. En yüksek R² değerleri YSA ile modellemede elde edilmiştir. En düşük R² değerleri ise kullanılan Jena ve Das eşitliğinde belirlenmiştir. YSA modeline en yakın kararlılık katsayısı değerleri Midilli Küçük olduğu görülmektedir. Ancak YSA modelinde hata genliklerinin daha az olduğu bulunmuştur. YSA modelinin bir diğer avantajı farklı kurutma şartları için, matematiksel modellerden farklı olarak, tekrar hesaplama ihtiyacının olmamasıdır. Kullanılan modellerde şartların değişimi söz konusu olduğunda (mesela kurutma sıcaklığı) model parametrelerinin (katsayılar) tekrar hesaplanması gerekmektedir. Başta, YSA eğitiminde bu şartlar giriş olarak alındığı için sonuçların bu şartlardaki değişimlerden bağımsız incelenebilmesi de mümkün olmaktadır. Renk analizi incelendiğinde yapılan istatistiki analize göre %5 önem seviyesinde bütün kurutma denemeleri L değerleri taze ürüne göre farklı bulunmuştur. Taze ürüne en yakın değer ise 45,28 ile 60 C sıcaklıkta 1 cm dilim kalınlığında olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yine %5 önem seviyesine göre en yakın a değeri 50 C sıcaklıkta 1 cm dilim kalınlığında elde edilmiştir. Yapılan analizler sonucu muz meyvesi için en önemli renk parametresi olan b değerleri %5 önem seviyesinde taze üründen farklı bulunmuştur. Taze ürüne en yakın değer ise 14,95 ile 60 C sıcaklıkta 1 cm dilim kalınlığında olduğu tespit edilmiştir. Yapılan SÇKM analizlerinde 50 C de 0,5 ve 1 cm dilim kalınlıkları hariç diğer bütün yöntemler ile kurutma işlemlerinde fark görülmemiştir. 50 C de kurutma işleminde fark bulunmasının en temel sebebinin kurutma süresinin uzaması olduğu düşünülmektedir. Sonuç olarak elde edilen bulgular ışığında muz meyvesinin 60 C de kurutulması 50 C ve 70 C kurutma sıcaklığına göre daha uygun olduğu belirlenmiştir. Çünkü 50 C de kurutma işlemi çok uzamasından, 70 C de ise kurutma havası sıcaklığı yükselmesinden kaynaklanan kalite kayıpları görülmüştür. Çalışmada karşılaştırılan farklı model çeşitleri içerisinde en uygun sonuçlar YSA ile modellemede elde edilmiştir. LİTERATÜR LİSTESİ Akkaya, G., 2007. Yapay Sinir Ağları ve Tarım Alanlarındaki Uygulamaları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi. 38(2), 195-202. Anonim, 2015. TUİK istatistikleri, Tarih:19/05/2015 Cemeroğlu, B., 1992. Meyve ve Sebze İşleme Endüstrisinde Temel Analiz Metotları. Biltav Üniversite Kitapları Serisi No: 02-2. Ankara, 381. Erentürk, K., Erentürk, S., Tabil, L. G., 2004. A Comparative Study for The Estimation of Dynamical Drying Behavior of Echinacea 177

Farklı Kurutma Şartlarında Muz (Musa cavendishii) Meyvesinin Kurutulması ve Kurutma Kinetiğinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi Angustifolia: Regression Analysis and Neural Network. Computers and Electronics in Agriculture. 45(2004), 71-90. Farkas, I., Remengi, P., Biro, A., 2000. A Neural Network Topology for Modelling Grain Drying. Computer and Electronics in Agriculture. 26(2000). 147-158. Hegan, M. T., Menhaj, M. B., 1994. Training Feedforvard Networks with the Marquardt Algorithm. IEEE Transactions on Neural Networks. 6(5). 989-993. Jena, S., Das, H., 2007. Modeling for Vacuum Drying Characteristics of Coconut Presscake. Journal of Food Engineering 79. 92-99. Lertworasirikul, S., Tipsuwan, Y., 2008. Moistrure Content and Water Activity Prediction of Semifinished Cassava Crackers from Drying Proces with Artificial Neural Network. Journal of Food Engineering. 84(2008). 65-74. McGuire, R.G., 1992. Reporting of objective color measurements. HortScience, 27, 1254-1255 Menlik, T., Özdemir, M. B., 2010. Determinations od Freeze-drying Behaviors of Apples by Artificial Neural Networks. Expert Systems with Aplications 37(2010). 7669-7677. Midilli A, Küçük H, Yapar Z. 2002. A New Model for Single-Layer Drying. Drying Technol, 20(2002), 1503-1513. Nazgelichi, T., Anghbaslo, M., Kianmehr, M. H., 2011. Optimization of An Artificial Neural Network Topology Using Copled Response Surface Methodology and Genetic Algorithm for Fluidized Bed Drying. Computers and Electronics in Agriculture. 75(2011). 84-91. Page G (1949). Factors Influencing The Maximum Rates of Air-drying Shelled Corn in Thin Layer. Doktora Tezi, Department of Mechanical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Amerika Birleşik Devletleri. Şahinbaşkan, T., Köse, E., 2010. Modelling of Time Related Drying Changes on Matte Coated Paper with Artificial Neural Networks. Expert Systems with Aplications. 37(2010). 3140-3144. Yağcıoğlu, A., 1999. Tarım Ürünleri Kurutma Tekniği. EÜ Ziraat Fakültesi, İzmir Yıldız, A.K., Tarhan, S. ve Özgüven, M.M., 2013. Tarımda Yapay Zekâ Uygulamaları,, 28. Tarımsal Mekanizasyon Kongresi, 4-6 Eylül Konya, S:191-196. 178