سرخ کردن عمیق، یکی از روش های متداول در پخت سریع مواد غذایی با ویژگی های حسی مطلوب محسوب می شود. از آن جا که امروزه تمایل به تولید و مصرف سیب زمینی سرخ شده با میزان روغن پایین تر، افزایش یافته است و با توجه به این که نحوه سرخ کردن، تأثیر بسزایی بر خصوصیات کمی و کیفی این ماده غذایی دارد، لذا استفاده از پیش تیمارهایی مانند اولتراسوند و خشک کردن می تواند باعث بهبود این خصوصیات شود. علاوه بر این، آگاهی از روابط بین متغیرهای مختلف طی فرآیند سرخ کردن عمیق محصولات غذایی از طریق انجام مدل سازی، می تواند راه مناسبی برای کنترل بهینه شرایط فرآیند و در نتیجه، افزایش کیفیت محصول سرخ شده نهایی باشد. این تحقیق، با هدف بررسی تأثیر پیش تیمارهای اولتراسوند و خشک کردن بر محتوای روغن، محتوای رطوبتی، چروکیدگی و دانسیته ظاهری قطعات سیب زمینی و همچنین، مدل سازی پدیده های انتقال جرم و تغییرات فیزیکی ذکر شده طی فرآیند سرخ کردن عمیق انجام شد. بدین منظور، پیش تیمار اولتراسوند در دو سطح فرکانس 28 و 40 کیلو هرتز و زمان 15 دقیقه و همچنین، پیش تیمار خشک کردن در دو زمان 8 و 15 دقیقه و دمای c°80 صورت گرفته و سپس سرخ کردن قطعات سیب زمینی در دماهای 150، 170 و c°190 به مدت 60، 120، 180 و 240 ثانیه انجام شد. از طرف دیگر، به منظور مدل سازی محتوای روغن و محتوای رطوبتی، داده های آزمایشی با شش مدل تجربی (2 مدل از کارهای تحقیقاتی قبلی و 5-4 مدل پیشنهادی در این تحقیق) برازش شد. همچنین، برای مدل سازی چروکیدگی و دانسیته ظاهری نمونه های سرخ شده، داده های آزمایشی با شش مدل تجربی پیشنهادی در این تحقیق برازش شد و برای تعیین بهترین مدل، از دو معیار r2 و rmse استفاده گردید. نتایج نشان داد که پیش-تیمارهای اولتراسوند و خشک کردن در زمان 15 دقیقه به صورت مجزا، محتوای رطوبتی را به طور معنی داری نسبت به نمونه شاهد کاهش می دهند. همچنین، در نمونه های پیش تیمار شده به صورت تلفیقی، کاهش در محتوای رطوبتی نسبت به نمونه شاهد از لحاظ آماری معنی دار بود. علاوه بر این، با افزایش دمای سرخ کردن، ضریب انتشار موثر رطوبت افزایش یافت و محدوده بدست آمده برای آن، بین m2/s 8-10×20/6 - 8-10×57/3 بود. از طرف دیگر، در نمونه های پیش تیمارشده با اولتراسوند، دمای سرخ کردن °c150، در کاهش جذب روغن نسبت به نمونه های شاهد سرخ شده در شرایط دما و زمان سرخ کردن مشابه، بهترین نتیجه را حاصل کرد؛ همچنین، نمونه های پیش تیمارشده با خشک-کردن و نمونه های پیش تیمارشده با اولتراسوند و خشک کردن به صورت تلفیقی نیز جذب روغن را نسبت به نمونه شاهد کاهش دادند. علاوه بر این، پیش تیمارهای اولتراسوند و خشک کردن به صورت مجزا، به ترتیب، میزان چروکیدگی نمونه های سرخ شده را نسبت به نمونه شاهد کاهش و افزایش دادند، ولی این اختلافات از لحاظ آماری معنی دار نبود. از طرف دیگر، طی فرآیند سرخ کردن، دانسیته ظاهری نمونه های مختلف کاهش پیدا کرد؛ به طوری که در نمونه های پیش تیمار شده با اولتراسوند (28 و 40 کیلوهرتز)، مقادیر دانسیته ظاهری در زمان های 180 یا 240 ثانیه از فرآیند، به طور معنی داری نسبت به نمونه شاهد کمتر بود؛ ولی در نمونه های پیش تیمار شده با خشک کردن (8 و 15 دقیقه)، در زمان های سرخ کردن یکسان، کاهش در مقادیر دانسیته ظاهری نسبت به نمونه شاهد از لحاظ آماری معنی دار نبود. همچنین، با افزایش دمای فرآیند از 150 به c°190، میزان کاهش در دانسیته ظاهری افزایش پیدا کرد. از لحاظ ارزیابی حسی نیز، بین نمونه های مختلف سرخ شده از لحاظ آماری اختلاف معنی داری در ارتباط با فاکتورهای مورد ارزیابی مشاهده نشد. علاوه بر این، مدل های بکار رفته در مورد محتوای روغن، محتوای رطوبتی، چروکیدگی و دانسیته ظاهری، با داشتن r2 بالا و rmse پایین، به خوبی داده های آزمایشی را برازش کردند. همچنین، از طریق انجام تجزیه و تحلیل رگرسیون چند متغیره، مدل هایی با r2 بالا نیز، جهت کاربرد در شرایط مختلف زمان و دمایی فرآیند سرخ کردن عمیق، پیشنهاد شد.