فرایند سرخ کردن عمیق مواد غذایی یکی از روش های متداول پخت می باشد. این فرایند، باعث ایجاد یکسری تغییراتی در ویژگی های فیزیکی مواد غذایی از جمله محتوای رطوبت، جذب روغن، چروکیدگی و دانسیته ظاهری می شود. در این تحقیق، برای افزایش کیفیت قطعات سیب زمینی سرخ شده، تأثیر شرایط فرایند (دما و زمان) و همچنین پیش تیمارهای اولتراسوند و مایکروویو بر روی فاکتورهای مذکور در این قطعات بررسی و همچنین، این فاکتورها بر حسب زمان فرآیند مدل سازی شد.پیش تیمار اولتراسوند تحت فرکانس های 28 و 40 کیلوهرتز و پیش تیمار مایکروویو با توان های 3 و 6 وات بر گرم، روی قطعات سیب زمینی اعمال گردید و سپس این قطعات در دماهای 150، 170 و 190 درجه سانتیگراد و زمان های 1، 2، 3 و 4 دقیقه سرخ شدند. طبق نتایج حاصله، هر دو پیش تیمار، محتوای رطوبت نمونه ها را به طور معنی داری کاهش دادند. همچنین، با افزایش دما، محتوای رطوبتی نمونه های سیب زمینی به شکل غیر معنی داری کاهش یافت. از طرف دیگر، با افزایش زمان فرایند، محتوای رطوبت نمونه ها به شکل معنی دار و به صورت نمایی کاهش پیدا کرد. همچنین، برای مدلسازی محتوای رطوبت، داده های آزمایشی نسبت رطوبت با شش مدل تجربی پیشنهادی در این تحقیق و همچنین قانون فیک برازش گردیدند. مدل های بکار رفته با داشتن r2بالا و rmse پایین، به خوبی داده های آزمایشی را برازش نمودند. طبق نتایج، اعمال پیش تیمارهای اولتراسوند و مایکروویو موجب افزایش ضریب انتشار موثر رطوبت و کاهش انرژی فعال سازی نمونه ها شد. نتایج محتوای روغن نمونه ها نیز نشان داد که اعمال پیش تیمار اولتراسوند بسته به دما و زمان فرایند، جذب روغن را کاهش یا افزایش می دهد. در دماهای پایین و زمان های ابتدایی فرایند، جذب روغن کاهش یافت ولی در دماهای بالا و در انتهای فرایند، جذب روغن نسبت به نمونه شاهد افزایش پیدا کرد. پیش تیمار مایکروویو نیز به شکل معنی داری جذب روغن قطعات سیب زمینی را کاهش داد. با افزایش توان مایکروویو از 3 به 6 وات بر گرم، میزان جذب روغن، بیشتر کاهش یافت. علاوه بر این، شش مدل شامل دو مدل موجود در منابع و چهار مدل جدید پیشنهادی با در نظر گرفتن شرایط فرایند، برای پیش بینی جذب روغن ارایه شد. طبق نتایج برازش داده های آزمایشی، پیش تیمار اولتراسوند باعث افزایش و پیش تیمار مایکروویو باعث کاهش محتوای روغن تعادلی شدند. همچنین، پیش تیمار اولتراسوند، ثابت سرعت جذب روغن نمونه ها را کاهش ولی پیش تیمار مایکروویو، این ثابت را افزایش داد. نتایج در ارتباط با میزان چروکیدگی نمونه ها نیز نشان داد که پیش تیمار اولتراسوند به طور معنی داری این خصوصیت را در قطعات سیب زمینی سرخ شده کاهش می دهد؛ در حالی که پیش تیمار مایکروویو موجب افزایش معنی دار چروکیدگی در نمونه ها می شود. همچنین، زمان سرخ کردن به عنوان یکی از فاکتور های مهم فرایند، اثر معنی داری بر میزان چروکیدگی داشت؛ به طوریکه با افزایش زمان، میزان چروکیدگی افزایش پیدا کرد. همچنین، نتایج نشان داد که اثر دما بر میزان چروکیدگی معنی دار نیست؛ ولی با این وجود، با افزایش دما چروکیدگی افزایش پیدا کرد. علاوه بر این، شش مدل با در نظر گرفتن شرایط فرایند، برای پیش بینی میزان چروکیدگی ارایه شد. بررسی نتایج دانسیته ظاهری نیز نشان داد که پیش تیمارهای اولتراسوند و مایکروویو به طور معنی داری دانسیته ظاهری قطعات سیب زمینی را نسبت به نمونه شاهد کاهش می دهد. همچنین، دانسیته ظاهری به طور معنی داری با افزایش فرکانس اولتراسوند، توان مایکروویو، زمان و دمای فرایند کاهش یافت. علاوه بر این، پنج مدل با در نظر گرفتن شرایط فرایند برای پیش بینی میزان دانسیته ظاهری ارایه شد.