فرآیند سرخ کردن عمیق، منجر به تغییرات مختلفی در مواد غذایی شده و این امر باعث تغییر خصوصیات ساختاری از جمله دانسیته ظاهری می گردد. با استفاده از اعمال پیش تیمار های مختلف مثل اولتراسوند، مایکروویو و آبگیری اسمزی می توان خصوصیات کیفی و ساختاری مواد غذایی سرخ شده را بهبود بخشید. اهدف این تحقیق، مدل سازی از دست دادن آب، جذب روغن، چروکیدگی، دانسیته ظاهری و بررسی اثر پیش تیمارهای فوق روی انتقال جرم قطعات سیب زمینی طی سرخ کردن در دماها و زمان های مختلف بود. در این پژوهش، پیش تیمار اولتراسوند تحت فرکانس 40 کیلوهرتز در دو زمان 10 و 30 دقیقه و پیش تیمار مایکروویو با توان 5 وات بر گرم به مدت 5 دقیقه و همچنین پیش تیمار آبگیری اسمزی با محلول نمک در دو غلظت 1 و 3 درصد، روی قطعات سیب زمینی اعمال شد و سپس این قطعات در دماهای 150، 170 و 190 درجه سانتی گراد و زمان های 90، 180، 270 و 360 ثانیه سرخ شدند. نتایج نشان داد اعمال پیش تیمار اولتراسوند به مدت 10 دقیقه، باعث افزایش جذب روغن نسبت به نمونه شاهد می شود ولی اعمال این پیش تیمار به مدت 30 دقیقه میزان جذب روغن را نسبت به نمونه شاهد کاهش می دهد. همچنین، پیش تیمار مایکروویو نیز به شکل غیرمعنی دار جذب روغن قطعات سیب زمینی را کاهش داد. علاوه بر این، نمونه های پیش تیمار شده توسط آبگیری اسمزی با محلول نمک باعث کاهش جذب روغن شدند. به منظور مدل سازی جذب روغن، داده های حاصل از آزمایش با شش مدل برازش شدند. مدل های فوق دارای بیشترین مقدار r2 و کمترین مقدار rmse بودند. از قانون دیفوزیون فیک برای مدل سازی از دست دادن آب استفاده شد. پیش تیمار اولتراسوند به مدت 10 دقیقه، ضریب انتشار موثر رطوبت و سرعت خروج رطوبت از سیب زمینی را کاهش داد. علاوه بر این، از تعدادی مدل تجربی پیشنهادی نیز برای مدل سازی از دست دادن آب استفاده شد. همچنین، با استفاده از رابطه آرنیوس، تاثیر دما بر ضریب انتشار موثر رطوبت بررسی شد. در ارتباط با تغییرات دانسیته ظاهری، مطابق یافته های این تحقیق، با افزایش زمان سرخ کردن، دانسیته ظاهری نمونه های شاهد کاهش پیدا کرد. پیش تیمار اولتراسوند، محتوای رطوبت اولیه قطعات سیب زمینی را افزایش داده و منجر به افزایش میزان دانسیته ظاهری اولیه نسبت به نمونه های شاهد شد. با توجه به تأثیر پیش تیمار اولتراسوند بر ساختار های درونی قطعات سیب زمینی در طی سرخ کردن، سرعت خروج رطوبت در نمونه های پیش تیمار شده با اولتراسوند بیشتر از نمونه های شاهد بود. همچنین، اعمال پیش تیمارهای مایکروویو، آبگیری اسمزی و تلفیق این پیش تیمار ها با اولتراسوند، دانسیته ظاهری را کاهش داد. از طرفی، بر اساس نتایج به دست آمده، پیش تیمار اولتراسوند میزان چروکیدگی قطعات سیب زمینی را نسبت به نمونه شاهد کاهش داد، اما اعمال پیش تیمار مایکروویو و آبگیری اسمزی با محلول نمک و تلفیق آنها با اولتراسوند باعث افزایش میزان چروکیدگی نمونه ها گردید. در این مطالعه، شش مدل تجربی نیز برای بررسی تغییرات دانسیته ظاهری و چروکیدگی به صورت تابعی از زمان ارائه شد. علاوه بر این، به منظور به دست آوردن ضرایب ثابت مدل ها، مدل های دیگری وابسته به شرایط مختلف فرآیند شامل غلظت محلول اسمزی، زمان اولتراسوند، توان مایکروویو و دمای سرخ کردن پیشنهاد شد. مدل های فوق نیز، دارای بیشترین مقدار r2 و کمترین مقدار rmse بودند.