جهت بهینه سازی فرایند تولید، خاویار با استفاده از نمک و یک نوع ماده ی نگهدارنده (اسانس آویشن شیرازی (0- 06/0 ? وزنی/وزنی)، نایسین (0- 18 میلی گرم/کیلوگرم)، سوربات پتاسیم (0- 1000 میلی گرم/ کیلوگرم) و بسته بندی پلی اتیلن با دانسیته ی کم حاوی 4/0 و 1? وزنی/وزنی نانو اکسید روی) و یا ترکیب نگهدارنده ها با و بدون استفاده از فرایند حرارتی تیمار شد و نمونه ها جهت انجام آزمایشات کیفی (شمارش کلی میکروارگانیسم ها، کپک و مخمر، رنگ و اندیس پراکسید) در 4 و c°25 نگهداری شدند. برای تیمار خاویار با استفاده از نمک و ترکیب نگهدارنده ها نیز از 8 فرمولاسیون حاصل از ترکیب اسانس آویشن شیرازی، نایسین و سوربات پتاسیم استفاده گردید. پس از اندازه گیری تغییرات ویژگی های ترموفیزیکی و کیفی خاویار طی مراحل متفاوت فراوری و نگهداری، مدلی ریاضی برای توصیف سینتیک تغییرات ویژگی های کیفی به عنوان تابعی از ترکیب شیمیایی و میکروبی طی نگهداری و نوع و شدت هردل های مورد استفاده در فراوری خاویار (نوع و میزان ماده ی نگهدارنده و دمای نگهداری محصول تولیدی) توسعه داده شد. نتایج مدلسازی تغییرات رنگ و بافت طی فرایند حرارتی و نگهداری، نشان دهنده ی تطابق خوب (ضریب همبستگی بالای 9/0) سینتیک تغییرات این فاکتورها با روابط سینتیکی درجه صفر، اول و دوم است. از سوی دیگر در مدلسازی تغییرات شمارش کلی میکروارگانیسم ها و عدد پراکسید نمونه های خاویار تیمار شده توسط مواد نگهدارنده با و بدون فرایند حرارتی مقایسه ی مقادیر تجربی و پیش بینی شده ی حاصل از مدل گامپرتز اصلاح شده و لجستیک (به ترتیب) نشان دهنده ی تطابق خوب بین این مقادیر می باشد. در بخش مدلسازی نحوه ی انتقال حرارت طی تیمار حرارتی، مدلی عددی جهت شبیه سازی انتقال دو بعدی حرارت در استوانه ای محدود و همگن (شیشه ی خاویار)، جهت پیش بینی دمای درون ظرف و fvalue طی پاستوریزاسیون خاویار، توسعه داده شد. این مدل اثرات مقدار حجم سرفضای ظرف و متغیرهای وابسته به دما از قبیل گرمای ویژه و هدایت حرارتی را در بر می گیرد. مقایسه ی داده های پیش بینی شده توسط حل تحلیلی و پروفیل های تجربی دما طی پاستوریزاسیون خاویار با مقادیر پیش بینی شده ی مدل عددی نشان دهنده ی تأیید و تطابق خوب (ضریب همبستگی بالای 99/0) مدل عددی توسعه یافته است.در نهایت به منظور بهینه سازی فرایند تولید خاویار توسط الگوریتم ژنتیکی، تیمارهای منتخب با و بدون استفاده از فرایند حرارتی، از بین هر 3 نوع ماده ی نگهدارنده بر اساس غلظت ماده ی نگهدارنده، دمای نگهداری، میزان تغییرات رنگ نمونه ها نسبت به رنگ اولیه و ماندگاری انتخاب شدند. در رابطه با نوع فرایند، تنها تیمارهای تحت فرایند حرارتی انتخاب شدند که این موضوع به بیشتر بودن ماندگاری این تیمارها نسبت به تیمارهای بدون فرایند حرارتی بر می گردد. در بین تیمارهای خاویار تحت فرایند حرارتی، نمونه های تیمارشده توسط اسانس آویشن شیرازی دارای بیشترین ماندگاری بودند (365 روز)؛ از بین تیمارهای منتخب خاویار بدون فرایند حرارتی نیز تیمارهای اسانس آویشن شیرازی در بین سایر تیمارها دارای اثر ماندگاری بیشتری بود (30 روز)، بدان معنا که بهترین ماده ی نگهدارنده جهت کنترل اکسیداسیون و کنترل میزان میکروارگانیسم ها طی نگهداری نمونه های خاویار تحت تیمار حرارتی و بدون آن، اسانس آویشن شیرازی (غلظت 06/0? وزنی/وزنی) است که خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی بالایی دارد. در بخش رویه سطح پاسخ جهت بهینه سازی فراوری خاویار، مشاهده می شود که در تمام فرمولاسیون های پیشنهادی، مقدار اسانس آویشن شیرازی برابر با بالاترین غلظت مورد استفاده ی این ترکیب در این مطالعه است، در حالی که غلظت های ارائه شده در رابطه با سوربات پتاسیم و نایسین متغیر می باشند. این مطلب نشان می دهد که برای داشتن فرمولاسیونی موثر، حداقل غلظت مورد نیاز اسانس آویشن شیرازی باید مقدار 06/0? وزنی/وزنی بوده و با افزایش غلظت سوربات پتاسیم و نایسین نیز، میزان مطلوبیت فرمولاسیون از نظر کاهش مقدار شمارش کلی میکروارگانیسم ها و کپک و مخمر، افزایش خواهد یافت.

خشک کردن یکی از روشهایی است که به طور گسترده برای نگهداری میوه ها و سبزیجات استفاده می شود، به این ترتیب که آب تا یک مقدار مشخص آب از ماده خارج می شود و در نتیجه فعالیت میکروبی و تغییرات شیمیایی و فیزیکی در طول انبارداری به حداقل می رسد. از آنجا که طی خشک کردن خواص فیزیکی، شیمیایی وکیفی محصولات تحت تاثیر قرار می گیرد، لذا مدلسازی سینتیک خشک کردن یکی از راههای کنترل شرایط خشک کردن است. ارزیابی سینتیک خشک کردن بعنوان تابعی از شرایط خشک کردن و تعیین ضریب نفوذ رطوبت می تواند ما را در شبیه سازی فرایند برای پیش بینی زمان خشک کردن ،دمای هوا، سرعت هوا، مقدار رطوبت نسبی و بطور کلی بهینه سازی فرایند کمک کند. ضریب نفوذ موثر رطوبت در فرایند های خشک کردن ارائه کننده انتقال جرم کلی رطوبت در ماده است که ممکن است شامل دیفوزیون مایع، بخار، جریان هیدرودینامیکی لوله موئین و دیگر مکانیسم های ممکن انتقال باشد. در این مطالعه پس از تعیین آزمایشگاهی تغییرات رطوبت مطلق، لایه نازکی از پسته در دماهای 45، 50، 55 و 60 درجه سانتی گراد و سرعت های هوای 5/0, 1 و 5/1 متر بر ثانیه، ضریب نفوذ موثر رطوبت (deff) بدست آمد. مطالعه سرعت خشک کردن بصورت مقدار رطوبت مطلق حذف شده در واحد زمان بعنوان تابعی از مقدار رطوبت مطلق ماده نشان داد که خشک کردن صرف نظر از شرایط خشک کردن در دو دوره سرعت نزولی اتفاق می افتد و با افزایش دما و سرعت هوای خشک کن سرعت خشک کردن افزایش می یابد. مقادیر ضرایب نفوذ براورد شده در محدوده 10-10×58/4 تا 10-10×7/9 مترمربع بر ثانیه برای مقادیر مختلف دما و سرعت هوا بود. نتایج نشان داد که ضریب نفوذ رطوبت با افزایش دما و سرعت هوای خشک کردن به طور معنی داری افزایش می یابد. تغییرات ضریب نفوذ موثر میانگین بعنوان تابعی از دمای هوای خشک کردن با رابطه آرنیوس توصیف شد. همبستگی مناسبی بین مقادیرضریب نفوذ آزمایشگاهی و پیش بینی شده با رابطه آرنیوس بعنوان تابعی از دما در سرعت های مختلف هوا بدست آمد (99/0r>). تغییرات درصد چروکیدگی طی خشک کردن لایه نازک پسته در دماها و سرعت های مختلف هوا نشان داد که با افزایش زمان خشک کردن و کاهش رطوبت، چروکیدگی افزایش می یابد؛ اثر دما و سرعت هوای خشک کن روی چروکیدگی محصول معنی دار نبوده و چروکیدگی فقط تابعی از میزان رطوبت محصول می باشد. تغییرات قابلیت جذب مجدد آب در محصول نشان داد که این ویژگی مستقل از دما و سرعت هوای خشک کن بوده و قابلیت جذب مجدد آب در محصول فقط تابعی از میزان رطوبت محصول می باشد. مطالعه تغییرات شاخص های رنگ طی خشک کردن نشان داد که رنگ مغز و پوست پسته مستقل از دما و سرعت هوای خشک کن می باشد. ضرایب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا بین داده های تجربی و نتایج پیش بینی شده توسط 13 مدل تجربی محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند. مدل پیج، برای توصیف سینتیک خشک کردن نمونه های پسته در خشک کن قفسه ای و خشک کن آفتابی و مدل تو ترم نمائی، برای خشک کردن نمونه های پسته درروش خشک کردن در معرض نور مستقیم خورشید انتخاب گردیدند. یک مدل انتقال جرم برای توصیف سینتیک خشک کردن در شرایط تک دما با استفاده از حل عددی قانون فیک (روش تفاضل محدود) در نرم افزار مطلب توسعه داده شد. مقایسه داده های تجربی سینتیک خشک کردن نمونه های پسته با نتایج تئوریک پیش بینی شده توسط مدل، همبستگی خوبی را (بالاتراز99%) نشان داد. در نهایت می توان نتیجه گیری نمود که با کاربرد مدل، کنترل بهتر فرایند و کیفیت بالاتر محصول حاصل می شود.