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近红外光谱和XGBoost的流化床干燥过程水分含量在线检测
被引量:
3
1
作者
何帅
周杰
+1 位作者
张福林
穆国庆
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3347-3352,共6页
含水量对化学和制药颗粒产品的属性(例如稳定性和可压缩性)具有重要影响。传统的流化床干燥过程水分检测是采用传统仪表检测过程中的湿度、温度等表征变量进而推测水分含量,这种方法常存在检测不准确、具有滞后性等,已经很难满足现代生...
含水量对化学和制药颗粒产品的属性(例如稳定性和可压缩性)具有重要影响。传统的流化床干燥过程水分检测是采用传统仪表检测过程中的湿度、温度等表征变量进而推测水分含量,这种方法常存在检测不准确、具有滞后性等,已经很难满足现代生产的需求。近红外(NIR)光谱作为一种新型传感器技术可以从分子层面获取过程信息,操作简单,分析速度快,无需对样本预处理等优点被广泛应用于很多领域。目前NIR光谱分析方法主要基于采集样本做离线检测,难以体现生产过程的实时状态。多数情况下采集的NIR光谱的吸收峰严重重叠,导致NIR光谱的有效信息被各种噪声掩盖。需要采用合适的分析工具进行近红外数据分析和有效信息的提取。传统的算法模型多采用线性或单模型方法,难以有效解决NIR光谱有效信息提取。采用批次颗粒流化床干燥(FBD)过程为检测对象,将近红外光谱应用于流化床制粒干燥过程中,联合XGBoost算法建立颗粒含水量在线测量模型。通过白鲸优化算法获得了模型的最佳参数,进而通过真实的流化床干燥实验验证了该方法的有效性。验证实验中,选取包括水分特征峰且信号较为稳定的波数(4798~9423 cm^(-1))进行建模。采集的4个批次数据中3个独立批次数据作为训练集来训练模型,第4个批次数据用于测试模型。以均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))两个指标评价对建立的模型并进行评估,结果表明优化后的XGBoost模型在各项指标上表现优于PLS和BP-ANN算法建立的模型。所提出的基于近红外光谱和XGBoost的水分含量在线检测模型为流化床干燥过程水分含量的在线检测提供了新思路。
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关键词
近红外光谱
流化床干燥
在线检测
XGBoost
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职称材料
SDS-正戊醇与SDS-正丁醇微乳体系相行为模拟
被引量:
5
2
作者
穆国庆
靖建歌
+3 位作者
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期122-126,共5页
利用净平均曲率模型重现了以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇和正戊醇为助剂,短碳链烷烃的相行为和增溶参数的变化情况。模拟了Winsor相图及最佳增溶参数曲线,并和实验进行了对比,与实验结果吻合的较好,并且发现在相同表面活性...
利用净平均曲率模型重现了以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇和正戊醇为助剂,短碳链烷烃的相行为和增溶参数的变化情况。模拟了Winsor相图及最佳增溶参数曲线,并和实验进行了对比,与实验结果吻合的较好,并且发现在相同表面活性剂和助剂下,油越轻,增溶量越大,采用正戊醇做为助剂增溶轻油的能力约为采用正丁醇的3倍。在表面活性剂用量相差不大,助剂量相同的情况下,出现中相所需的盐度都是正己烷<正庚烷<正辛烷<正十二烷,以正戊醇为助剂所需的盐度远小于以正丁醇为助剂所需的盐度。
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关键词
微乳液
增溶
表面活性剂
模拟
相行为
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职称材料
工业废盐的流态化行为
被引量:
9
3
作者
李绪宾
刘会娥
+3 位作者
陈爽
王玉斌
穆国庆
刘进玲
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期81-90,共10页
目前工业废盐的处理方式较为单一,效果不理想。为了解决这一问题,提出了一种可用于处理工业废盐的流化床装置,采用自制的流化床对工业废盐进行流化,并对气固流化床的压力脉动信号进行实时监测,研究了流化数和床层压力波动的关系。介绍...
目前工业废盐的处理方式较为单一,效果不理想。为了解决这一问题,提出了一种可用于处理工业废盐的流化床装置,采用自制的流化床对工业废盐进行流化,并对气固流化床的压力脉动信号进行实时监测,研究了流化数和床层压力波动的关系。介绍了温度对流化床临界流化速度的影响,并提出了临界流化速度与温度的关联式。对流化过程中产生的气泡进行了研究,讨论了气泡运动过程中的形貌和大小。介绍了一种可以考察床层物料流化效果的方法,并运用Improfile函数将三维空间内物料颗粒的混合情况转化为函数,通过强度和时间关系说明了返混程度的强弱。描述了工业废盐的床层塌落过程,最后通过扫描电镜对工业废盐表面上的有机物进行比较得出流化床处理工业废盐的可能性。
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关键词
流化床
气泡
孔隙率
工业废盐
流态化
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职称材料
片状水滑石的水热合成及表征
被引量:
5
4
作者
刘春英
柳云骐
+3 位作者
王健
穆国庆
熊云杰
张力
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期125-127,共3页
以MgCl2.6H2O、γ-AlOOH和尿素为原料,在n(Mg2+)∶n(Al 3+)=2的条件下,采用水热法合成了Mg-Al水滑石粉体。考察了水热合成条件如反应温度、时间、反应物浓度对产物水滑石晶体结构、结晶度和形貌的影响,并采用XRD、SEM、TEM和TG技术对其...
以MgCl2.6H2O、γ-AlOOH和尿素为原料,在n(Mg2+)∶n(Al 3+)=2的条件下,采用水热法合成了Mg-Al水滑石粉体。考察了水热合成条件如反应温度、时间、反应物浓度对产物水滑石晶体结构、结晶度和形貌的影响,并采用XRD、SEM、TEM和TG技术对其进行了表征。结果表明,在优化条件下可获得结晶度高、板层结构显著、热稳定性好、分散性好、均一、规整的六边形片状水滑石晶体。当水热温度为150℃、水热时间为12h时合成水滑石的粒径为200~400nm,片厚度约为25nm。
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关键词
镁铝水滑石
水热法
片状
晶体形貌
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职称材料
鱼状相图研究不同无机盐对微乳液的影响
被引量:
5
5
作者
吴章辉
穆国庆
+3 位作者
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第10期1564-1568,共5页
利用鱼状相图,通过改变盐的种类,研究无机盐对正辛烷-正丁醇-十二烷基硫酸钠(SDS)-水微乳体系及脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)/十二烷基硫酸钠(SDS)-正丁醇-正辛烷-水微乳体系中相微乳液形成的影响。实验中微乳液体系在正丁醇增加过程中发生W...
利用鱼状相图,通过改变盐的种类,研究无机盐对正辛烷-正丁醇-十二烷基硫酸钠(SDS)-水微乳体系及脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)/十二烷基硫酸钠(SDS)-正丁醇-正辛烷-水微乳体系中相微乳液形成的影响。实验中微乳液体系在正丁醇增加过程中发生Winsor I→III→II的相转变。形成WinsorⅢ型微乳液时,不同种类的盐对微乳液的影响不同。实验中以不同种类的无机盐配成SDS微乳液及AEO-7/SDS微乳液,发现在强电解质盐中,同物质的量浓度下,盐类对微乳液的作用强度Na Cl<KCl<Ca Cl2<Al Cl3·6H2O。在SDS微乳液中阴离子对微乳液作用强度SO42-=CO32-,而在AEO-7/SDS微乳液中,无机盐所表现出的盐效应与SDS微乳液中不同,阴离子对微乳液作用强度SO42-<CO32-,无机盐的种类影响SDS和AEO-7的之间的协同作用。
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关键词
微乳液
相图
表面活性剂
转相
无机盐
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职称材料
二组分有机混合物在Winsor Ⅲ型微乳液中的增溶行为
6
作者
刘会娥
吴章辉
+3 位作者
穆国庆
丁传芹
陈爽
徐愈春
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期164-168,共5页
以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,NaCl为无机盐助剂,正己烷、环己烷、甲苯和正辛烷中的两组分为有机物,配制Winsor Ⅲ型微乳液。用气相色谱分析有机混合物中各组分在过剩油相中的分配情况;考察表面活性剂质量...
以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,NaCl为无机盐助剂,正己烷、环己烷、甲苯和正辛烷中的两组分为有机物,配制Winsor Ⅲ型微乳液。用气相色谱分析有机混合物中各组分在过剩油相中的分配情况;考察表面活性剂质量分数、NaCl质量分数和有机混合物组成及种类对有机物分配规律的影响。结果表明:在不同的表面活性剂盐度(质量分数)条件下,以正己烷、环己烷、正辛烷和甲苯中的两组分作为有机物配制的WinsorⅢ型微乳液,在不同的有机物配比时过剩油相的组成和增溶前油相的组成均存在差异,增溶出现了选择性;微乳液更倾向于增溶弱极性的小分子及摩尔增溶比大的分子;对甲苯-正辛烷微乳体系,盐度的增加和表面活性剂质量分数的降低均可提高微乳液对甲苯增溶的选择性。
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关键词
增溶
选择性
Winsor
Ⅲ型微乳液
有机混合物
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职称材料
题名
近红外光谱和XGBoost的流化床干燥过程水分含量在线检测
被引量:
3
1
作者
何帅
周杰
张福林
穆国庆
机构
青岛理工大学信息与控制工程学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3347-3352,共6页
基金
国家自然科学基金项目(62303257)
山东省自然科学基金项目(ZR2023QF008)
山东省高等学校青年创新团队发展计划项目(2023KJ119)资助。
文摘
含水量对化学和制药颗粒产品的属性(例如稳定性和可压缩性)具有重要影响。传统的流化床干燥过程水分检测是采用传统仪表检测过程中的湿度、温度等表征变量进而推测水分含量,这种方法常存在检测不准确、具有滞后性等,已经很难满足现代生产的需求。近红外(NIR)光谱作为一种新型传感器技术可以从分子层面获取过程信息,操作简单,分析速度快,无需对样本预处理等优点被广泛应用于很多领域。目前NIR光谱分析方法主要基于采集样本做离线检测,难以体现生产过程的实时状态。多数情况下采集的NIR光谱的吸收峰严重重叠,导致NIR光谱的有效信息被各种噪声掩盖。需要采用合适的分析工具进行近红外数据分析和有效信息的提取。传统的算法模型多采用线性或单模型方法,难以有效解决NIR光谱有效信息提取。采用批次颗粒流化床干燥(FBD)过程为检测对象,将近红外光谱应用于流化床制粒干燥过程中,联合XGBoost算法建立颗粒含水量在线测量模型。通过白鲸优化算法获得了模型的最佳参数,进而通过真实的流化床干燥实验验证了该方法的有效性。验证实验中,选取包括水分特征峰且信号较为稳定的波数(4798~9423 cm^(-1))进行建模。采集的4个批次数据中3个独立批次数据作为训练集来训练模型,第4个批次数据用于测试模型。以均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))两个指标评价对建立的模型并进行评估,结果表明优化后的XGBoost模型在各项指标上表现优于PLS和BP-ANN算法建立的模型。所提出的基于近红外光谱和XGBoost的水分含量在线检测模型为流化床干燥过程水分含量的在线检测提供了新思路。
关键词
近红外光谱
流化床干燥
在线检测
XGBoost
Keywords
Near-infrared spectroscopy
Fluidized bed drying
On-line detection
XGBoost
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
在线阅读
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职称材料
题名
SDS-正戊醇与SDS-正丁醇微乳体系相行为模拟
被引量:
5
2
作者
穆国庆
靖建歌
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
机构
中国石油大学重质油国家重点实验室
出处
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期122-126,共5页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(21106187)资助
山东省优秀中青年科学家奖励基金(BS2011NJ021)资助
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金(14CX05031A)资助
黄岛区科技项目(2014-1-49)资助
文摘
利用净平均曲率模型重现了以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇和正戊醇为助剂,短碳链烷烃的相行为和增溶参数的变化情况。模拟了Winsor相图及最佳增溶参数曲线,并和实验进行了对比,与实验结果吻合的较好,并且发现在相同表面活性剂和助剂下,油越轻,增溶量越大,采用正戊醇做为助剂增溶轻油的能力约为采用正丁醇的3倍。在表面活性剂用量相差不大,助剂量相同的情况下,出现中相所需的盐度都是正己烷<正庚烷<正辛烷<正十二烷,以正戊醇为助剂所需的盐度远小于以正丁醇为助剂所需的盐度。
关键词
微乳液
增溶
表面活性剂
模拟
相行为
Keywords
microemulsion
solubilization
surfactants
simulation
phase behavior
分类号
O648 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
工业废盐的流态化行为
被引量:
9
3
作者
李绪宾
刘会娥
陈爽
王玉斌
穆国庆
刘进玲
机构
中国石油大学(华东)化学工程学院
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期81-90,共10页
基金
中国石油大学(华东)研究生创新工程项目
中央高校基本科研业务费专项资金(14CX05031A)
+1 种基金
黄岛区科技项目(201-1-49)
国家自然科学基金青年基金项目(21106187)
文摘
目前工业废盐的处理方式较为单一,效果不理想。为了解决这一问题,提出了一种可用于处理工业废盐的流化床装置,采用自制的流化床对工业废盐进行流化,并对气固流化床的压力脉动信号进行实时监测,研究了流化数和床层压力波动的关系。介绍了温度对流化床临界流化速度的影响,并提出了临界流化速度与温度的关联式。对流化过程中产生的气泡进行了研究,讨论了气泡运动过程中的形貌和大小。介绍了一种可以考察床层物料流化效果的方法,并运用Improfile函数将三维空间内物料颗粒的混合情况转化为函数,通过强度和时间关系说明了返混程度的强弱。描述了工业废盐的床层塌落过程,最后通过扫描电镜对工业废盐表面上的有机物进行比较得出流化床处理工业废盐的可能性。
关键词
流化床
气泡
孔隙率
工业废盐
流态化
Keywords
fluidized-bed
bubble
voidage
industrial waste salt
fluidization
分类号
X786 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
片状水滑石的水热合成及表征
被引量:
5
4
作者
刘春英
柳云骐
王健
穆国庆
熊云杰
张力
机构
中国石油大学(华东)理学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期125-127,共3页
基金
大学生国家级创新实验项目(111042525)
文摘
以MgCl2.6H2O、γ-AlOOH和尿素为原料,在n(Mg2+)∶n(Al 3+)=2的条件下,采用水热法合成了Mg-Al水滑石粉体。考察了水热合成条件如反应温度、时间、反应物浓度对产物水滑石晶体结构、结晶度和形貌的影响,并采用XRD、SEM、TEM和TG技术对其进行了表征。结果表明,在优化条件下可获得结晶度高、板层结构显著、热稳定性好、分散性好、均一、规整的六边形片状水滑石晶体。当水热温度为150℃、水热时间为12h时合成水滑石的粒径为200~400nm,片厚度约为25nm。
关键词
镁铝水滑石
水热法
片状
晶体形貌
Keywords
Mg-A1 hydrotalcite
hydrothermal method
plate-like
crystal morphology
分类号
O643 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
鱼状相图研究不同无机盐对微乳液的影响
被引量:
5
5
作者
吴章辉
穆国庆
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
机构
中国石油大学重质油国家重点实验室
出处
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第10期1564-1568,共5页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(21106187)资助
黄岛区科技项目(2014-1-49)资助
+1 种基金
山东省优秀中青年科学家奖励基金(BS2011NJ021)资助
中央高校基本科研业务费专项资金(14CX05031A)资助
文摘
利用鱼状相图,通过改变盐的种类,研究无机盐对正辛烷-正丁醇-十二烷基硫酸钠(SDS)-水微乳体系及脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)/十二烷基硫酸钠(SDS)-正丁醇-正辛烷-水微乳体系中相微乳液形成的影响。实验中微乳液体系在正丁醇增加过程中发生Winsor I→III→II的相转变。形成WinsorⅢ型微乳液时,不同种类的盐对微乳液的影响不同。实验中以不同种类的无机盐配成SDS微乳液及AEO-7/SDS微乳液,发现在强电解质盐中,同物质的量浓度下,盐类对微乳液的作用强度Na Cl<KCl<Ca Cl2<Al Cl3·6H2O。在SDS微乳液中阴离子对微乳液作用强度SO42-=CO32-,而在AEO-7/SDS微乳液中,无机盐所表现出的盐效应与SDS微乳液中不同,阴离子对微乳液作用强度SO42-<CO32-,无机盐的种类影响SDS和AEO-7的之间的协同作用。
关键词
微乳液
相图
表面活性剂
转相
无机盐
Keywords
microemulsions
phase diagram
surfactants
phase inversion
inorganic salts
分类号
O648.23 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
二组分有机混合物在Winsor Ⅲ型微乳液中的增溶行为
6
作者
刘会娥
吴章辉
穆国庆
丁传芹
陈爽
徐愈春
机构
中国石油大学重质油国家重点实验室
烟台和弘化工设计有限公司
出处
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期164-168,共5页
基金
中央高校基本科研业务费专项(14CX05031A)
黄岛区科技项目(2014-1-49)
文摘
以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,NaCl为无机盐助剂,正己烷、环己烷、甲苯和正辛烷中的两组分为有机物,配制Winsor Ⅲ型微乳液。用气相色谱分析有机混合物中各组分在过剩油相中的分配情况;考察表面活性剂质量分数、NaCl质量分数和有机混合物组成及种类对有机物分配规律的影响。结果表明:在不同的表面活性剂盐度(质量分数)条件下,以正己烷、环己烷、正辛烷和甲苯中的两组分作为有机物配制的WinsorⅢ型微乳液,在不同的有机物配比时过剩油相的组成和增溶前油相的组成均存在差异,增溶出现了选择性;微乳液更倾向于增溶弱极性的小分子及摩尔增溶比大的分子;对甲苯-正辛烷微乳体系,盐度的增加和表面活性剂质量分数的降低均可提高微乳液对甲苯增溶的选择性。
关键词
增溶
选择性
Winsor
Ⅲ型微乳液
有机混合物
Keywords
solubilization
selectivity
Winsor type Ⅲ microemulsions
organic mixture
分类号
O648.23 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
近红外光谱和XGBoost的流化床干燥过程水分含量在线检测
何帅
周杰
张福林
穆国庆
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
2
SDS-正戊醇与SDS-正丁醇微乳体系相行为模拟
穆国庆
靖建歌
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
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职称材料
3
工业废盐的流态化行为
李绪宾
刘会娥
陈爽
王玉斌
穆国庆
刘进玲
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
9
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职称材料
4
片状水滑石的水热合成及表征
刘春英
柳云骐
王健
穆国庆
熊云杰
张力
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
5
鱼状相图研究不同无机盐对微乳液的影响
吴章辉
穆国庆
刘会娥
丁传芹
陈爽
齐选良
《化学研究与应用》
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
在线阅读
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职称材料
6
二组分有机混合物在Winsor Ⅲ型微乳液中的增溶行为
刘会娥
吴章辉
穆国庆
丁传芹
陈爽
徐愈春
《中国石油大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
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职称材料
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