Proxy quality control of biomass particles using thermogravimetric analysis and Gaussian process regression models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The temperature experienced by reactants during preparation in a reactor is a key component in determining the yield and homogeneity of usable chemical products such as biomass particles. Thermocouples with sensors can be used to monitor spatial temperature gradients within reactors but these sensors are often too expensive and/or invasive. The present work proposes a strategy to identify optimal machine learning models to infer the maximum effective temperature experienced by particles during oxidative biomass torrefaction using key thermochemical combustion parameters. The maximum rate of weight loss, the corresponding temperature, and fixed carbon content on a dry‐ash‐free basis are used as literature‐based predictor variables obtained from thermogravimetric analysis. The evaluation of 24 machine‐learning models using the standard tenfold cross‐validation method suggests that the exponential Gaussian process regression (GPR) model is the most effective, followed by other GPR models. These high‐performing GPR models were also utilized to predict the effective preparation temperature distribution of reactor‐produced biomass particles under eight conditions of varying residence time and air‐to‐biomass ratio. The effective preparation temperature and residence time of individual biomass particles were then encoded into the torrefaction severity factor and used to estimate the energy yield of the reactor output as a novel quality control method. © 2023 The Authors. Biofuels, Bioproducts and Biorefining published by Society of Industrial Chemistry and John Wiley & Sons Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».