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Tipo do documento: Dissertação
Título: Comparação entre algoritmos de seleção de variáveis em regressão PLS para determinação de parâmetros de qualidade de biodiesel por espectrometria NIR
Autor: Oliveira, Danúbio Leonardo Bernardino de
Primeiro orientador: Véras Neto, José Germano
Primeiro membro da banca: Simões, Simone da Silva
Segundo membro da banca: Silva, Neirivaldo Cavalcante da
Resumo: O Algoritmo bioinspirado firefly (FFiPLS) é baseado na atratividade entre vaga-lumes como comportamento de enxame ao procurar por comida. A técnica de seleção de variáveis é capaz de reduzir o número de variáveis por intervalos a fim de obter melhoria das previsões do modelo quimiométrico. Neste sentido, o presente estudo tem como objetivo comparar o desempenho de modelos quimiométricos de regressão PLS utilizando algoritmos de seleção de variáveis por intervalos FFiPLS frente ao iSPA-PLS e iPLS para determinação de parâmetros de qualidade de biodiesel por espectrometria NIR. O desenvolvimento deste trabalho contou com a obtenção das amostras de biodiesel a partir de óleo de soja via rota metílica. Posteriormente, foi mensurada a densidade do biodiesel e por fim adicionado ao diesel em proporções 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 e 50 (%v/v), o índice de biodiesel em diesel, ambos realizados em triplicata. Construiu-se um banco de dados a partir das medidas dos espectros de absorção no infravermelho próximo com 100 amostras de biodiesel, na faixa dos comprimentos de onda (λ) de 410 a 2500 nm. A partir desta faixa foram escolhidas duas faixas espectrais, de 441-1551 nm e de 1100-1600 nm. As regiões foram escolhidas por estar nas regiões de primeira e segunda região de sobretom do C–H. O tratamento quimiométrico consistiu na seleção das amostras dos conjuntos de calibração e predição utilizando algoritmo SPXY, e para remoção de outliers o teste T² de Hotelling. Empregou-se como pré-processamento espectral a derivação Savitzky-Golay, polinômio de 2º grau e janela de 17 pontos. O software utilizado para os pré-tratamentos e para a remoção de outliers foi o The Unscrambler® versão 9.7. Para seleção de amostras e variáveis bem como para a construção dos modelos foi utilizado o software Matlab® versão R2016a. Foram comparados ao algoritmo FFiPLS outros dois algoritmos para seleção de variáveis por intervalos: o iSPA-PLS e o iPLS. Para o índice de biodiesel em diesel, os modelos com faixa de 441-1551 nm com pré processamento espectral apresentaram baixos valores de variáveis latentes, com melhores valores para a etapa de predição (RMSEP, R²predição e REP) para os três algoritmos de seleção de variáveis, iSPA-PLS, iPLS e FFiPLS. Já para a densidade, O modelo com faixa de 410-2500 nm com pré-processamento espectral, o algoritmo FFiPLS apresentou melhores valores na etapa de predição (RMSEP, R²predição e REP).
Abstract: The Firefly Bioinspired Algorithm (FFiPLS) is based on the attractiveness of fireflies as swarming behavior when looking for food. The variable selection technique is able to reduce the number of variables by intervals in order to obtain better predictions from the chemometric model. In this sense, the present study aims to compare the performance of PLS regression chemometric models using FFiPLS interval selection algorithms against the iSPA-PLS and iPLS to determine biodiesel quality parameters by NIR spectrometry. The development of this work involved obtaining samples of biodiesel from soybean oil via methyl route. Subsequently, the density of biodiesel was measured and finally added to diesel in proportions 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 and 50 (% v / v), the biodiesel index in diesel, both carried out in triplicate. A database was built from the measurements of the absorption spectra in the near infrared with 100 samples of biodiesel, in the range of wavelengths (λ) from 410 to 2500 nm. From this range, two spectral bands were chosen, 441-1551 nm and 1100-1600 nm. The regions were chosen because they are in the first and second overtone regions of the C – H. The chemometric treatment consisted of selecting the samples from the calibration and prediction sets using the SPXY algorithm, and to remove outliers the Hotelling T² test. The Savitzky-Golay derivation, a 2nd degree polynomial and a 17- point window, was used as spectral pre-processing. The software used for pre treatments and for removing outliers was The Unscrambler® version 9.7. Matlab® software version R2016a was used to select samples and variables as well as to build the models. Two other algorithms for selecting variables by intervals were compared to the FFiPLS algorithm: iSPA-PLS and iPLS. For the diesel biodiesel index, models with a range of 441-1551 nm with spectral pre-processing showed low values of latent variables, with better values for the prediction step (RMSEP, R²prediction and REP) for the three selection algorithms of variables, iSPA-PLS, iPLS and FFiPLS. As for density, the model with a range of 410-2500 nm with spectral pre-processing, the FFiPLS algorithm presented better values in the prediction step (RMSEP, R²prediction and REP).
Palavras-chave: Algoritmo Firefly
Seleção por intervalos
Calibração multivariada
Quimiometria
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Citação: OLIVEIRA, Danúbio Leonardo Bernardino de. Comparação entre algoritmos de seleção de variáveis em regressão PLS para determinação de parâmetros de qualidade de biodiesel por espectrometria NIR. 2021. 59f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3877
Data de defesa: 15-Fev-2021
Aparece nas coleções:PPGQ - Dissertações

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