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优化废弃鳄梨油的生物柴油产量和燃料特性：ANFIS 和 RSM 机器学习模型的比较研究
化石燃料带来的挑战推动了人们对替代能源的追求，从而推动了生物燃料的发展。本研究重点是通过酯交换反应从废弃的鳄梨油中生产生物柴油。首先，使用萃取技术从鳄梨的果皮和种子中提取油。然后用甲醇和硫酸 (H₂SO₄) 对提取的油进行预处理，以将其游离脂肪酸含量降低至 1.0 wt% 以下。本研究比较了两种专家系统，即自适应神经模糊推理系统 (ANFIS) 和响应面法 (RSM)，用于建模和优化鳄梨油的生物柴油生产。使用统计指标评估了这些优化工具的性能。结果表明，ANFIS 优于 RSM，误差值较低，预测标准误差 (SEP)=0.7653、平均绝对误差 (MAE)=0.1413、均方根误差 (RMSE)=0.4103、平均绝对偏差 (AAD)=0.2955%、均方误差 (MSE)=0.1683，判定系数高 (R² = 0.9976)。两种模型都预测生物柴油产量较高 (>85%)，ANFIS 的产量 (88.21%) 略高于 RSM (86.20%)。将优化条件下生产的生物柴油的特性与美国材料与试验协会 (ASTM) D6751 和欧洲标准 (EN) 14214 标准进行了比较，结果发现其在可接受的范围内，表明该燃料是适用的。
替代燃料数据中心燃料特性比较
注释 [1] 标准化学式代表理想燃料。某些表值以范围表示，以代表现场遇到的典型燃料变化。 [2] GGE 表值反映了常见汽油基线参考（E0、E10 和吲哚认证燃料）的 Btu 范围。 [3] 必须考虑用于给车辆加油的仪表或分配设备的类型。对于使用科里奥利流量计分配 CNG 的快速加气站，这些流量计测量燃料质量并根据 GGE 报告分配的燃料，应使用磅/GGE 因子。对于按时加气站或使用以立方英尺为单位测量/记录的传统住宅和商业燃气表的其他应用，应使用 CF/GGE 因子。 [4] 请参阅压缩天然气汽油和柴油加仑当量方法，网址为 http://afdc.energy.gov/fuels/equivalency_methodology.html。 [5] E85 是一种高浓度汽油-乙醇混合物，乙醇含量为 51% 至 83%，具体比例取决于地理位置和季节。在寒冷气候下，冬季的乙醇含量较低，以确保车辆能够启动。根据成分，E85 的低热值从 83,950 到 95,450 Btu/加仑不等。[6] 锂离子电池密度为 400 Wh/l，摘自 Linden 和 Reddy 的《电池手册》，第 3 版，麦格劳-希尔出版社，纽约，2002 年。[7] 用于运输时，锂离子能量密度增加了 3.4 倍，以解释电动汽车传动系统相对于内燃机的效率提高。资料来源 (a) NIST 手册 44 – 质量流量计附录 E https://www.nist.gov/file/323701 (b) 第 78 届全国度量衡大会报告，1993 年，NIST 特别出版物 854，第 322-326 页。https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication854.pdf (c) 交通运输中的温室气体、管制排放和能源使用 (GREET) 模型。2023 年。输入燃料规格。阿贡国家实验室。伊利诺伊州芝加哥。 https://greet.es.anl.gov/ (d) R. McCormick 和 K. Moriarty，《生物柴油处理和使用指南 - 第六版》，美国国家可再生能源实验室 (NREL)，2023 年。https://afdc.energy.gov/files/u/publication/biodiesel_handling_use_guide.pdf (e) 美国石油协会 (API)，《醇和醚》，出版物编号 4261，第 3 版。（华盛顿特区，2001 年 6 月），表 2。 (f) 《石油产品调查：车用汽油》，1986 年夏季，1986/1987 年冬季。国家石油和能源研究所。 (g) 美国石油协会 (API)，《醇和醚》，出版物编号 4261，第 3 版。（华盛顿特区，2001 年 6 月），表 B-1。 (h) K. Owen 和 T. Coley。1995 年。《汽车燃料参考书：第二版》。美国汽车工程师协会。宾夕法尼亚州沃伦代尔。https://www.osti.gov/biblio/160564-automotive-fuels-reference- book-second-edition (i) J. Heywood。1988 年。《内燃机基础知识》。麦格劳-希尔公司。纽约。(j) 甲醇研究所。纯甲醇的物理性质。访问于 2024 年 3 月 14 日，网址为 https://www.methanol.org/wp-content/uploads/2016/06/Physical-Properties-of-Pure-Methanol.pdf (k) Foss, Michelle。2012 年。液化天然气安全与保障。经济地质局、杰克逊地球科学学院。德克萨斯大学奥斯汀分校。 (l) 能源信息管理局。“能源使用解释：运输能源使用。” https://www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/transportation.php (m) J. Sheehan、V. Camobreco、J. Duffield、M. Graboski 和 H. Shapouri。1998 年。生物柴油和石油柴油生命周期概述。NREL 和美国能源部 (DOE)。NREL/TP-580-24772。 https://www.nrel.gov/docs/legosti/fy98/24772.pdf (n) M. Wang。2005 年。燃料乙醇对能源和温室气体排放的影响。向 NGCA 可再生燃料论坛发表的演讲。阿贡国家实验室。伊利诺伊州芝加哥。https://www.researchgate.net/publication/228787542_Energy_and_greenhouse_gas_emissions_impacts_of_fuel_ethanol
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