Development of chemometrics method based on infrared spectroscopy for the determination of cement composition and process optimization
Çimento kompozisyonun belirlenmesi ve üretim süreçlerinin optimizasyonu için kızılötesi spektroskopisine dayalı kemometrik metot geliştirilmesi
- Tez No: 705159
- Danışmanlar: PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Çimento ilk olarak kalsiyum, silisyum, alüminyum ve demir oksitleri içeren hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılarak 1500oC gibi oldukça yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile oluşan klinker'in, çeşitli katkı maddeleriyle birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilir. Günümüzde kullanım amaçlarına bağlı olarak oldukça fazla çeşit ve kompozisyonda çimento üretiminin gerçekleştirildiği göz önünde bulundurulduğunda söz konusu ürünlerin bileşimin belirlenmesi ürün kalitesi ve sürdürülebilirlik açısından büyük bir önem arz etmektedir. Hali hazırda çimento kompozisyonunun kantitatif analizine yönelik olarak kullanılan yöntemler genel olarak klasik ıslak kimyaya dayalı gravimetrik ve titrimetrik yöntemler yanında X-ışını floresans (XRF) spektroskopisi tekniği ile yapılmaktadır. Ancak, bu yöntemler analizi yapılacak örneğe bağlı olarak zaman alıcı ve zahmetli süreçler gerektirebilmektedir. Bu çalışmada, çimento üretiminde hammaddeler, ara ürünler ve nihai ürünlere yönelik olarak çimento kompozisyonunun kantitatif belirlenmesi için mevcut X-ışını floresans (XRF) spektroskopisi tekniğine alternatif olarak Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi (FTIR) kullanılarak alınan spektral verilere kemometrik çok değişkenli kalibrasyon metotlarından biri uygulanarak yeni bir analitik metot geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında uzun yıllardır çimento sektöründe üretim yapan bir özel sektör kuruluşundan elde edilen örnekler ile bu örneklerin aynı kuruluşta bulunan XRF sisteminden elde edilen referans analizleri kullanılarak sonrasında laboratuvarımızda bulunan FTIR sistemi ile aynı örneklerin FTIR-ATR spektrumları kaydedilerek ve elde edilecek spektral veriler ile XRF sisteminden gelen referans kompozisyon bilgisi kullanılarak kısmi en küçük kareler (PLS) yöntemi ile çok değişkenli kalibrasyon modelleri oluşturulmuştur. Ülkemizde gerçekleştirilen çimento üretiminin neredeyse tüm bölgelere yayılmış olarak oldukça yüksek üretim kapasitelerine ulaştığı göz önüne alındığından geliştirilen modellerin oldukça önemli bir yaygın etkiye sahip olacağı görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Calcium, silicon, aluminum, iron oxide-containing raw materials are used in controlled portions to manufacture cement. (How cement Is Made, n.d.) This mixture is first converted to clinker, obtained by heating the mixture to 1500oC; some additives are added and ground to obtain cement. Depending on the purpose, various types are produced, and therefore, the determination of cement composition is an essential task for the quality consideration and the sustainability of the production processes. The quantitative analysis of cement is performed with X-ray fluorescence spectroscopy. However, XRF generally requires tedious and lengthy analysis times. In this study, quantitative determination of the raw materials, intermediate products, and types of cement by using Fourier transform infrared spectroscopy coupled with chemometrics multivariate calibration method is aimed, which could be an alternative for the current XRF technique. Samples were collected from a local cement factory that has been in the sector for several years. Reference analyses of the samples were performed at the quality control laboratory of the same factory. The same samples were analyzed by the FTIR-ATR spectrometer. The resulting FTIR spectra combined with XRF reference composition data were used to construct calibration models using the partial least squares method (PLS). Based on the obtained results, the proposed method could generate quite successful results for the quantitative determination of all types of products used to produce cement. The regression coefficients (R2) of the PLS models vary from 0.95 to 0.99. The standard errors of cross-validations were found as from 0.21 to 1.42 (w/w%).
Benzer Tezler
- The development of chemometric methods based on molecular spectroscopy for the standardization of production processes and product traceability of personal care and cleaning products
Kişisel bakım ve temizlik ürünleri üretim süreçlerinin standardizasyonu ve ürün izlenebilirliği için moleküler spektroskopiye dayalı kemometrik metotların geliştirilmesi
BERFU ÇİFTÇİ İLMEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Development of a new infrared spectroscopic method based on multivariate calibration for the determination of aluminum and magnesium oxide thickness on aluminum foil and sheets surfaces
Alüminyum levha ve folyoların yüzeylerinde oluşan alüminyum ve magnezyum oksit kalınlıklarının belirlenmesi için çok değişkenli kalibrasyona dayalı yeni bir kızılötesi spektroskopik metot geliştirilmesi
AYTEN EKİN MEŞE
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Development of rapid and simple spectroscopic techniques based on chemometrics data analysis for the determination of goat milk adulteration with cow milk
Keçi sütünün inek sütü ile tağşişinin belirlenmesi için kemometrik veri analiz yaklaşımlarına dayalı basit ve hızlı spektroskopik yöntemler geliştirilmesi
HÜLYA SAMANCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Development of fast and simple analytical methods for the determination of honey adulteration and forgery based on chemometrics multivariate data analysis by using molecular spectroscopy
Baldaki sahteciliğin ve tağşişin belirlenmesi için kemometrik veri analizine dayalı basit ve hızlı moleküler spektroskopik metotların geliştirilmesi
BAŞAK BAŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Ftir histo-spectroscopic evaluation and chemometric discrimination of colon cancer
Kolon kanserinin ftır hısto-spectroscopıc değerlendirmesi ve kemometrik ayrıştırımı
SUSAN NAJAH MAHDI AL-KINANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KIZIL