Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska PS Zakład Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska PRACOWNIA ZAPACHOWEJ JAKOŚCI POWIETRZA.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska PS Zakład Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska PRACOWNIA ZAPACHOWEJ JAKOŚCI POWIETRZA."— Zapis prezentacji:

1 Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska PS Zakład Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska PRACOWNIA ZAPACHOWEJ JAKOŚCI POWIETRZA prof. dr hab. inż. Joanna Kośmider Współpracownicy: dr inż. Bartosz Wyszyński dr inż. Małgorzata Zamelczyk-Pajewska mgr inż. Beata Krajewska dr inż. Barbara Mazur-Chrzanowska mgr inż. Monika Sosialuk i inni

2 Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska PS Zakład Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska PRACOWNIA ZAPACHOWEJ JAKOŚCI POWIETRZA Granty KBN: : INTENSYWNOŚĆ ZAPACHU. Prawa psychofizyczne i sztuczne sieci neuronowe : ODORYMETRIA – Nowe metody pomiarów Publikacje: patrz wykaz na (WTiICh/Zakłady/zepiś)www.wtiich.ps.pl

3 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 3 OGÓLNE INFORMACJE O WĘCHU BIOLOGICZNYM Zapach jako ważny czynnik jakości życia Mechanizm percepcji zapachu Intensywność zapachu a chemiczny skład ocenianej próbki SYSTEM GC-NN Koncepcja GC-NN Wyniki I etapu badań Proponowana procedura przygotowań GC – NN do monitoringu zapachu Treść prezentacji

4 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 4 Zapach – jego rodzaj i siła – jest ważnym elementem jakości życia. Z jego wpływu na nasze samopoczucie i zdrowie nie zawsze zdajemy sobie sprawę. Trudne problemy percepcji zapachu dotychczas nie zostały ostatecznie wyjaśnione, mimo wysiłków specjalistów z różnych dziedzin (chemia spożywcza, chemia gospodarcza, fizjologia, psychologia, psychofizjologia i inne).

5 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 5 Zapach – jego rodzaj i siła – jest ważnym elementem jakości życia. Z jego wpływu na nasze samopoczucie i zdrowie nie zawsze zdajemy sobie sprawę. Trudne problemy percepcji zapachu dotychczas nie zostały ostatecznie wyjaśnione, mimo wysiłków specjalistów z różnych dziedzin (chemia spożywcza, chemia gospodarcza, fizjologia, psychologia, psychofizjologia i inne).

6 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 6 Zapach – jego rodzaj i siła – jest ważnym elementem jakości życia. Z jego wpływu na nasze samopoczucie i zdrowie nie zawsze zdajemy sobie sprawę. Trudne problemy percepcji zapachu dotychczas nie zostały ostatecznie wyjaśnione, mimo wysiłków specjalistów z różnych dziedzin (chemia spożywcza, chemia gospodarcza, fizjologia, psychologia, psychofizjologia i inne).

7 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 7 Budowa analizatora węchowego (podstawy) Linda Buck i Richard Axel Nagroda Nobla 2004 w dziedzinie medycyny

8 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 8 Budowa analizatora węchowego (podstawy)

9 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 9 Przemieszczanie się fali depolaryzacji wzdłuż komórki synapsy Budowa analizatora węchowego (podstawy)

10 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 10 czujniki analizator Struktura warstwowa Konwergencja i dywergencja Połączenia zwrotne Zmienne wagi i progi pobudzenia (uczenie się - wzmacnianie określonych połączeń synaptycznych)

11 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 11 Linda Buck i Richard Axel Nagroda Nobla 2004 w dziedzinie medycyny

12 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 12 medicine/laureates/2004/buck-slides.pdf

13 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 13 Budowa analizatora węchowego (podstawy)

14 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 14

15 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 15

16 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 16

17 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 17

18 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 18

19 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 19

20 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 20

21 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 21

22 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 22

23 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 23

24 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 24

25 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 25 medicine/laureates/2004/buck-slides.pdf

26 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 26 Prawa psychofizyczne Modele interakcji węchowych percepcyjne (psychologiczne) psychofizyczne Kierunki badań Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza

27 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 27 Prawa psychofizyczne dotyczą zależności intensywności zapachu (S) od stężenia odorantów (c): prawo Webera i Fechnera: S = k WF log (c/c th ) prawo Stevensa: S = k S (c – c th ) n lub S = k S c n gdzie: k WF, k S, c th, n - stałe empiryczne (c th – próg węchowej wyczuwalności).

28 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 28 Modele percepcyjne (psychologiczne) wiążą intensywność zapachu mieszaniny odorantów (S AB ) i jej składników występujących pojedynczo (S A, S B ). Przykład: S AB = (S A 2 + S B S A S B cos w ) 0,5 (suma wektorowa, Zwaardemaker 1908) S AB = S A + S B + 2 (S A S B ) 0,5 cos u (model U; Patte i Laffort 1979) gdzie: w, u – stałe empiryczne, charakterystyczne dla danej pary A-B

29 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 29 Modele psychofizyczne opisują zależność intensywności zapachu mieszaniny (S AB ) od stężeń odorantów (c A, c B ). Przykład (model UPL2; Laffort, Etcheto, Patte i Marfaing, 1989): S AB = ( S A 2 + S B S A S B cos UPL2 ) 0,5 gdzie: cos UPL2 = ( S A cos A + S B cos B ) / ( S A + S B ) S A = k S,A c A n A S B = k S,B c B n B cos A = [ 1 – P n A - (1–P) n A ] / [ 2 P n A / 2 (1–P) n A / 2 ] cos B = [ 1 – P n B - (1–P) n B ] / [ 2 P n B / 2 (1–P) n B / 2 ] P = S B 1 / n B / [ S A 1 / n A + S B 1 / n B ]

30 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 30 Intensywność zapachu, S Logarytm stężenia; log (c [ppm]) PRZYKŁAD 1 ( B. Wyszyński, Pracownia Zapachowej Jakości Powietrza, praca doktorska, Szczecin 2001) S S S S c c

31 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 31 Próg wyczuwalności zapachu [ppm] Współczynnik Webera - Fechnera Udział molowy heksanu w mieszaninie z cykloheksanem [ppm]

32 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 32 Cykloheksanol (A) – cykloheksanon (B) – cykloheksan (C); względne udziały objętościowe: x, y, w: S PWW = 7,72x + 10,72y + 342,01w + 30,11xy xw yw + 34x 2 y - 34xy 2 k WF = 3,035x + 3,46y + 3,65w + 2,27xy - 1,13xz + 1,48yz c th k C C B B A A PRZYKŁAD 2 (Pracownia Zapachowej Jakości Powietrza, 2001)

33 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 33

34 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 34 Pole zróżnicowanych czujników elektronicznego nosa, zastępujące nabłonek węchowy nosa biologicznego Detektor chromatografu gazowego, zastępujący pole czujników elektronicznego nosa Elektroniczny nos System GC-NN Sztuczna sieć neuronowa, zastępująca biologiczny analizator węchowy

35 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 35 Próbka badanego gazu

36 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 36 CECHY ZAPACHU np. rodzaj (podobieństwo do wzorca), intensywność (siła), jakość hedoniczna Informacja zakodowana w przestrzeni Informacja zakodowana w czasie ANALIZA SYGNAŁÓW (wytrenowana sieć neuronowa - model analizatora węchowego)

37 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 37 Wyniki I etapu badań (2002 – 2004)

38 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 38 Mieszaniny modelowe Ponad 130 próbek powietrza zawierającego: lotne składniki olejku cytrynowego oraz aceton, etanol, izopropanol, octan izoamylu.

39 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 39 Histogram sensorycznych ocen jednej próbki S7M3P5 przez 12 osób Chromatogramy próbek

40 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 40 Lp. Powierzchnia pików P t [mm 2 ] o czasach retencji t [min] S 1, med 3,85,38,411,815, , , , , , , , , , , , , , , ,9822, , , , , , , , , , , , , ,5 … … … … … … … ,0

41 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 41 Rozkład różnic (S 1 - S 2 ) Przykład zastosowania 1446 wzorców uczących i 132 wzorców testowych (mediany) Wyniki ocen sensorycznych i wskazania sieci neuronowej Różnice między wynikami pomiarów i wskazaniami sieci (S1 - S2) Intensywność zapachu, S

42 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 42 Zależność udziału poprawnych odpowiedzi od liczby wzorców uczących |S 1 – S 2 | < 0,5 |S 1 – S 2 | < 1,0 Liczba wzorców uczących Udział poprawnych odpowiedzi sieci, %

43 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 43 Proponowana procedura przygotowań GC – NN do monitoringu zapachu gazów przemysłowych

44 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 44 Pobranie około 100 reprezentatywnych próbek Chromatografia gazowa Analiza sensoryczna Analiza statystyczna ZBIÓR TRENINGOWY PRÓBKI DO ANALIZY Baza danych olfaktometrycznych (po 10 indywidualnych ocen jakości zapachu każdej z próbek) Selekcja zmiennych Baza danych chromatograficznych (zestawienie danych zarejestrowanych w różnych warunkach) Mediany, SD, podział i wygładzanie zbiorów Obliczenie udziału poprawnych odpowiedzi sieci, % Jest wystarczający? TAK NIE Zastosowanie GC-NN Baza GC została wyczerpana? NIE TAK Zbiór testowy Zmienna objaśniająca 1Zmienna objaśniająca 2Zmienna objaśniająca 3 Zbiór uczący Zmienna objaśniana TEST WYBÓR SIECI I SZKOLENIE GAZ PRZEMYSŁOWY

45 POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA, IIChiPOŚ 45


Pobierz ppt "Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska PS Zakład Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska PRACOWNIA ZAPACHOWEJ JAKOŚCI POWIETRZA."

Podobne prezentacje


Reklamy Google