响应曲面法优化二次镍渣微晶玻璃热处理制度

镍渣作为有色冶炼过程产生的冶金废渣,以堆存形式处理,环境影响突出,但含铁量高,是一种极具开发前景的二次利用资源。以二次镍渣为原料制备微晶玻璃,采用响应曲面法并结合Box-Behnke原理设计探讨了核化温度、核化时间、晶化温度、晶化时间及其交互作用对微晶玻璃抗折性能的影响,建立了抗折强度与各因子间的模型。通过模拟优化,确定了最佳热处理工艺参数:核化温度和晶化温度分别为845℃和955℃、核化时间和晶化时间均为80 min。采用最优工艺参数试验验证发现,微晶玻璃主晶相为铁硅灰石和钙长石,抗折强度均值达到126.78 MPa,与模型预测值偏差较小,表明该预测模型可靠有效及工艺优化合理可行。

整体式弹性扶正器结构参数分析

随着钻井作业需求及技术的发展,作业深度越来越深,井下作业环境变的复杂多变,对弹性扶正器的性能提出了更高的要求。整体式弹性扶正器的核心部件——扶正器弓片的弹性性能是衡量整个扶正器性能的关键指标。弓片的复位力和其应变能密度是评估弓片弹性特性的重要参数,直接影响着扶正器的工作效率和可靠性。对建立的井眼-扶正器-套管有限元三维模型进行了分析;基于响应曲面法,研究并分析了扶正器的弓片弦长、壁厚、弓片宽度三个结构参数对扶正器复位力与应变能密度影响规律;通过试验验证了有限元分析的可靠性。研究结果表明:影响复位力的主次因素依次为壁厚、弓片宽度、弓片弦长;影响应变能密度的主次因素依次为弓片宽度、壁厚、弓片弦长。研究结果可为整体式弹性扶正器几何结构对复位力与应变能密度分析提供理论参考。

响应面法优化预涂动态膜处理城镇污水研究

为优化预涂动态膜工艺处理城镇污水处理厂二级出水膜污染的主要运行条件,首先通过单因素实验研究了硅藻土平均粒径、跨膜压差及涂膜液质量浓度对动态膜形成过程中膜通量的影响规律;其次采用Box-Behnken Design二阶模型优化设计多因素实验,通过回归模型建立及方差分析,得出优化条件及模型预测值;最后验证在该优化运行条件下模型的可靠性。结果表明,硅藻土平均粒径与跨膜压差之间的交互作用显著,各因素对膜平均通量的影响顺序依次为涂膜液质量浓度>硅藻土平均粒径>跨膜压差;根据模型方程得出的优化运行条件为硅藻土平均粒径23.75μm、跨膜压差0.08 MPa、涂膜液质量浓度0.39 g/L,膜平均通量达到36.85 L/(m^(2)·h),与预测值的误差为0.94%。因此,采用响应面法优化预涂动态膜工艺处理城镇污水处理厂二级出水是切实可行的。

粉葛不同外植体的诱导与松散型愈伤组织增殖研究

为建立系统的粉葛松散型愈伤组织培养体系,比较分析了不同浓度的外源激素6-BA和NAA组合对粉葛叶片、叶柄和茎段三种外植体的诱导效果,并对具有松散形态的愈伤组织进行增殖培养,运用响应面法结合2,4-D对增殖条件进行系统优化,采用分光光度法检测此条件下诱导的愈伤组织中总黄酮和总酚的含量。结果表明,茎段和叶柄的最适诱导条件均为2.0 mg·L^(-1)6-BA+0.1 mg·L^(-1)NAA,诱导率最高分别达到96.30%和95.83%;叶片的最适诱导条件为2.0 mg·L^(-1)6-BA+0.5 mg·L^(-1)NAA,诱导率最高为42.86%。筛选出茎段作为松散型愈伤组织诱导和增殖的材料,增殖的初步条件为1.0 mg·L^(-1)6-BA+0.25 mg·L^(-1)NAA;响应面优化后的松散型愈伤组织最适增殖条件为1.10 mg·L^(-1)6-BA+0.25 mg·L^(-1)NAA+0.95 mg·L^(-1)2,4-D,此条件下愈伤组织主要为黄绿色,呈现较松散的状态,增殖系数最高达到9.34,总黄酮和总酚含量分别为25.07、27.44 mg·g^(-1)。

再造烟叶原料烟梗中果胶的去除

为减少果胶对再造烟叶吸味的不利影响,改善其内在品质,以除糖后的硫酸咔唑果胶分析方法为定量基础,考察了水、EDTA溶液、六偏聚磷酸钠溶液、磷酸氢二铵溶液、草酸铵溶液等提取助剂对烟梗中果胶的去除效果,并结合生产工艺和节约能耗的因素,建立二次作差响应曲面实验分析方法,优化烟梗果胶浸提条件,得到最佳工艺条件为:1.20%草酸铵溶液,液料比为10∶1,提取温度为60℃,时间为30 m in。

响应面法优化修道院强烈艾尔啤酒酿造工艺的研究

以皮尔森麦芽、特种麦芽和酒花为原料,选用上面艾尔酵母BE-256经二次发酵,酿制高酒精度的修道院强烈艾尔啤酒。以感官评分为评价指标,通过单因素试验研究发酵温度、加糖量及酒花干投量对啤酒感官品质的影响,在此基础上以感官评分为响应值,建立响应面模型优化啤酒酿造的工艺条件。结果表明,修道院强烈艾尔啤酒的最佳酿造工艺条件为发酵温度20℃,加糖量3.04%,酒花干投量0.42 g/L。在此优化条件下,啤酒的感官评分为92.8分,外观呈琥珀色,泡沫丰富细腻,香气宜人,酒体醇厚,杀口力强。

固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的条件优化及矿物鉴定

【背景】固氮氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrodiazotrophum)培养过程中会产生大量次生矿物。【目的】通过条件优化探究固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的最优条件,为后续生物次生矿物的应用提供材料。【方法】通过单因素试验探究pH、温度、转速、装液量对固氮氧化亚铁钩端螺旋菌次生矿物合成产量的影响,并根据试验结果设计响应面试验对产矿条件进行优化。对制备的次生矿物进行表征测试。【结果】单因素试验结果表明,在pH 3.00、温度35.0℃、转速150 r/min条件下次生矿物的产量分别达到最高,装液量对次生矿物产量影响不显著。选取pH、温度、转速进行响应面试验得到产次生矿物最优条件为:pH 2.82、温度31.7℃,转速135 r/min。优化后生产率由单因素试验中最高值57.714 mg/(L·h)提高到65.436 mg/(L·h)。X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)结果表明矿物结晶度较差,是一种无定形羟基高铁矿物,扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)结果表明矿物呈现表面片层短针状结构、具有较大的比表面积。【结论】通过单因素试验和响应面试验优化了次生矿物的生物合成条件,为下一步次生矿物的应用打下了良好的基础。

响应面法优化仔猪玉米-豆粕型饲粮发酵工艺及其蛋白质二级结构分析

本试验利用响应面法优化仔猪玉米-豆粕型饲粮的菌酶协同发酵工艺,同时对其蛋白质二级结构特性进行研究,为发酵技术在畜禽饲粮生产中的应用提供参考和借鉴。首先采用单因素试验筛选影响因素,而后利用响应面法优化发酵工艺,确定最佳发酵条件,最后将玉米-豆粕型饲粮按照不同处理方法分为4组,即基础饲粮组(CK组)、乳酸菌组(B组)、酶组(E组)、菌酶协同组(BE组),并使用傅里叶变换红外光谱技术对发酵前后玉米-豆粕型饲粮的蛋白质二级结构进行分析。结果表明:1)玉米-豆粕型饲粮的最佳发酵工艺为菌液接种量6.0%,酶添加量0.036%,发酵温度33.0℃,发酵时间45.0 h,料水比1∶1,蔗糖添加量2.0%。2)在此条件下进行发酵,B组、E组和BE组的粗蛋白质含量相较于发酵前分别提高了12.91%、13.42%和17.28%,酸溶蛋白含量从发酵前的1.97%分别提升到3.28%、3.39%和3.83%。3)玉米-豆粕型饲粮经过菌酶协同发酵后分子结构与发酵前存在明显差异,其中,BE组酰胺Ⅰ区峰面积显著高于其余3组(P<0.05);BE组酰胺Ⅰ区峰面积/酰胺Ⅱ区峰面积以及酰胺Ⅰ区峰高/酰胺Ⅱ区峰高显著高于其余3组(P<0.05);BE组α-螺旋峰面积显著高于其余3组(P<0.05),且β-折叠峰面积/α-螺旋峰面积显著低于其余3组(P<0.05)。综上所述,菌酶协同发酵提高了玉米-豆粕型饲粮的营养价值,且使其蛋白质更容易被畜禽消化利用;菌酶协同发酵的效果优于单独菌株发酵或单独酶制剂酶解。本试验为从分子结构评价菌酶协同发酵饲料营养价值丰富了理论依据。

基于响应面法的球磨机磨矿能耗分析

基于离散元方法,分析了球磨机筒体内钢球与物料在抛落过程中的运动特性。利用离散元软件EDEM及其二次开发,以球磨机磨矿过程中的机械能耗为评价指标,将转速率、物料填充率、料球比、球磨机内衬板个数作为影响因子进行仿真实验,通过响应曲面法(RSM)建立了球磨机磨矿能耗预测模型,并进行了实验验证。结果表明:能耗预测模型可靠,预测结果与实验结果吻合;各因素对球磨机磨矿能耗的影响程度为:转速率>衬板个数>物料填充率>料球比;球磨机最佳工作参数为:转速率0.96,衬板个数12,物料填充率0.45,料球比1.15。