高性能地聚物基珊瑚砂浆的配合比设计与性能研究

采用单一质心设计法研究了矿渣-偏高岭土-激发剂三元体系对地聚物流变性能和力学性能的影响,确定了最佳三元复配比例。在此基础上制备了高性能地聚物基珊瑚砂浆(HPGM),研究了其在MgSO_(4)与NaCl复合盐溶液侵蚀作用下的耐久性能及劣化机理,并与水泥基珊瑚砂浆(PC)进行了对比。结果表明:当矿渣、偏高岭土、激发剂的掺量分别为29、23、48 kg时,地聚物具有优异的流变性能(塑性黏度5.47 Pa·s、屈服应力547.21 Pa)和力学性能(7 d抗压强度76.3 MPa、28 d抗压强度93.2 MPa);在90 d侵蚀周期中,PC出现了明显的石膏型侵蚀破坏现象,抗压强度损失达31.6%,孔隙率增大了43.7%;HPGM内部致密的凝胶结构有效抑制了膨胀性石膏和其他劣化产物的形成,同时水化产物中的C-(A)-S-H凝胶和类水滑石相吸附了部分游离Cl-,使得HPGM在90 d侵蚀周期中未出现明显的侵蚀破坏现象,其抗压强度损失为12.0%,孔隙率增大了16.2%。

环保型道路融雪剂制备及效率研究

从绿色生态角度出发,选用醋酸基材料,以凝固点为关键指标,制备环保型道路融雪剂,并深入研究其性能。主要结果有:1)通过凝固点与融冰效能筛选出醋酸钾、醋酸钠、醋酸铵为核心组分,并通过单纯形重心设计法确定最佳配比:醋酸钾∶醋酸钠∶醋酸铵=30%∶30%∶40%,以达到最优融雪效果。2)自制融雪剂的融冰性能可达传统氯盐融雪剂的95%,对碳钢材料的腐蚀远低于氯盐融雪剂,对黄豆种子发芽影响微乎其微,充分显示其环保优势。

电解液配方对纯镁微弧氧化膜层耐蚀性的影响

基于单纯形重心设计改变Na_(2)SiO_(3)、NaOH、KF和NaAlO_(2)四种组分的搭配,在纯镁基体上制备微弧氧化膜层,研究了电解液各组分及其搭配对膜层耐蚀性能的影响。结果表明,拟合得到的回归方程的显著性较好,预测精度高。通过标准化回归系数及帕累托分析可知,KF对膜层点滴及电化学耐蚀性的影响均较大。由响应面分析可知,KF有助于膜层点滴耐蚀性的提高,但高浓度的KF反而不利于电化学耐蚀性的提升。主盐Na_(2)SiO_(3)和NaAlO_(2)可以明显提高膜层的电化学耐蚀性。膜层点滴耐蚀性与电化学耐蚀性的腐蚀机制不同是导致电解质对二者的影响有所区别的根本原因。

基于单纯形-重心设计优化气调包装冷鲜猪肉的气体比例

为优化冷鲜猪肉气调包装的气体比例,增强其保鲜效果,以菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)值、p H和感官品质为指标,基于单纯形-重心设计考察O_2、CO_2和N_2的不同配比对冷鲜猪肉的品质维持作用。通过与托盘包装的对照组比较发现,适宜的气体配比能有效抑制冷鲜猪肉中微生物的生长、减少TVB-N的生成、保持产品的感官品质,且各指标两两之间均存在极显著的相关性(p<0.01)。以三种气体各自所占体积百分比为因素,筛选产品贮藏至第8 d和第10 d的菌落总数、TVB-N值及二者加权值为响应值,建立6套回归模型并分别优化得到6组气体配比方案。通过验证确定冷鲜猪肉气调保鲜的最佳气体比例为22%O_2和78%CO_2,在此条件下贮藏至第8 d的菌落总数和TVB-N值分别为5.85 lg(cfu/g)和14.00 mg/100 g,相比对照组可延长产品货架期达5 d。

混料试验设计在肥料配比研究中的应用

采用盆栽试验研究了混料设计中的单形重心设计在氮、磷、钾配比上的应用。测定了冬小麦分蘖数、地上部鲜物质质量、干物质质量、植株全氮、全磷、全钾含量以及土壤有效氮、磷、钾含量 ,配置了各个项目的回归方程 ,求出相同产量下的氮、磷、钾肥料配比 ,再依各配比值绘制等值线。根据等值线的变化确定了肥料配比变化对作物产量的影响 。

籼稻配方米配制技术研究

为研发适合市场需求的籼稻配方米产品,分析了21个籼稻米品种各种理化指标和蒸煮特性之间的相关性,筛选适合制作配方米的基米品种,并采取单形重心设计对配米组合进行优化。结果表明,通过选择不同长宽比的大米可以获得不同垩白米率和直链淀粉含量的大米,通过选择不同垩白米率的大米也可获得不同直链淀粉含量的大米;通过单形重心设计分析获得了硬度粘度比的回归方程,进一步优化获得了期望硬度粘度比的籼稻米配米组合:广西桂小粘(A)44.41%,广西九七香粘(B)7.00%,从化本地油粘(C)15.00%,江西软米粘(D)33.59%。研究结果对配方米科学配制具有指导意义。

基于单纯形-重心设计的菜籽粕生物改良菌株的复配研究

硫甙和中性洗涤纤维是限制菜籽粕饲用的两个重要抗营养因子。发酵法是降低菜籽粕抗营养因子的重要手段。通过初筛、复筛和混料设计,优选了混合菌发酵菌株和接种比例。在初筛中采用菜籽粕鉴定培养基,在复筛中对硫甙降解率、中性洗涤纤维降解率、生长曲线和蛋白酶酶活进行综合评价,在复筛的基础上采用单纯形-重心设计进行菌株配比的优化,拟合出因素与响应值之间的回归方程,得到优化的菌株接种比例为枯草芽孢杆菌B3 46%、纳豆芽孢杆菌N1 30%、酿酒酵母R1 24%,在此条件下进行发酵试验,硫甙、中性洗涤纤维的降解率分别为94.63%、24.17%。

单纯形重心设计在磷矿浮选试验中的应用

以Design-Expert设计软件为基础,将其用于磷矿浮选试验,找出油酸、亚油酸和亚麻酸组合捕收剂的最佳配比。通过单纯形重心设计,根据假设出的试验条件进行试验,以品位和回收率为浮选指标,将响应值录入设计表中,选取合适的回归方程并构建品位和回收率的模型,再通过对试验数据和模型的分析,判断数据的可靠性和模型的合理性。最后对模型进行优化,对响应值的目标和要求进行约束,预测出了组合捕收剂的最佳配比为:油酸34.3%,亚油酸24.5%,亚麻酸41.2%,在该捕收剂的配比下,可以得到精矿中P2O5品位为32.45%,回收率为88.83%的浮选指标。

多谷物面条的配方优化

为了给多谷物面条的研发提供理论基础,以玉米面粉和小麦面粉为主要原料,复配荞麦粉、黄豆粉以及小米粉,采用挤压工艺制备多谷物面条。通过单形重心设计进行混粉试验,分析了混合粉的糊化特性、面团的流变学特性以及面条的蒸煮品质和感官品质。结果表明:黄豆粉对混合粉的黏度有明显的降低作用,荞麦粉的添加会使混合粉的黏度逐渐增加,小米粉的添加对混合粉的黏度没有显著的影响,黄豆粉对多谷物面条的感官品质有提升作用,且同时混有3种杂粮粉的面条感官品质较高,使用含有玉米面粉45%、小麦面粉40%、荞麦粉11.667%,黄豆粉1.667%和小米粉1.667%的混合粉所制面团的弹性模量(G')和黏性模量(G'')均最大。以感官品质为主要指标,参考各混合粉的糊化特性及流变学特性进行优化分析确定出多谷物面条的最佳配比:玉米面粉45%、小麦面粉40%、荞麦粉8%,黄豆粉3.5%,小米粉3.5%。为了进一步优化面条品质,采用乳清蛋白(WP)、黄原胶(XG)和谷氨酰胺转氨酶(TGase)进行改良,结果发现:XG对多谷物面条感官评价的影响最大,TGase次之,WP的效果相对较差,采用正交试验优化并确定最佳改良配比:XG 0.3%、WP 1.5%和TGase 0.07%。

复合型道路融雪剂制备及其性能研究

选用氯化钙、氯化镁、醋酸钾及醋酸钙等为基础材料,利用单纯形重心设计方法,复配制得道路融雪剂CSMA,并与Mafilon和Verglimit两种常用道路融雪剂分别以一定比例掺入沥青混合料中,比较了三种融雪剂的融冰雪效果及其混合料的路用性能。结果表明,道路融雪剂CSMA最佳组成为21%氯化钙、31%醋酸钾、22%醋酸钙、26%氯化镁;与Mafilon和Verglimit相比较而言,CSMA的融冰雪效果较为明显,融冰雪效果的持久性较好;掺融雪剂混合料的抗水损害性能有所降低,但均能满足规范要求,高温抗车辙性能得到提高。

粟米乳酸发酵饮料乳酸菌种的筛选

本文以糖化的粟米为基质 ,对 6株乳酸菌的发酵性能进行了测试 ,其中以嗜酸乳杆菌产酸最高 ,产酸速率最快。确定了嗜酸乳杆菌 (La)、乳明串珠菌 (Ll)和两岐双岐杆菌 (Bb)为最佳菌种组合 ,并通过scheffe’三因子单形重心设计法 ,确定了最佳种间比 ,即La :Ll:Bb =3:3:2。

广义单纯形—中心设计I_(λ-)最优观测频数的一般解析表达式

本文引进发生函数矩阵与同构向量两个概念,利用它们讨论了与Scheffè单纯形—中心设计有关的0-1矩阵的一些性质。在I_(λ-)最优观测配置的分块算法的基础上,本文给出了q分量n阶广义单纯形—中心设计I_(λ-)最优观测频数的一般解析表达式。

基于单纯形重心设计法的掺合料混凝土配合比设计

采用单纯形重心设计法预测复合胶凝材料28d抗压强度;将复合胶凝材料28d抗压强度预测值和已设定的水胶比代入Bolomy公式测算掺合料混凝土28d抗压强度.结果表明:用单纯形重心设计法能较准确预测复合胶凝材料28d抗压强度;将复合胶凝材料28d抗压强度预测值和已设定的水胶比代入Bolomy公式能较准确地测算出掺合料混凝土28d抗压强度.在确定复合胶凝材料组成后,用单纯形重心设计法预测复合胶凝材料抗压强度,然后和设计要求的掺合料混凝土抗压强度一起代入Bolomy公式,就能得到较准确的掺合料混凝土水胶比,再通过体积法就可较准确地求得掺合料混凝土配合比.这种掺合料混凝土配合比设计法视复合胶凝材料各组分为与水、集料一样的独立组分.

控释尿素配比对西瓜生长、品质和土壤肥力的影响

采用田间试验,研究了混料试验中的单形重心设计在西瓜控释尿素与普通尿素配肥上的应用,测定了西瓜的生长状况和产量结构,进行了西瓜品质、土壤养分的分析,总结出了西瓜施用控释尿素的氮素利用率。结果表明,控释尿素配合施用可降低结瓜节位,增加地茎粗度、蔓长,显著提高单瓜重,单施可增加西瓜的叶片数;控释尿素可提高西瓜的安全品质和营养品质。控释尿素土壤有机质的提高不明显,对全氮、碱解氮有显著提高,并具有明显的后效。U-D60-D90配合施用可显著提高氮素利用率,比普通尿素相对高98.58%,D60-D90比普通尿素相对高85.09%,U-D90比普通尿素相对高62.17%,在西瓜生产中可选用U-D60-D90、D60-D90两种方案施肥,既可提高西瓜产量又可提高品质。

大米乳酸发酵饮料菌株的筛选

以糖化的大米为基质，对６株乳酸菌的发酵性能进行了测试，其中以嗜酸乳杆菌产酸最高，产酸速度最快。确定了嗜酸乳杆菌（Ｌａ）、乳明串珠菌（Ｌ１）和两歧双歧杆菌（Ｂｂ）为最佳菌种组合，并通过ｓｃｈｅｆｆｅ’三因子单形重心设计法，确定了最佳种间比，即Ｌａ： Ｌ１： Ｂｂ＝３： ３： ２．

基于单纯形重心设计法的地聚物混凝土配合比设计研究

以偏高岭土、粉煤灰、矿渣微粉作为原材料制备一种高强地聚物混凝土,采用单纯形重心设计法对原材料进行定量及优化设计,设计3组碱激发剂模数分别为1.3M,1.5M,1.8M的材料配合比,分析不同模数、不同原材料用量对混凝土力学性能及内部结构的影响。结果表明:随着碱激发剂模数的增加,坍落度呈先下降后上升趋势;原材料含量对混凝土坍落度同样影响较大;混凝土稠度值均>31s,表明此类地聚物混凝土具有超干硬性指标。随着模数增加,混凝土抗压强度显著降低;矿渣微粉对混凝土强度增长的影响较显著,粉煤灰和偏高岭土则相反。SEM测试结果表明,低模数激发下的地聚物混凝土越致密,裂缝越少;原材料含量对混凝土内部结构致密性影响较大,从而影响混凝土宏观性能。

BFA钙盐复合融雪材料的制备研究

针对BFA钙盐复合融雪材料制备中BFA预氧化工艺及原料配比进行了系统研究。结果发现,相比H_(2)O_(2),采用O_(3)/H_(2)O_(2)预氧化处理BFA,可大幅度减少H_(2)O_(2)用量和加快反应进程。采用H_(2)O_(2)与BFA用量比1.0 mL/mg、O_(3)流量0.9 L/min、初始pH值8.0,降解BFA反应时间90 min,制备的钙盐复合溶液冰点接近-13℃。通过单纯形重心设计法优化原料配比时发现,三种原料用量对复合溶液冰点影响显著,其中氯化钙用量越大,冰点越低。结合环保性和经济性最终确定,BFA、氯化钙及醋酸钙三种原料的质量比为3∶4∶3。基于以上工艺制备的BFA钙盐复合融雪材料冰点低于-13℃,且工艺稳定,融雪性能达到北京市融雪剂地方性标准Ⅰ型融雪剂要求。

预聚物对UV胶印油墨性能的影响

使用EB3700,6358H和6353-1三种预聚物,运用单纯形重心设计方法,确定复合预聚物的比例,分别考察了单一预聚物和复合预聚物对UV胶印油墨样品的流动曲线、触变性破解指数、固化速度、光泽度、油墨转移率及实地密度的影响。研究结果表明,含有预聚物6358H的油墨样品具有较高的黏度,其触变性破解指数也较大;含有预聚物6353-1的样张具有较高的光泽度;含有预聚物EB3700的样张实地密度较大,且具有较快的固化速度;将EB3700和6353-1混合制备的油墨样品具有较高的油墨转移率。运用单纯形重心设计方法求得三种预聚物EB3700:6358H:6353-1的最佳复合比例为1.4:1:1。

单形重心设计优化面团发酵剂配比的研究

手工拉制类面条对面团的拉伸性能要求很高,乳酸菌发酵具有缓慢柔和的特点,对提高面团的拉伸性能具有很大潜力。为探究乳酸菌发酵对面团拉伸性能的影响,将筛选的3种乳酸菌(植物乳杆菌、乳双歧杆菌、嗜酸乳杆菌)添加到面团中进行发酵,以面团拉伸性能为考察指标,通过单形重心设计试验,得到发酵剂的最佳配比:植物乳杆菌64%、乳双歧杆菌16%、嗜酸乳杆菌20%,并测得面团在发酵4 h拉伸性能达到最佳,此时拉断力为(94.48±1.12)g,拉伸距离为(40.13±0.34)mm。该方法可进一步应用于其他混合菌发酵剂的配方优化研究中。

基于单纯形重心设计铁皮石斛栽培基质的优化

探讨不同栽培基质对铁皮石斛生长和多糖积累的影响,以优化铁皮石斛栽培基质的配比,为人工栽培铁皮石斛提供理论依据。采用混料设计中的单纯形重心设计,以铁皮石斛的株高、茎粗和多糖含量3个指标对锯末、松树皮和刨花3种基质配比进行优化,确定最优基质配比。结果表明锯末和松树皮对3个指标影响最大,优化得到铁皮石斛的最优栽培基质配比为锯末37.2%、松树皮62.8%,该优化配比验证结果为株高13.51cm,茎粗7.86mm,多糖含量13.07%,与试验预测值(13.79cm、8.00mm和13.14%)差异较小。单纯形重心设计能便捷且全面地优化出基质配方中每一因素,进而使铁皮石斛在产量及品质上达到最优。