基于中心旋转组合设计法固化芜湖湖积软土配方优选研究

由于广泛分布的湖积软土的存在影响了芜湖地区的城市建设,本文利用中心旋转组合设计即CCD法确定高炉矿渣微粉(GGBS)+氧化钙(CaO)+碳酸钠(Na2CO3)三者的添加范围.以3种添加剂作为影响因素,养护28 d龄期固化土强度为响应值,得出GGBS+CaO+Na2CO3之间的最优配比.通过交互作用分析,利用Design-Expert软件可以得出高炉矿渣微粉(GGBS)、氧化钙(CaO)和碳酸钠(Na2CO3)三者间的质量百分比最优配比为12.56%∶4.94%∶1.23%,并且在此配比下的无侧限抗压强度值可达636.72 kPa,对固化芜湖地区软土有着重要的参考作用.

旋转中心组合设计法优化番茄红素纳米胶束的处方工艺

目的利用旋转中心组合设计法(CCRD)优化番茄红素纳米胶束(LP-NM)的处方工艺。方法以酪蛋白-右旋糖酐接枝共聚物(CS-g-DX)为载体,采用乳化溶剂挥发法制备LP-NM;先以载药量(DL)及胶束粒径(Dr)为初步评价指标,进行单因素筛选确定影响LP-NM制备的主要因素;再以DL、Dr及多分散系数(PDI)为评价指标,采用CCRD优化LP-NM的处方工艺,对结果进行回归方程拟合,对最优条件进行预测分析。结果单因素筛选确定影响LP-NM制备的主要因素为酪蛋白浓度、乳化温度和载药比;各指标回归方程的拟合度较好;按处方优化得到的最佳条件制备LP-NM,各项指标的实测值与预测值接近。结论 CCRD可成功应用于LP-NM的处方工艺优化。

发酵菜籽粕脱毒工艺优化研究

目的:探索菜籽粕固体混菌发酵脱毒的最佳工艺条件。方法:采用中心组合旋转实验设计,评价发酵工艺中的5个关键因素,即初始pH、接种量、发酵温度、发酵时间和水料比及其交互作用对硫甙脱除率的影响,确定最佳反应条件。结果:建立了5个发酵条件的一个2次多项式数学模型,该模型极显著(p<0.0001),拟合优度良好。借助模型方程产生的等高线图及统计软件,分析得出最大硫甙脱除率下各个因子的最适水平分别为pH5.1,接种量6.2%,水料比2:1,发酵时间47h,发酵温度29℃。在此条件下,硫甙脱除率达到了97%。结论:应用响应曲面法可适用于不同复配菌种的发酵工艺优化方法,科学有效的。

甲醇水蒸气重整制氢反应条件的优化

对共沉淀法制备的CuO/ZnO/CeO2-ZrO2催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应体系中的性能进行了考察,并利用统计学实验设计方法对该反应的反应条件进行了优化。选择反应温度、水醇比和甲醇气体空速为独立要因,利用全因子实验设计方法,得到反应温度对两个响应值(甲醇转化率和重整气中CO物质的量分数)的影响最为显著,甲醇气体空速对重整气中CO物质的量分数的影响最小。固定甲醇气体空速为300 h-1,利用中心旋转组合设计实验方法对反应温度和水醇比进行优化,得出当反应温度在249～258℃、水醇比在1.76～2.00时,甲醇能全部转化,重整气中CO物质的量分数小于0.5%。此模型的计算值与实验结果较为接近,表明采用统计学实验设计方法得出的结论对甲醇水蒸气重整制氢反应条件的优化具有指导意义。

褐黄孢链霉菌纳他霉素发酵条件优化

采用Plackett-Burman设计(Plackett-BurmanDesign,P-B)对影响褐黄孢链霉菌(Streptomyces gilvosporeus)ATCC13326纳他霉素发酵的相关因素进行了评价,所选取的15个因素为可溶性淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉、酵母抽提物、蛋白胨、牛肉膏、MgSO4·7H2O、KH2PO4、NaCl、CaCO3、种龄、接种量、装液量、初始pH值和发酵温度。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用中心旋转组合设计及响应面分析对影响纳他霉素产量的关键因素初始pH、发酵温度、KH2PO4、CaCO3、酵母抽提物、蛋白胨和种龄的最佳水平范围作进一步的研究和探讨,通过拟合得到了响应曲面函数,但该函数的驻点是鞍点,因此不具有全局的最大、最小值。最后通过约束优化得到较佳的实验点,在该实验点条件下纳他霉素的产量比基本培养条件下提高了2倍,达到4.5g?L?1。

富含γ-氨基丁酸发芽糙米生产工艺的研究

探索适合糙米发芽的最佳工艺条件。采用中心组合旋转试验设计,评价糙米发芽过程中的4个关键因素,即浸泡温度、浸泡时间、培养温度、培养时间及其交互作用对γ-氨基丁酸含量及发芽率的影响,确定最佳工艺条件。分别建立发芽过程4个关键因素对γ-氨基丁酸含量和发芽率的影响的数学模型。借助模型方程统计软件,分析得出最佳γ-氨基丁酸含量及发芽率下各个因素的最适水平分别为浸泡时间9.5 h、浸泡温度28℃、培养时间16.7 h和培养温度36℃。在此条件下,γ-氨基丁酸含量340 mg/kg,发芽率81.7%。

高湿挤压技术制备仿真鸡肉的工艺研究

以大豆分离蛋白、脱脂大豆粉和谷朊粉为原料,利用高湿挤压法开发仿真鸡肉制品,对加工工艺参数进行了详细的研究。采用中心旋转组合实验设计,根据所得数据建立了组织化度(Y)和水分含量(X1)、挤压温度(X2)、螺杆转速(X3)及分离蛋白百分含量(X4)的相关数学统计模型。确定了高湿挤压法制备仿真鸡肉的最优工艺参数,即水分含量48%～56%,挤压温度为150.8～153.5℃,螺杆转速为28.1～29.1r/min,分离蛋白的百分含量为34.5%～37.7%。

翅鳞伞深层发酵胞外多糖优化研究

采用Plackett Burman设计 (Plackett BurmanDesign ,P B)对影响翅鳞伞 [Pholiotasquarrosa (Pers.exFr.)Quel.]AS 5 2 4 5菌株发酵产糖的内在和外在相关因素进行了筛选 ,所选取的 2 0个相关因素为葡萄糖、果糖、麦芽糖、酵母膏、胰蛋白胨、KH2 PO4 、K2 HPO4 、(NH4 ) 2 SO4 、NaNO3、FeSO4 、MgSO4 、MnCl2 、ZnCl2 、FeCl3、CuSO4 ·5H2 O、维生素B1 、起始pH、发酵温度、时间和装液量。在此基础上 ,再采用响应曲面法 (ResponseSurfaceMethodology ,RSM)对影响发酵产糖的内在关键影响因素酵母膏、果糖、MgSO4 、麦芽糖、ZnCl2 和发酵基质起始pH值的最佳水平范围作了进一步的研究与探讨 ,通过对二次多项回归方程求解得知 ,在上述自变量分别为 6 0g L、11 5g L、0 5g L、9 6g L、38 6mg L和 5 3时 ,胞外多糖最大预测值为 876 32 μg mL发酵醪 ,此预测可信度不仅被统计分析所验证 ,也被实践所证实。

牛肝菌胞外多糖发酵培养基的优化

在Plackett Burman设计实验结果基础上 ,采用响应曲面法对影响牛肝菌 (Boletussp .)ACCC 5 0 3 2 8发酵胞外多糖的培养基 5个关键组成成分酵母膏 (X1)、麦芽糖 (X2 )、(NH4 ) 2 SO4(X3)、FeSO4 (X4 )和CuSO4 ·5H2 O(X5)的最佳水平范围进行了研究和探讨。通过对二次多项回归方程求解得知 ,在上述自变量取值分别为 :酵母膏 1 4 .2 g/L ,麦芽糖 2 2 .2g/L ,(NH4 ) 2 SO4 2 .7g/L ,FeSO4 66.9mg/L ,CuSO4 1 0 1 .5 9μg/L时 ,胞外多糖最大预测值为 75 2 .0 79μg/mL(发酵醪 ) ,此预测可信度不仅被统计分析所验证 。

桦褐孔菌液体深层发酵条件优化研究

以生物量为指标,研究了对桦褐孔菌液体深层发酵影响较大的主要因素,即温度、发酵时间、初始pH、接种量、摇床转速,并运用中心旋转组合设计法对发酵条件进行了优化,确定了其最佳范围。结果表明,5个因子对生物量的影响由大到小依次为初始pH、发酵时间、接种量和摇床转速、温度,而当温度、发酵时间、初试pH、接种量和摇床转速分别为28.6℃,125 h,5.9,10.5%和135r/min时,获得的生物量最大,为22.91 g/L。

甲胺磷降解菌响应曲面法优化研究

从受甲胺磷污染的土壤中分离筛选出甲胺磷降解菌,采用响应曲面法对影响降解菌的5个因素培养温度(X1)、pH值(X2)、甲胺磷的浓度(X3)、装液量(X4)、接种量(X5)的最佳水平范围进行了研究。通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量取值分别为:温度28℃,pH值7.0,甲胺磷浓度1 500 mg/L,装液量100 mL,接种量10%时,甲胺磷降解率为最大,预测值为73.65%。

高湿挤压纤维状大豆蛋白仿真烤鸡工艺研究

以高湿挤压纤维化大豆蛋白仿真鸡肉为原料,添加一定量香辛料,通过卤制、腌制和烘烤等工序开发仿真熟鸡肉产品。结果表明:通过感官评价和正交实验及中心组合实验确定最佳配方如下:咖喱粉3%,白糖1%,食盐3%。烘烤温度为120℃,烘烤时间为15 min。在整个二次加工过程中,蛋白质损失率2.60%,产品的损失率10.2%,氨基酸含量明显高于鸡肉。该研究结果为大豆深加工提供一条新的途径和方法,为其他仿真肉的开发提供参考。

高湿挤压工艺条件对仿真鸡肉硬度的影响

以大豆分离蛋白、脱脂大豆粉和谷朊粉为原料,利用高湿挤压法开发仿真鸡肉制品,加工工艺条件对仿真鸡肉硬度的影响进行了详细的研究.试验采用中心旋转组合试验设计,根据所得数据建立了硬度(Y)和水百分含量(X_1)、挤压温度(X_2)、螺杆转速(X_3)及分离蛋白百分含量(X_4)的相关数学统计模型.最终确定了以硬度为参考指标的高湿挤压法制备仿真鸡肉的最优工艺参数,即水分百分含量为52.0%~55.8%,挤压温度为126.4~133.2℃,螺杆转速为257~322 r/min,分离蛋白的百分含量为38.0%~45.2%.

基于响应面法的淤泥质土固化配方优化研究

选择掺入生石膏、生石灰、碳酸钠来消除有机质对水泥固化淤泥质土的不利影响。以生石膏、生石灰和碳酸钠的掺量作为3个影响因子,以固化淤泥质土7 d和90 d的无侧限抗压强度为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验。利用响应面法对这3种外加剂的配比进行优化,并通过单因子效应分析和交互作用分析分别考察各影响因子单独变化对强度响应值的影响以及3种添加剂的交互作用效应。结果表明:强度响应对生石膏和生石灰掺量变化的敏感程度随龄期的增大而增大,而对于碳酸钠,情况则相反。7 d时,生石灰与碳酸钠的交互作用显著;而90 d时,则生石膏与碳酸钠的交互作用显著。最终得出在腐植酸掺量6%和水泥掺量15%前提下,3种外加剂在7 d和90 d的最佳配比。在最优配方的掺加下,对于7 d和90 d龄期固化淤泥质土的实际强度可以分别达到623、1 213 kPa。

响应面法优化有机质软土复合固化剂配方

为了改善水泥固化有机质软土的效果,配制出一种专门固化有机质软土的高效复合固化剂,从选择合适的矿物填料,减薄土壤双电层的厚度,提高土壤PH值,增强早期强度,调节水泥离子和黏土颗粒的活性等5个方面选定生石膏,生石灰,碳酸钠,FDN,水玻璃,三乙醇胺等6种添加剂来改善有机质软土的固化.将6种添加剂的质量分数作为影响固化土强度的6个因子,7d龄期的无侧限抗压强度增长率作为响应值,利用响应面法来对添加剂进行优选和配方研究,并考察各影响因子的交互作用规律.结果表明:生石膏,碳酸钠,水玻璃和三乙醇胺对固化土强度增长率的线性效应明显;6种因子对强度增长率的曲面效应都明显;而生石灰和碳酸钠,FDN和水玻璃,以及水玻璃和三乙醇胺对强度增长率有交互作用的影响.最终得出,在腐植酸质量分数为6%,水泥质量与土样质量比为15%的前提下,复合固化剂配方为生石膏质量分数为4.85%,生石灰质量分数为3.79%,碳酸钠质量分数为1.42%,FDN质量分数为1.99%,水玻璃质量分数为5.06%,三乙醇胺质量分数为0.08%,此时固化土7d的强度可以达到1 003kPa.

Bacillussp.fmbJ224发酵产新型抗菌肽培养基的优化研究

采用Plackett_Burman设计(Plackett_BurmanDesign,PB)法,对影响Bacillussp.fmbJ224产新型抗菌肽的17个因素进行了筛选。结果表明:影响该菌发酵产新型抗菌肽的主要培养基成分为葡萄糖、NH4NO3、谷氨酸、CaCl2、MnSO4。在此基础上,再采用响应曲面法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)对其5个显著因子的最佳水平范围进行研究。通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为葡萄糖8·13g/L、NH4NO36·14g/L、谷氨酸4·2g/L、CaCl23·98mg/L、MnSO44·87mg/L时,新型抗菌肽的产量从1304·21μg/mL提高到了1487·58μg/mL。

响应面分析法优化血红素提取工艺

在单因素试验的基础上,通过中心组合旋转设计与响应面分析法优化酸性丙酮法提取血红素的工艺,考察浸提时间、酸酮比以及酸性丙酮与血红蛋白的比对血红素得率的影响,并通过响应面分析法得出最佳提取条件。结果表明:最佳提取工艺条件为浸提时间42min、酸酮比3%、酸性丙酮与血红蛋白体积比5.66:1,在此条件下血红素的得率为0.225g/100mL,与预测值0.230g/100mL相差不显著。

响应面法优化麦麸蛋白超声波-酶法提取工艺

采用α-淀粉酶和超声波结合的方法从小麦麸皮中分离制备蛋白质。利用响应面法(基于五因素五水平的中心组合旋转设计)研究了反应温度、pH、反应时间、酶浓度以及超声波时间对麸皮蛋白得率的影响,得到最优提取条件是温度52.5℃,pH值6.9,反应时间180 min,酶质量浓度3.8 g/L,超声波时间9 min。在此条件下,麸皮蛋白提取率为90.05%,与预测值相符,酸沉处理后,蛋白质得率为71.37%。

响应面法优化番茄红素提取工艺研究

采用响应面方法对番茄红素提取过程中的温度、时间等工艺条件进行了优化。采用Plackett-Burman(PB)设计法,对不同的温度、时间、溶剂量、pH值、压力、番茄粉碎目数、摇床转速7个因素对番茄红素提取率的影响进行评价。结果表明:温度、时间、pH值为番茄红素提取过程中的主要影响因素,用旋转中心组合设计及响应面分析法确定主要因素的最优条件,为pH 5.95、温度49.6℃3、h,得到番茄红素提取液的吸光度值为0.588,比单因素试验的最高吸光度值(0.537)提高了9.5%。

基于响应面法的杭州海相软土固化强度模型

为了综合考察土初始含水量、土有机质含量、水泥掺量比及固化剂CX-13掺量对固化效果的影响,对不同土体提出固化方案,以有机质含量、初始含水量、水泥掺量、CX-13掺量作为4个自变量,以固化土28d无侧限抗压强度作为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验.利用响应面法对试验结果进行回归分析,建立各自变量与强度响应间的量化模型.考察各自变量间的交互作用关系,并从机理上对各交互关系进行探讨.结果表明:固定初始含水量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的有机质含量随水泥掺量的增大而减小;固定有机质含量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的初始含水量随水泥掺量的增大而增大;固定有机质含量与初始含水量,水泥的最佳掺量与CX-13掺量呈正相关关系.