基于响应面分析下中草药移栽机的优化设计

通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制系统,采用模糊控制算法进行控制,并通过试验得到的数据进行响应面分析,得出了最优设计方案。研究结果表明:最优移栽速度为0.2 m/s,最优移栽深度为15 cm,最优移栽器械倾角为25°;通过优化设计,中草药移栽机的移栽成功率提高了11.8%,移栽损伤率降低了9.6%,取得了较好的效果。

响应面法优化酱牛肉超声-脉动滚揉腌制工艺

[目的]本文旨在明确超声和脉动滚揉腌制联用对酱牛肉品质的具体工艺参数。[方法]以牛腿肉为原料,分别以超声时间、超声功率、脉动滚揉时间为单因素,通过质构、剪切力、模糊感官评分、色差筛选出较优的单因素范围,并在单因素试验基础上以剪切力、模糊感官评分为响应值进行响应面优化试验。[结果]试验得到最佳工艺参数:超声时间108 min、超声功率255 W、脉动滚揉时间3 h。此时得到酱牛肉剪切力为37.94 N,模糊感官评分为89.70分,与模型理论值相近。与传统静态腌制相比,用最佳超声-脉动滚揉腌制工艺制作的酱牛肉剪切力显著降低、模糊感官评分提高,色泽得到改善。两因素交互作用结果表明,超声功率和超声时间对酱牛肉剪切力影响显著,超声时间和脉动滚揉时间对酱牛肉模糊感官评分影响显著,因此在实际生产中需根据需求选择合适的腌制参数。[结论]超声-脉动滚揉腌制工艺提高了酱牛肉的嫩度,同时改善了酱牛肉的质构和色泽,提高了酱牛肉品质;超声-脉动技术联用是促进超声技术应用与肉制品腌制的有效策略。

响应面法优化高良姜二苯基庚烷类成分的提取工艺及抗氧化活性研究

目的响应面法优化高良姜二苯基庚烷类成分的提取工艺,并评价其体外抗氧化活性。方法采用二氯甲烷冷浸法提取高良姜二苯基庚烷类成分。在单因素试验基础上,以提取次数、提取时间、料液比为影响因素,以二苯基庚烷类成分提取率为指标,应用Box-Behnken响应面法分析各因素对提取率的影响,得出高良姜二苯基庚烷类成分的最佳提取条件。以Fe3+还原能力和总抗氧化能力(ABTS法)评价高良姜二苯基庚烷类成分体外抗氧活性。结果最佳提取工艺为:提取时间56 h,料液比1∶12,提取次数2次,二苯基庚烷类成分提取率为2.883%,RSD为1.05%。高良姜二苯基庚烷类成分提取物浓度为0.25 mg/mL时,Fe3+还原能力和总抗氧化能力(ABTS法)都有最大值,分别为2.49 mmol·g^(-1)和2.10 mmol·g^(-1)。结论优化的高良姜二苯基庚烷类成分提取工艺稳定、可行、简便,所得提取物在体外表现出较好的抗氧化能力。

基于Box-Behnken设计-响应面法优化调肝活血稳压颗粒提取工艺及其质量标准的研究

目的优化调肝活血稳压颗粒的提取工艺,并对其质量标准进行研究。方法本研究以浸膏得率及丹酚酸B的转移率的综合评分为指标,采用单因素考察结合Box-Behnken设计-响应面法优化调肝活血稳压颗粒的提取工艺,采用薄层色谱法对方中药材进行鉴别。结果确定最终提取工艺为:第一次加入10倍量水煎煮90 min,第二次加入6倍量水煎煮60 min。测定方法结果准确可靠。薄层色谱法检测出天麻、栀子、丹参等三味中药的特征性斑点。结论优化后的提取工艺操作简单,提取效果良好,结果稳定可靠。

响应面法优化长柄扁桃肽的酶解制备工艺

为高值化开发长柄扁桃种仁蛋白,以长柄扁桃种仁为原料,脱脂后提取水溶性蛋白,采用蛋白酶对其酶解制备长柄扁桃肽。通过比较5种蛋白酶对长柄扁桃水溶性蛋白水解度及酶解产物抗氧化活性的影响,优选合适的酶解用酶,在此基础上,采用单因素实验和响应面实验优化了长柄扁桃多肽的制备工艺。结果表明:采用碱性蛋白酶酶解可以得到更高的长柄扁桃蛋白水解度(16.03%)和酶解产物DPPH自由基清除率(59.49%),更适于长柄扁桃蛋白的酶解;长柄扁桃蛋白的最优酶解工艺条件为酶解温度57℃、酶解时间4 h、碱性蛋白酶用量1 192 U/g、pH 8.4,在此条件下长柄扁桃蛋白水解度为18.12%。酶解长柄扁桃蛋白制备多肽可提高长柄扁桃种仁的附加值,同时可为功能性肽产品提供优质原料。

响应面法优化澳洲坚果真空油炸工艺及品质分析

以澳洲坚果果仁为原料,制备真空油炸产品。采用单因素实验和响应面Box-Behnken试验进行真空油炸工艺优化;以原料果仁为对照,测定真空油炸果仁含油率、酸价、过氧化值、色差与感官品质指标。结果表明:冷冻温度、真空油炸温度、真空油炸时间和真空度对澳洲坚果果仁的口感和风味品质影响差异极显著(P<0.01),澳洲坚果果仁真空油炸最佳工艺条件:冷冻温度−24℃、真空油炸温度113℃、真空油炸时间58 min、真空度−0.095 MPa,在该工艺条件下制得的澳洲坚果果仁香味浓郁、口感酥松,感官评分为95.90分,酸价、过氧化值分别为0.23 mg/g、0.14 g/100 g,在低水平范围内,符合LY/T 1963-2018的标准要求。因此,真空油炸工艺极显著提高了澳洲坚果果仁的品质。

基于模糊数学评定与响应面法优化酸黄瓜工艺研究

传统腌渍黄瓜由于含盐量高、配方不科学等不利于人体健康,因此,文章以模糊感官评分为考察指标,通过单因素试验探究不同工艺条件对酸黄瓜感官指标的影响,最后应用响应面法确定酸黄瓜的最优加工工艺,研制了一款与传统风味接近的低盐腌渍酸黄瓜。结果表明,在糖添加量25.8%、食盐添加量3.8%、米醋添加量30.5%的条件下制得的酸黄瓜外部翠绿,硬度、脆度良好,口感、滋味俱佳,且最佳工艺下制得的酸黄瓜各项理化指标和微生物指标均符合国家标准,该研究有利于助推黄瓜的深加工并促进我国传统蔬菜产业的转型升级。

模糊数学综合评价结合响应面法优化竹笋汁饮品发酵工艺

该研究以清水竹笋罐头生产过程中产生的清水为原料,以发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentium)与红茶菌为菌种复合发酵制备竹笋汁饮品。利用单因素试验、模糊数学综合评价结合响应面法对其发酵工艺进行优化,并对其理化指标、微生物指标及抗氧化性进行检测分析。结果表明,竹笋汁饮品的最佳发酵工艺为:红茶菌添加量6%、发酵温度25℃、发酵时间2.5 d。在此优化条件下,竹笋汁饮品的色泽均匀,呈浅黄色的基底液,其感官评分为85.24分,固形物含量为6.13 g/L,pH为3.38,总糖含量为0.16 g/L,总酸含量为41.33 g/L,总酚含量为7.74 mg/L,总黄酮含量为0.066 mg/m L;益生菌活菌数为3.5×107CFU/g,大肠菌群、沙门氏菌及霉菌未检出,说明其理化指标及微生物指标均符合T/CASME 435—2023《益生菌发酵植物饮料》。竹笋汁饮品对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除率为64.03%,羟自由基(·OH)清除率为46.62%,说明其具有一定的抗氧化能力。

基于响应面回归模型的纤维混凝土力学性能分析

为研究玄武岩纤维和纤维素纤维掺量对混杂纤维轻骨料高强混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,构建响应面回归模型,对比分析其力学试验实测值和预测值,并结合渴求函数获得混凝土优化配合比.结果表明:此回归模型有效且可信度高,可用于分析试验结果;两种纤维交互作用、水灰比与纤维素纤维交互作用对抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度影响显著;模型预测最优水灰比为0.30,纤维素纤维掺量为0.90 kg/m3,玄武岩纤维掺量为4.00 kg/m3,强度预测值与试验值间相对误差绝对值均小于5%,该回归模型可为混杂纤维轻骨料高强混凝土的配合比多目标优化提供参考.

基于响应面法的汽车翼子板冲压成形工艺多目标优化

为解决汽车翼子板冲压成形时出现的破裂、表面凹陷及滑移线等质量问题,利用Autoform软件对拉延成形过程进行数值模拟,基于响应面法的中心复合设计,选取压边力、摩擦因数、拉延筋阻力系数为优化变量,以最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离为优化目标,建立优化变量对优化目标影响的响应面模型,确定最优工艺参数组合为:压边力700 kN,摩擦因数0.15,拉延筋1、拉延筋2、拉延筋3和拉延筋4的阻力系数分别为0.45、0.45、0.35和0.45 N·mm^(-1)。基于最优工艺参数的模拟结果,通过设计加强拉延筋将表面滑移线最大滑移距离降为4.94 mm。对比模拟结果和实际试模样件的检测结果发现,两者基本一致,制件的最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离均满足技术要求,从而验证了响应面法优化冲压工艺的可行性和有效性。

基于Vague集和响应面模型的注塑工艺多目标优化

针对注塑工艺多目标优化问题,以塑件的翘曲变形量、顶出时体积收缩率和缩痕深度作为优化目标,选取熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力、保压时间等工艺参数为试验因素,采用中心复合试验设计结合模流分析建立试验样本,利用Vague集方法计算各优化目标相似度,通过指标相关性的指标权重确定(CRITIC)法确定各优化目标影响权重,得到综合相似度;建立综合相似度与各工艺参数之间的响应面模型,运用灰狼算法进行工艺参数寻优,得到最优工艺参数组合。结果表明,将Vague集和响应面模型相结合的优化结果显著,为实际生产过程提供了有益参考。

基于响应面法的血管支架拉伸、扭转性能优化及考虑加工精度影响的强度可靠性分析

为分析设计变量对血管支架拉伸性能、扭转性能的精准影响,进行血管支架拉伸性能、扭转性能优化,考虑加工精度的影响,进行血管支架的强度可靠性分析。方法:取血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,应用斯皮尔曼等级相关系数法分析设计变量对血管支架拉伸刚度、扭转刚度等响应变量的精准影响;采用响应面方法进行以拉伸刚度、扭转刚度为目标进行血管支架的优化设计;对优化后的血管支架,考虑加工精度所致设计变量的随机性,利用六西格玛工具分析应力的概率分布。结果:对于血管支架拉伸刚度,支撑筋宽度和连接筋宽度灵敏度系数大,且均为正值;对于血管支架扭转刚度,支撑筋宽度灵敏度系数较大,且为负值;优化后的血管支架相比原始血管支架,拉伸刚度降低了11.5%;扭转刚度减小了50.6%;考虑加工精度所致设计变量的随机性进行可靠性分析,在可靠度为99.8%时,虽然血管支架的拉伸刚度和扭转刚度最大值高于优化值,但血管支架的最大应力满足强度条件。结论:支撑筋宽度对血管支架的拉伸性能影响最大,连接筋宽度次之,支撑筋长度和支架厚度影响较小;支撑筋宽度对血管支架的扭转性能影响最大,连接筋宽度、支撑筋长度和支架厚度影响较小;随机因素加工精度对血管支架优化目标有一定的影响,但优化结果仍是可靠的。本文提供了一种血管支架优化的思路:首先是进行基于目标的优化,然后考虑随机因素的影响进行基于概率的强度可靠性分析。

工作−家庭冲突与中小学教师工作繁荣的关系:基于多项式回归与响应面分析的探索

使用问卷法对2876名中小学教师进行调查,探讨工作−家庭冲突的双向对比情况与中小学教师工作繁荣的关系,以及心理资本在二者关系中的作用机制。结果发现:(1)当工作干扰家庭与家庭干扰工作水平一致时,与“低−低”干扰相比,“高−高”干扰的教师具有更低的工作繁荣水平和心理资本水平;(2)当工作干扰家庭与家庭干扰工作水平不一致时,与“高−低”干扰相比,“低−高”干扰的教师具有更低的工作繁荣水平和心理资本水平;(3)教师的心理资本在其工作−家庭冲突与工作繁荣的关系之间起部分中介作用。

基于响应面法的矿用翅片管空冷器参数优化

矿用空冷器是矿井降温系统常用的末端设备,优化矿用空冷器换热性能对提升矿井降温系统能效具有重要意义。采用Fluent建立了平直翅片管矿用空冷器模型,研究了翅片间距、翅片厚度、横向管间距和纵向管间距对传热因子、阻力因子和综合性能评价指标的影响规律;采用Box-Behnken响应面法,分析了双参数协同作用下传热因子、阻力因子和综合性能评价指标变化规律。结果表明:随着翅片间距、横向管间距的减小,以及翅片厚度增加,传热因子、阻力因子和综合性能评价指标逐渐增加;综合性能评价指标则随纵向管间距的增加而先增加后降低;横向管间距、翅片厚度是影响空冷器传热及流动性能最显著的两个参数,而翅片间距、纵向管间距的影响最小;得到了平直翅片管矿用空冷器的最优参数,传热因子提升16.3%、阻力因子增加26.3%、综合性能评价指标提升8.3%。研究结果可为矿用翅片空冷器设计参数优化提供指导。

响应面法计算结构可靠度的回顾

体系可靠度已经成为可靠度研究的重点,由于其功能函数大都为隐式功能函数,响应面法已成为计算可靠指标的主要方法,响应面法主要分为迭代序列响应面、混合响应面、神经网络响应面、模糊神经网络响应面,就最近几年响应面法的理论发展和工程运用作一总结。

响应面法优化有机溶剂提取虾青素的工艺研究

为确定有机溶剂提取虾青素的最佳条件,本研究选用破壁后的雨生红球藻,提取选用有机溶剂,以物料比、皂化液浓度、皂化时间、虾青素提取时间为指标,采用单因素和响应面法优化实验条件。结果表明,最佳工艺参数为:提取溶剂为乙酸乙酯-乙醇(1∶1)、料液比为1∶288(g∶mL)、皂化液浓度为0.05mol·L^(-1)、皂化时间为12h,虾青素平均提取率为3.32%。采用响应面法优化有机溶剂提取虾青素的工艺具有可行性,且提取的虾青素纯度较高,杂质少,可用于虾青素的提取。

基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。

基于响应面法的半柔性路面材料低温性能研究

为提高半柔性路面材料(SFPM)低温抗裂性能,采用橡胶粉与硅烷偶联剂对水泥砂浆进行改性,制备复合半柔性路面材料(R&S-SFPM)。基于响应面分析法以劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲蠕变速率以及平均线收缩系数作为评价指标分析胶粉目数、掺量及硅烷偶联剂用量对SFPM低温性能的影响,并确定了可获得最优低温性能表现的R&S-SFPM掺配比例。结果表明:橡胶粉可提高SFPM的应力松弛能力,使其具有更好的柔韧性;硅烷偶联剂可提高SFPM力学强度。此外,橡胶粉及硅烷偶联剂掺量、胶粉目数均对SFPM低温性能改善效果有较大影响。当胶粉目数为60目、掺量为14%,硅烷偶联剂用量为0.72%时,R&S-SFPM综合低温效果最佳;与普通半柔性路面材料(O-SFPM)相比,R&S-SFPM的劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变以及弯曲蠕变速率分别提高23.7%、7.6%、29.9%和15.2%。

响应面优化超声波微波协同提取猕猴桃茎黄酮工艺及抗氧化活性分析

为提高软枣猕猴桃树体资源利用率,以野生软枣猕猴桃茎为实验原料,并使用超声波微波协同提取猕猴桃茎总黄酮,采用Plackett-Burman试验设计,评价影响茎黄酮提取效率的超声功率、超声时间等7个因素,并筛选出其中3个显著影响因素:料液比、超声温度、微波时间.在此基础上,进一步采用Box-Benhnken最陡爬坡路径方法及响应面设计优化出3个显著影响因素的最佳参数水平.结果显示:料液比45 mL/g、超声温度55℃、微波时间5.5 min,此条件作用下,黄酮类化合物提取率可达9.25%.在测定的质量浓度中,软枣猕猴桃茎黄酮对DPPH、羟基的清除能力优于VC,而对超氧阴离子的清除差于VC,但对三种自由基均有一定清除能力.以上结果表明,软枣猕猴桃茎黄酮提取物具有良好的抗氧化活性.

响应面法优化三孢布拉氏霉菌发酵产番茄红素工艺

番茄红素除了呈现鲜艳的颜色外,还具有比较强的抗氧化等功能性作用,因而广泛应用于食品、饮料等行业,与化学合成法相比,微生物发酵法生产的番茄红素因为安全性更易于被消费者接受,因此提高天然番茄红素产量意义重大。文章以三孢布拉氏霉菌为发酵菌种,通过响应面法对发酵培养基的组成及发酵条件进行优化,从而提高番茄红素的产量与纯度。经过单因素分析和响应面优化后的培养基组成及培养条件为玉米粉20 g/L、黄豆粉25 g/L、磷酸二氢钾0.6 g/L、硫酸镁0.9 g/L、玉米油12 g/L、发酵液初始pH 6.5、接种量6%、装液量40 mL/250 mL、正菌和负菌接种比例1∶15、培养温度26℃、转速180 r/min、振荡培养144 h,在42 h时加入0.4 g/L的2-氨基-6-甲基吡啶作为环化酶阻断剂,在此条件下番茄红素的产量为626.25 mg/L,比优化前提高了25.6%,该研究结果可为番茄红素工业化生产提供参考,有助于更好地应用于肉品、饮料、保健品等行业。