基于超高压技术的响应面优化猕猴桃果肉饮料

研究超高压处理条件下的猕猴桃果肉饮料配比,以强化分层率为指标,通过单因素试验和响应面法对配比进行优化,结果表明:猕猴桃原浆添加量47%,蔗糖添加量12%,增稠剂添加量0.14%。在超高压技术处理后,产品的强化分层率达到47%。对优化后的产品测定色泽和粒径,结果显示L为38,产品色泽明亮;ΔE均小于2,产品色泽均一;颗粒的体积平均粒径D[4,3]为214μm,稳定性好。

多指标响应面优化枸杞提取工艺研究

枸杞中含有丰富的枸杞多糖和枸杞黄酮,均具有较高的药用价值。选取提取方法、提取时间、料液比、提取次数、提取温度、浸泡时间进行单因素试验,根据单因素结果选取3个影响较大的因素,结合响应面法中的Box-Behnken试验设计对枸杞总多糖和总黄酮的提取工艺进行优化,得到优化提取工艺条件为:加热回流法,浸泡1.0h,提取时间55min,料液比1∶12(g∶m L),提取温度81℃,提取2次。总多糖提取率能够达到45.36%,总黄酮提取率达到0.29%。该方法提取率高、重复性好,高效环保。为枸杞中总多糖和总黄酮的提取方法提供参考依据。

响应面优化硒化白及多糖的制备工艺及其体外抗氧化活性研究

通过优化硒化白及多糖的制备工艺,探究是否获得较高抗氧化活性的硒化白及多糖。以白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)为原料,亚硒酸钠(Na_(2)SeO_(3))为硒化剂,冰乙酸为催化剂对白及多糖进行硒化修饰制备硒化白及多糖(Selenized Bletilla striata polysaccharide,BSP-Se)。以硒含量为指标,利用单因素实验和响应面法对制备工艺进行优化。通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)确定白及多糖是否硒化成功,并通过测定DPPH自由基、ABTS^(+)自由基以及羟基自由基的清除能力综合评价硒化白及多糖的体外抗氧化活性。结果显示,在最佳工艺条件为Na_(2)SeO_(3)与BSP的质量比1.5、冰乙酸与BSP用量比3、反应时间6 h、反应温度80℃的条件下制备的BSP-Se硒含量最高,可达到7.831 mg/g。FT-IR分析显示硒与多糖通过Se-O-C和O-Se-O结合,表明白及多糖已被成功硒化;自由基清除能力分析显示BSP-Se对DPPH、ABTS^(+)和·OH自由基的IC_(50)值分别为2.875、4.431和0.314 mg/mL,显著低于BSP的IC_(50)值5.828、8.475和0.833 mg/mL(P<0.05),表明硒化修饰提高了BSP的抗氧化能力。因此,通过硒化修饰可以提高BSP的抗氧化能力,为进一步研究硒多糖作为新型抗氧化剂在食药领域、保健品领域、日化领域的应用提供一定的理论基础。

均载组合式小轮径货车转向架车轮型面优化设计研究

小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后利用轮径差反向设计方法对车轮型面进行优化,最后利用车辆动力学模型对优化后型面的车辆动力学性能和磨耗特性进行验证分析。结果表明,优化后型面进一步降低了车轮等效锥度,同时减小了轮轨法向接触应力。通过对比优化前后动力学特性,优化后车轮型面有效提升了空重车状态下的临界速度,空车临界速度较LM踏面提高23.3%,重车临界速度较LM踏面增大17.54%。同时优化后型面有效提升了车辆的平稳性和曲线通过性能,最后利用车轮磨耗模型计算了直线段和曲线段的车轮磨耗,优化后曲线外侧车轮磨耗最大深度减小54.8%,曲线内侧车轮磨耗最大深度减小48.13%,型面优化可以有效减小小轮径低地板驮背车直线段和曲线段的车轮磨耗,为抑制车轮磨耗,提升服役性能具有重要作用。

响应面优化酸法提取猪皮胶原蛋白工艺

本实验采用酸法提取猪皮中胶原蛋白,通过单因素和响应面分析实验,研究了柠檬酸浓度、加热时间、液料比和提取温度对胶原蛋白提取率的影响,以提取率为响应值进行响应面优化。结果表明:柠檬酸的胶原蛋白提取率高于盐酸和醋酸,对提取效果的影响大小为提取温度>柠檬酸浓度>加热时间>液料比。胶原蛋白优化最佳工艺为:柠檬酸浓度0.5 mol/L、加热时间29 min、液料比20.6 mL/g、提取温度72℃,该工艺条件下胶原蛋白提取率可达82.7%。

Pareto排序遗传算法及响应面优化在纯电车电池壳体参数设计的工程应用

为解决三元锂电池壳厚重与应力集中的问题。本文利用拉丁超立方法对变密度拓扑优化后参数抽样,利用了Pareto排序多目标遗传算法,选择应力等作为目标函数进行迭代计算。本文利用克里格空间插值法得到各响应图谱以及初步预测的优化方案。基于上述结果利用Design-Expert建立了62组响应面数学模型,计算所得帕累托最优为70%,p-value≤0.0001,证明响应面模型的准确性,经仿真计算优化后的结构较原模型各方面性能都有所提升,具有较好的可靠性。

响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素及其两性聚合物结构修饰

目的:建立响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素的方法,采用高分子两性聚合物修饰异鼠李素。方法:采用Design-Expert 8.0.6软件及其Box-Behnken优化从新鲜沙棘果中提取异鼠李素,制备的异鼠李素采用自组装模式制成两性聚合物。结果:优化的提取温度为75℃,提取时间60 min,100 g新鲜沙棘果中盐酸加入量35 mL;采用自组装模式制成异鼠李素两性聚合物反应完全,溶解度良好。结论:响应面法稳定可行,可用于新鲜沙棘果中异鼠李素工艺优化;自组装模式制成异鼠李素两性聚合物结构修饰可行。

响应面优化絮凝法去除生活污水中COD

为探究生活污水中COD去除的最佳工艺条件,采用单因素试验和响应面优化试验协同探究PAC投加量、pH值、PAM投加量以及搅拌速度对COD去除率的影响.结果表明,结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到污水中COD去除最佳工艺参数如下:PAC投加量为0.4 mL、pH=7.5、PAM投加量为7.5 mL、搅拌速度为150 r/min,在此条件下污水中COD去除率预测值为77.75%,实测值为(75.89±1.36)%,预测值与实测值接近.

三偏心蝶阀硬密封结构的响应面优化

金属硬密封三偏心蝶阀在关闭状态下的密封比压决定着该阀的密封性能和工作寿命,优化金属硬密封部件的结构参数十分重要。以DN600三偏心蝶阀为研究对象,利用有限元分析法,分析密封面上密封比压分布规律。提出利用密封配合面周向间隙指标判断蝶阀的密封性能,利用Box-Behnken响应面优化方法对密封构件的结构进行优化,分析复合阀板座大、小径端切割厚度、复合阀板座直径及其交互作用对密封面最大密封比压的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响蝶阀密封的前提下,优化复合阀板座参数后,密封面最大密封比压从202.96 MPa下降到128.44 MPa。对优化后蝶阀进行封闭打压密封实验,验证了其密封性能的可靠性。

三自由度精密检测平台结构设计及Workbench响应面优化

孔径测量仪是测量环规直径或量块端度的常用仪器,三自由度精密检测平台是孔径测量仪机械部分的核心,可以稳定支撑待测物,并能进行手动独立调节,满足孔径测量要求。对三自由度精密检测平台进行结构设计,使其满足y向平移、M_(z)偏转、M_(y)倾斜三个自由度的调节。从SolidWorks建立的三自由度精密检测平台装配体中取出底层板三维模型,化简后导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,得到其变形云图和应力云图。为降低平台的变形量,在ANSYS中对底层版进行响应面优化分析。响应面优化分析选用中心复合实验设计,设计变量为底板厚度和三个弹簧立柱的支撑力,响应为变形量,得到25组实验点。根据实验结果,利用Kriging插值法建立了底板的响应面模型,并对各相关设计变量进行了敏感度分析。使用多目标遗传算法完成了底板的优化设计,与原始设计的结构方案相比,平台的变形量减少20.1%。

稀酸快速浸提大米中镉方法的响应面优化研究

本研究采用稀酸提取法,通过单因素实验和响应曲面实验确定大米中镉的最佳提取条件,为大批量、高通量的大米中镉元素提取和检测提供技术支持,更好地保护人们的健康。结果表明,确定的最佳提取条件为采用0.5%硝酸溶液以4∶1液料比对粒径小于300μm的大米粉提取10min。方法对比结果显示,该方法准确、可靠,与《食品安全国家标准食品中多元素的测定》(GB 5009.268—2016)中的微波消解法相比在统计学上差异不显著,适用于大米中镉的快速提取和检测,能够为食品安全监测提供技术支持。

响应面优化文冠果油基生物柴油制备工艺

为探究文冠果油在生物柴油产业中应用前景,以SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-CeO_(2)-杭锦2#土(SZCe-HJ)为催化剂,采用中心复合(CCD)实验设计方法,通过改变对生物柴油产率影响最大的四个因素:反应时间-X_(1)、醇油摩尔比比-X_(2)、催化剂用量-X_(3)和反应时间-X_(4),考察生物柴油产率-Y的变化,并对实验数据进行拟合,建立数学模型。研究结果表明:该模型能够准确估算SZCe-HJ催化文冠果油制备生物柴油的产率。醇油摩尔比达到8.21:1、催化剂用量达到2.66 wt.%、反应时间持续8.65 h,生物柴油产率最高将达到62.76%。

响应面优化低糖奶茶配方研究

以茶(红茶、速溶红茶)、乳(纯牛奶、纯羊奶、牛奶粉、羊奶粉)、蔗糖(白砂糖)、D-果糖、蜂蜜与甜味剂(木糖醇、麦芽糖醇、甜叶菊、三氯蔗糖)、稳定剂(蔗糖酯、单甘酯、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、黄原胶)等为原料研发一款低糖奶茶(红茶)。试验根据不同组合奶茶感官审评结果,分别筛选出茶、乳、糖、稳定剂种类为速溶红茶、纯牛奶、蜂蜜、木糖醇、蔗糖酯和单甘酯。在此基础上进行单因素试验,确定蜂蜜和木糖醇替代蔗糖的比例及速溶红茶、纯牛奶、代糖添加量,通过响应面优化得到最佳低糖奶茶配方。对配方奶茶中蔗糖、蛋白质、脂肪和咖啡碱以及稳定系数进行测定,计算出低糖奶茶的热能值。结果表明,低糖奶茶最佳配方中速溶红茶、纯牛奶的添加量分别为0.351%和23.977%;蜂蜜与木糖醇的配比为1.489,添加量为4.423%;蔗糖酯与单甘酯1∶1复配,总添加量为0.1%。感官评分为94.375分,糖含量为0.114 g/100 g,蛋白质含量为0.25 g/100 g,脂肪含量为0.01 g/100 g,热量为6.473 kJ/100 g。

响应面优化超声辅助冷萃法制备普洱茶粉工艺研究

为了提高普洱茶的冲泡便捷性,采用超声辅助冷萃法研究普洱茶可溶性物质最佳萃取工艺,将萃取液进行冷冻干燥处理得到速溶茶粉。基于单因素试验考查料液比、萃取温度、萃取时间和超声功率对超声辅助冷萃普洱茶粉提取率的影响,利用响应面试验优化超声辅助冷萃普洱茶粉最佳工艺,并检测其理化指标和微生物指标。结果表明,超声辅助冷萃普洱茶粉最佳工艺条件为料液比1∶10(g∶mL),萃取温度15℃,萃取时间41 min,超声功率540 W。在此优化工艺条件下普洱茶粉提取率最高,提取率为(37.02±0.82)%,在最佳浸提条件下经过冷冻干燥后的茶粉质地致密、香气纯正、滋味醇和。以超声辅助冷萃法制备普洱茶速溶茶,为普洱茶的加工利用提供相关试验基础及理论依据。

多尺寸传感器结构的遗传算法和响应面优化

为设计一种兼具抗高过载性能与高灵敏度的低量程电容式加速度传感器,结合响应面分析和遗传算法,对传感器的7组尺寸参数进行了优化。利用实验设计(DOE)中的多组采样点与二次拟合确定了尺寸参数与传感器输出变量之间的函数关系,基于该函数引入惩罚因子,进行多次遗传算法迭代处理。最终统计响应面优化和遗传算法的结果,获得了1组最优尺寸参数。优化结果表明:在相同的加速度作用下,传感器的等效应力降低约18%,等效位移增大约12%,设计灵敏度增大约20%,在30000 gn过载下的最大应力减少224.94 MPa,具有更高的抗过载能力。

基于复合诱导剂诱导枯草工程菌产饲用蛋白酶的响应面优化研究

试验为建立一种采用乳糖和异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)复合诱导剂代替IPTG作为诱导剂进行枯草芽孢杆菌产饲用中性蛋白酶发酵工艺。通过初步筛选获得最佳诱导剂配比为0.025‰IPTG和11.25 g/L乳糖,在原有工艺下发酵得到饲用蛋白酶活性为1066.09 U/mL;经过单因素试验和响应面优化发酵工艺,获得最佳发酵工艺条件为初始p H值7.5、培养温度36.5℃、诱导剂添加时间3.2 h、发酵时间45 h,中性蛋白酶活性为1398.54 U/mL,提高至优化前的1.31倍。研究表明,复合剂诱导条件比IPTG单独诱导更复杂,在蛋白酶的规模化生产中具有潜在的工业应用价值,为蛋白酶制剂在饲料添加剂的应用提供了基础。

基于半解析法的声学黑洞梁结构参数响应面优化

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)对弯曲波的聚集效应具有宽频、高效、实现方法简单灵活等特点,在结构减振降噪领域具有广泛的应用前景。以一维声学黑洞梁为对象,结合声学黑洞半解析建模计算方法和响应面优化方法,分析声学黑洞特征长度、截断厚度、幂律以及阻尼层特征长度和厚度这5个参数对一维声学黑洞梁减振效果的影响规律。以一维声学黑洞梁的减振效果为优化目标,对梁和阻尼的结构参数进行优化设计,优化后的一维声学黑洞梁结构在10~8000Hz频率范围内的平均加速度级降低19.03dB。研究对一维声学黑洞梁结构在减振领域的工程应用具有参考价值。

响应面优化超声辅助提取山葡萄皮渣花色苷

以山葡萄皮渣为试材,采用单因素和响应面试验,研究了超声提取时间、超声提取温度、液料比、乙醇体积分数对山葡萄皮渣花色苷提取量的影响,优化了山葡萄皮渣花色苷的最佳提取工艺,以期为山葡萄皮渣花色苷的提取提供参考依据。结果表明:最佳工艺条件为超声提取时间21.20 min、超声提取温度37.64℃、液料比15.62∶1 mL·g^(-1)、乙醇体积分数61.81%,该条件下测得山葡萄皮渣花色苷提取量为(0.358±0.005)mg·g^(-1),与理论预测值误差仅为0.56%。

凝固型发酵豆乳制备工艺的响应面优化

发酵豆乳的制备工艺相对成熟,但还存在风味较差、豆腥味难去除等限制性因素,该研究采用添加植物油脂以改善发酵豆乳的风味。通过单因素实验和响应面优化实验探究白砂糖、黄原胶和橄榄油的添加量及乳酸菌接种量对凝固型发酵豆乳感官评分的影响,其中橄榄油对凝固型发酵豆乳感官品质的影响显著(P<0.05)。凝固型发酵豆乳的最佳配方与参数:白砂糖9%、黄原胶0.05%、橄榄油3%、乳酸菌接种量0.3%、发酵时间12 h、发酵温度42℃。

辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的制备工艺响应面优化及表征分析

以燕麦为原料提取燕麦淀粉后,以辛烯基琥珀酸酐(OSA)对其进行疏水改性,以取代度和取代效率为考察指标,研究辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯制备过程的影响因素,经响应面优化获得最优工艺参数为:淀粉乳浓度为37%;反应时间为2.4 h;反应温度为34.4℃;pH值为7.9;OSA添加量确定为3%,在此条件下可制得取代度为0.023 0的辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯,并通过傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜形貌分析对其进行表征:辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的红外光谱图出现了酯羰基C=O(波长1 724.53 cm^(-1))和羧基RCOO-(波长1 571.70 cm^(-1))的伸缩振动特征峰;扫描电镜结果表明疏水改性主要发生在淀粉颗粒表面的无定形区即非晶区域,基本不影响颗粒的内部结晶区域,证明了辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的成功制备。为辛烯基琥珀酸燕麦淀粉酯的开发提供了理论依据,为丰富燕麦淀粉的利用途径和新型食品级辛烯基琥珀酸淀粉酯的开发提供实验参考。