Box-Behnken Design-响应面优化法优化PEG化和厚朴酚长循环纳米脂质体处方

采用薄膜-超声分散法制备和厚朴酚长循环纳米脂质体,以包封率为评价指标,考察药脂比(质量比)、磷脂与胆固醇质量比例和m PEG2000-DSPE浓度3个因素对指标的影响,并对各个因素进行二次回归拟合,通过Box-Behnken Design-响应面优化法(BBD-RSM)优选最佳处方.最终优选的处方为和厚朴酚与脂类质量比为1∶20,大豆磷脂与胆固醇质量比为6.71∶1,DSPE-PEG2000浓度为13.38%,药物的平均包封率为92.32%.优化后的处方所制备的脂质体的Zeta电位稳定、粒径分布均匀,Box-Behnken Design-响应面优化法应用简便、预测性好,制备的和厚朴酚长循环纳米脂质体符合设计要求.

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。

气体辅助注射成型时间参数的CCD响应面法多目标优化

相比于传统塑料注射成型,延迟时长和注气时长是气体辅助注射成型(简称气辅成型)特有的工艺参数,增加了气辅成型的复杂性。为了精确设计延迟时长和注气时长的取值,获得理想的气体穿透效果和气指幅度,以具有典型气辅结构的塑件为研究对象,首先采用气辅成型全三维CAE研究了延迟时长和注气时长对气辅成型质量的影响。结果表明,适当增加延迟时长,可以减小或消除气指缺陷,提高气体穿透深度行程,但过长的延迟时长会导致“短射”,过短的延迟时长则会导致严重的气指缺陷;增加注气时长可以提高气体穿透效果,减少表面缺陷,降低内应力和翘曲变形,但注气时长过长时,气指内部的高压氮气会导致其撕裂而形成严重的气指缺陷,更甚者会使气辅塑件膨胀而报废。采用CCD响应面法进行多目标优化,精确设计了延迟时长和注气时长的取值,延迟时长为4 s、注气时长为10.37 s。通过CAE分析和成型试验验证,精确取值下成型的气辅塑件的气体穿透效果和气辅成型质量良好,提高了气辅成型质量和效率,可用于气辅成型实际生产。

响应面结合模糊数学感官评价法优化油橄榄果渣曲奇饼干的配方及其品质测定

【目的】开发油橄榄果渣曲奇饼干。【方法】以低筋面粉、黄油和鲜鸡蛋为材料复配陇南油橄榄果渣、麦芽糖醇、金耳和纹党多糖,添加碳酸氢钠和氯化钠等食品添加剂研制油橄榄果渣低糖复合曲奇饼干,采用响应面结合模糊数学感官评价法优化了配方,对其抗氧化性、理化指标和微生物指标进行了检验。【结果】油橄榄果渣添加量为15%、麦芽糖醇添加量为30%、金耳添加量为10%和纹党多糖添加量为0.35%,曲奇饼干形态完整,断面结构细密、无粉末,硬度适中,薄厚均匀、口感细腻、咀嚼性好,酥脆、无颗粒感,油橄榄风味突出,气味协调、颜色均一卫生指标符合国家标准,具有很好的营养价值和抗氧化功能。【结论】为油橄榄果渣的进一步利用提供了参考。

响应面法优化草本风味核桃加工工艺

为研制草本风味即食手剥核桃,以新疆纸皮核桃为原料,着重对杀青条件、浸泡和烘烤条件进行研究。以单因素试验为基础,选择浸泡时间、烘烤温度和烘烤时间3个影响因素的水平,根据BoxBenhnken试验设计,以感官评分为响应值,运用响应面法确定草本风味手剥核桃最优工艺条件。结果表明,核桃的最佳杀青条件为80℃杀青8 h。通过响应面分析建立的回归模型显著,各因素对核桃感官评分的影响顺序为烘烤温度>烘烤时间>浸泡时间。确定草本手剥核桃最佳工艺条件为:烘烤温度80℃,烘烤时间7 h,浸泡时间2.5 min。按照优化的工艺条件加工的草本风味核桃感官品质最佳,核桃色泽美观,核桃仁金黄,草本风味佳,无苦涩味,口感酥脆。研究结果为核桃制品的开发及其产业化利用提供了技术支撑。

基于响应面法的铝合金角接激光焊工艺优化

文章选用板材厚度为2 mm的5754铝合金,采用角接的搭接形式,开展激光熔焊焊接试验。以激光功率P、焊接速度v、离焦量Z为试验参数,以焊接接头的最大拉力F为响应指标,建立响应面分析的数学模型。研究结果表明:激光功率、焊接速度、离焦量对最大拉力均有明显影响。激光功率越大、焊接速度和离焦量越小,最大拉力越大。分析所建立的数学模型,确定较优工艺区间,结合焊缝成形的宏观形貌,获取最优工艺参数组合。最大拉力相比于试验组中的最优组提升5.55%。

响应面法优化皇帝柑精油提取工艺

利用响应面法优化水蒸气蒸馏提取皇帝柑精油的提取工艺条件.探究提取时间、液料比、NaCl添加量、超声波功率对皇帝柑精油得率的影响,确定最佳工艺条件.结果表明,一种皇帝柑精油的最佳提取工艺为提取时间1.6 h、液料比32 mL·g^(-1)、NaCl添加量1.8%,在此条件下皇帝柑精油得率为3.16%,与模型预测最大值3.19%相差无几,说明该提取工艺切实可行.

模糊数学结合响应面法优化酸浆多糖酸奶工艺

以酸浆多糖、纯牛奶为主要原料,加入发酵菌粉进行发酵,研制一款具有独特酸浆香气且营养丰富的酸奶。以感官评分为指标,在单因素试验基础上采用模糊数学评价法与响应面法相结合的方法,优选出酸奶生产工艺。结果表明,当酸浆多糖添加量为2.2%,木糖醇添加量为4.9%,菌粉添加量为0.15%,发酵时间为8 h时,参照此条件制作的酸浆多糖酸奶组织均匀,润滑细腻且香气浓郁,感官评分为87.17分,与预测值相近。

基于MTT比色和响应面法优化侧孢短芽孢杆菌最大活菌数培养条件

目的:探索获得侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)最大活菌数的最佳培养基成分及培养条件。方法:在建立MTT比色法与平板计数法的相关回归方程基础上,对获得最大活菌数的侧孢短芽孢杆菌最适培养基成分(碳源、氮源、无机盐)和培养条件(初始pH、温度、接种量、磷酸二氢钾)进行优化。结果:MTT比色法与平板计数法对活菌数测定结果表现出显著的线性关联(R^(2)>0.999);麦芽糖、氯化钙、初始pH、磷酸二氢钾为显著影响因子,最佳发酵条件为麦芽糖8.75 g/L,氯化钙0.17 g/L,初始pH 7.07、磷酸二氢钾3.73 g/L,此条件下活菌数为8.12×10^(8)CFU/mL,与理论活菌数(8.25×10^(8)CFU/mL)无显著差异。结论:基于MTT比色和响应面法优化侧孢短芽孢杆菌最大活菌数培养条件,优化后的活菌数较优化前提高了3.02倍。

基于响应面法的切削参数多目标优化

采用正交切削实验,获得不同切削参数下的切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差,利用响应面法,建立对应的响应函数,最后建立以切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差为优化目标的多目标优化模型,并采用粒子群算法对目标模型寻优求解。另外,对比不同权重下的优化结果,结果显示,利用熵权法确定多目标优化模型中各目标的权重得到的优化结果优于主观赋权。

基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计

论文采用响应面法对碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系进行优化,以赤泥、矿渣、生石灰和脱硫石膏为变量因素,以流态固化土的7 d、28 d无侧限抗压强度和流动扩展度为评价指标,建立预测模型。结果表明:当赤泥掺量为26.6%、矿渣掺量为53.2%、石灰掺量为11.7%、脱硫石膏掺量为8.5%时,流态固化土的工作性能和力学性能均达到最优,响应值的实测值和预测值误差范围控制在5%内,表明该响应面法预测模型预测精度高。

鱼类肠道益生地衣芽孢杆菌FA6发酵工艺的响应面法优化

研究以地衣芽孢杆菌FA6活菌数为指标,采用单因素实验和响应面法实验优化了地衣芽孢杆菌FA6发酵培养基和发酵条件,获得了地衣芽孢杆菌FA6最佳发酵培养基:70 g/L可溶性淀粉、40 g/L酪蛋白胨、2 g/L K2HPO4、1 g/L KH_(2)PO_(4)、2 g/L Na_(2)HPO_(4)、2 g/L MgSO_(4)和8 g/L NaCl;以及最佳发酵条件:初始pH 7.0、接种量1%、发酵温度28.8℃、发酵时间31h、装液量50 mL/250 mL和转速160 r/min。在此发酵培养基和发酵条件下,地衣芽孢杆菌FA6活菌数为7.97×10^(9)CFU/mL,较优化前提高了8.1倍。最佳发酵工艺的获得,将能够为鱼源芽孢杆菌的高密度生产,产业化应用提供基础。

响应曲面设计结合熵权法优化石磨全麦挂面配方

为改善石磨全麦挂面品质,以石磨全麦粉为主要原料,选择全麦粉粒度、食盐添加量、熟化时间、加水量为单因素,挂面蒸煮特性、质构特性及感官评分为考察指标,筛选出各因素的最佳水平。在单因素试验基础上,以挂面烹调损失率和感官评分为评判指标,根据Box-Behnken原理设计四因素三水平试验,以熵权法计算的综合评分作为响应值,优化石磨全麦挂面配方。结果表明,影响石磨全麦挂面综合评分的因素主次顺序为全麦粉粒度>熟化时间>食盐添加量>加水量,石磨全麦挂面最优配方:全麦粉粒度120目,食盐添加量0.85%(质量分数),熟化时间15 min,加水量37.32%(质量分数)。最佳配方下制备的挂面烹调损失率为(6.31±0.11)%,感官评分为(92.33±2.52)分,膳食纤维含量为(10.40±0.22)%,血糖生成指数为(69.37±0.52)。

基于响应面法的PP-PAM复合改良微生物固化膨胀土优化研究

【目的】采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)加固膨胀土,可有效提高膨胀土的强度,降低胀缩性,但存在土体破坏时脆性明显,以及养护初期崩解量高等问题,为了进一步改善微生物固化膨胀土的脆性破坏和养护初期崩解量高的问题,【方法】在微生物固化膨胀土的基础上,研究掺入聚丙烯纤维(PP)和聚丙烯酰胺(PAM)对微生物固化膨胀土破坏模式和水稳性的影响。以纤维长度、纤维掺量和聚丙烯酰胺掺量为影响因素,以无侧限抗压强度和崩解量为响应值,采用Box-Behnken响应面法进行条件优化试验,建立了响应面回归模型,获得聚丙烯纤维长度、聚丙烯纤维和聚丙烯酰胺用量及其交互作用对微生物固化膨胀土强度和崩解性综合指标的影响。【结果】结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了微生物固化膨胀土破坏时的脆性、提高了土体强度、降低了膨胀土的崩解性,但随着纤维长度的增加,崩解量逐渐增加;聚丙烯酰胺的掺入降低了膨胀土的崩解量,但会降低土体强度。【结论】在影响因素试验范围内,以无侧限抗压强度最高和崩解量最低为原则,通过Box-Behnken响应面法获得最佳配比为:聚丙烯纤维长度为9 mm,掺量为0.5%,聚丙烯酰胺掺量为0.12%。在此配比下,复合固化土的无侧限抗压强度为1.24 MPa,相比优化前提高了29.57%,崩解量仅为0.34%,相比优化前降低了99.07%。

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。

基于响应面法的微咸水反渗透脱盐工艺优化

为应对淡水资源短缺,提高微咸水反渗透工艺的处理效果,设计了一种单级多通道低压反渗透(RO)中试装置,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)建立了微咸水RO淡化过程的模拟和优化模型.在不同的进料浓度,进水流量和浓淡水比例等工艺参数条件下,考察了系统的盐截留率和膜通量,分析和计算了系统的评价系数和单位能耗(SEC).结果表明,进料浓度和浓淡水比例是影响盐截留率的显著因素.低进料浓度、较高进水流量并不能显著提高盐截留率,反而会增加设备的单位能耗.在5000mg/L进料浓度的条件下,控制进水流量258.02L/h,浓淡水比例1.39时,脱盐效果最佳,评价系数达到10.58L/(m^(2)·h),单位能耗相对最低为5.15(kW·h)/m^(3).所建的RSM模型能够较好地模拟微咸水反渗透脱盐的过程,SEC预测精度良好,R^(2)值达到0.9925,盐截留率模型误差RMSE仅为0.36.RSM模型可以用于优化不同进料浓度下的操作条件,指导反渗透脱盐工艺的长期高效运行.

响应面法优化老化油破乳脱水工艺条件及油水界面的分子动力学模拟

采用不同相对溶解常数的破乳剂对某油田老化油进行破乳脱水,考察了破乳剂种类和用量、助剂种类和用量、温度等因素对脱水率的影响,利用响应面法优化了工艺条件,并通过分子动力学模拟分析了破乳剂对油水界面的作用机制。在单因素实验的基础上,通过响应面法得到老化油破乳脱水的最优工艺条件为破乳剂C用量130 mg/L、温度75℃、助剂NaOH用量0.3%(w),该条件下老化油脱水率达86.57%。主要工艺参数对脱水率的影响从大到小依次为温度、破乳剂用量、助剂用量。分子动力学模拟结果表明,相对溶解常数最大的破乳剂C与老化油体系的界面生成能最高,在油水界面上的扩散系数最大,对老化油的破乳脱水效果最佳。

基于响应面法的井下油水分离微型旋流器结构参数优化

针对微型旋流器分离性能受结构参数影响较大的问题,基于数值模拟方法和Box-Behnken设计,采用二阶多项式基函数构建微型旋流器底流口直径等5个主要结构参数与分离效率及压力损失间的数学关系模型,并对优化前、后的微型旋流器开展数值模拟和室内试验。通过对模拟数据进行方差分析验证了数学关系模型的精度,等高线图明确了结构参数之间的交互作用以及对分离效率及压力损失的影响程度。结果表明,底流口直径、小锥角、溢流口直径是影响微型旋流器分离效率和压力损失的重要结构因素;优化后的微型旋流器的结构参数为L_(1)=9.554 mm,D_(d)=2.184 mm,D_(o)=2.977,θ=9.39°,θ_(2)=2°,相较于初始结构分离效率提高了3.7%。研究结果可为高性能井下油水分离微型旋流器的设计提供参考。

基于响应面法的泵站导流墩开孔参数优化

针对扩建泵站工程进水建筑物内存在的偏流、漩涡等不良流态,工程往往采取布置导流墩的方法来优化流态,但其结构参数通常根据经验进行调整,难以达到最优效果。为了确定导流墩开孔的最佳结构参数,研究将导流墩的开孔长度、宽度、高度和间距作为设计变量,基于中心组合设计法进行试验方案设计,以轴向流速均匀度作为评价指标,构建响应面模型进行优化分析,确定了导流墩开孔的最佳参数组合。在最佳参数组合下进行数值模拟,发现实际值与响应面模型预测值误差仅为0.33%,轴向流速均匀度相较于原方案提升了11.17%,显著改善了前池流态。研究结果表明建立的响应面模型能够反应评价指标和设计变量的关系,并且可以将该方法应用到整流措施的结构参数优化中。