Plackett-Burman实验设计优化餐厨垃圾发酵产燃料酒精的研究

针对餐厨垃圾中营养元素含量丰富的特点,利用运动发酵单胞菌对餐厨垃圾发酵生产燃料酒精,采用Plackett-Burman实验设计分析多种酶制剂和营养物质对发酵过程的影响.结果表明,糖化酶和蛋白酶对于酒精发酵影响显著,其他酶和营养物的添加对发酵均无显著影响,说明餐厨垃圾自身所含的丰富营养即可以满足细菌生长的需要.进一步的单因素试验分析表明糖化酶的最佳添加量为100 U/g.当同时添加100 U/g蛋白酶和100 U/g糖化酶时,酒精产量达到最大值53 g/L,比单纯添加糖化酶时产量高10%,其酒精转化率为44%.经酒精发酵后,餐厨垃圾粗蛋白增加了1.5倍且纤维素含量较低,可作为饲料使用.利用餐厨垃圾产酒精不仅处理了污染严重的废物,同时也为酒精生产提供了廉价的原料,具有较高的环境效益和经济效益.

土壤中Pb离子地球化学行为模拟实验--以山西的典型土壤为例

土壤样品分别采于山西省大同、太原和临汾3个地区。实验分成吸附解吸、竞争吸附和运移实验3个部分。其中吸附实验分成砂粒土壤和粘粒土壤2个粒级分别进行。结果表明:在常温常压下,Hery模式更适合描述3种土样砂粒部分和粉粘粒部分对Pb2+的吸附。吸附实验结果表明,土壤对Pb有很强的吸附作用,吸附过程受CEC的影响很大。在竞争吸附实验中,Pb的存在减少了土壤对Cd的吸收;腐殖酸对土壤吸附Pb2+表现出抑制作用。解吸实验结果表明,Pb在土壤中以专性吸附为主,吸附的Pb很难解吸下来。运移实验结果显示,在长达20天的淋滤过程中Pb2+仍没有穿透土柱,说明土壤对Pb2+的吸附能力极强,Pb迁移非常缓慢。

样品厚度对实验室无源效率刻度技术测定^(137)Cs和^(210)Pb的影响

为评价样品厚度对实验室无源效率刻度(LabSOCS)测定环境放射性核素的影响,用LabSOCS技术对不同黄土样品厚度进行了模拟计算和实际测定对比。模拟计算的137Cs和210Pb的探测效率均随样品厚度呈对数函数关系下降(P<0.001),当样品厚度从5 mm增至80 mm时,对137Cs和210Pb的探测效率分别减少68%和83%。样品厚度对LabSOCS技术测定137Cs和210Pb比活度的影响均不明显,但对137Cs的分析误差有明显的影响,对210Pb分析误差的影响较小,15 mm是影响LabSOCS技术测定137Cs和210Pb分析误差的临界样品厚度。这一结论对于提高LabSOCS技术测定土壤样品中137Cs和210Pb的分析精度具有指导意义。

PB实验及响应面法优化山刺玫果总黄酮的提取工艺

通过Plackett-Burman(PB)实验和响应面法对山刺玫果总黄酮的超声辅助提取工艺进行优化,确定最佳提取工艺为:超声功率150 W、超声温度55℃、提取液pH值3.5、乙醇浓度60%。在此条件下,山刺玫果总黄酮得率为10.63 mg·g-1。表明PB实验结合Box-Behnken设计响应面法可避免因响应面法中影响因素选取不当而造成交互作用不明显等现象。

用PB8.0开发的核辐射探测实验教学软件

本文针对核辐射探测实验中所获取的实验数据量大、处理复杂的问题,提出了用实验教学软件通过计算机判断所获取的核辐射探测实验数据,为学生做实验时所获取的实验数据的正确与否做出直观、方便、快速的判断,从而提高实验教学质量。

Plackett-Burman设计和响应面法在食品专业综合实验教学中的应用

为实现食品专业综合实验选题和内容点面结合、基础知识和专业知识有机结合,有效涵盖学科方向的典型试验操作与试验设计分析的目标,设计了课题"产乳酸菌细菌素基因工程菌发酵条件的优化",将近年来广泛应用于食品工艺条件优化等领域的理论优化方法 Plackett-Burman设计和响应面法应用到食品专业综合实验教学项目中,优化基因工程菌的发酵条件,以期得到最大量的可溶性融合蛋白。食品专业学生通过此项专业综合实验训练,可熟练掌握该优化方法,并可应用在食品工艺、质量控制、安全检测等需要条件优化的试验方案中。该项目可为食品专业相关实验教学改革提供参考与借鉴。

焙烧改性浮选尾煤负载纳米Fe_(3)O_(4)去除水中Pb(Ⅱ)的研究

该文通过焙烧隔氧活化处理、负载磁性材料等途径制备了一种浮选尾煤基复合吸附剂,探讨了不同因素对其吸附水中Pb(Ⅱ)重金属离子效果的影响,对其吸附动力学和热力学进行了分析,结合XRD、MLA分析及氮吸附等手段对其物理化学性质进行了表征。实验结果表明:尾煤样品经过800℃高温焙烧改性后,高岭石含量有所减少,伊利石含量有所增加,且孔隙中的水或部分杂质被有效脱除,生成大量气体,从而显著增大了其比表面积和孔径,有利于吸附反应的进行;负载Fe_(3)O_(4)再经800℃焙烧后的浮选尾煤对Pb(II)具有很强的吸附能力,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合尾煤基复合吸附剂对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附过程,其对Pb(Ⅱ)的吸附主要是基于单分子层的化学吸附。

217.0nm谱线测定水体低含量Pb的可行性实验研究

一、问题的提出目前铅的检测方法主要是原子吸收光谱法，该法广泛应用于地质、冶金、食品、化工、环境等行业。由于试样消解的复杂性，为减少干扰，统一检测规范，国家标准GB7475-87推荐波长为283．3nm，但检测水体样品时受其灵敏度低等因素的限制，导致检出限相对较高。

响应面法优化乌龙茶提取茶多糖的工艺研究

以乌龙茶为原料,选用回流法提取茶多糖,根据Plackett-Burman实验设计考察提取温度、提取时间、提取次数、料液比等多种因素对茶多糖提取率的影响;在单因素实验基础上,运用Box-Behnken实验设计进行响应面剖析.实验结果显示,当提取温度100℃、提取时长80 min、料液比1∶50时,乌龙茶茶多糖的提取率显著增加,得率是6.13%.对最佳提取工艺开展验证,结果显示实测均值与模型估计值相近,表明该提取工艺平稳可行.

Box-Behnken响应面法优化羟基红花黄色素A纳米粒处方工艺及体外释放评价

目的优化羟基红花黄色素A(hydroxysafflor yellow A,HSYA)纳米粒制备工艺,并对其进行体外释放评价。方法以乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolicacid),PLGA]为载体,利用改良的复乳法制备HSYA纳米粒,通过Plackett-Burman设计实验联用Box-Behnken响应面法优选最佳制备工艺;利用粒径测定仪、TEM扫描电镜仪、傅里叶红外光谱(FT-IR)仪、X-射线粉末衍射(XRD)仪对纳米粒进行表征;并对其进行4℃储藏稳定性、生理介质中稳定性、冻干保护剂及体外释放率考察。结果优选出纳米粒最佳工艺处方为:pH为6.95,投药量为2.8 mg,载体用量为18.2 mg;在此条件下制备出的纳米粒粒径为(176.4±1.29)nm,多分散系数(Polydiseperse Index,PDI)为(0.152±0.014),Zeta电位为(-17.6±0.46)mV,包封率为(78.5±0.49)%,载药量为(7.3±0.07)%,纳米粒形态圆整,分散性好;在4℃储存环境下、不同生理介质中稳定性良好,最佳冻干保护剂为1%葡萄糖;纳米粒48 h体外释放率为85%。结论该优化方法合理可靠,所得纳米粒稳定性良好,具有一定的缓释作用,体外释放符合一级动力学模型。

Plackett-Burman法和中心组合法优化罗非鱼下脚料酶解工艺

采用Plackett-Burman(PB)试验、最陡爬坡试验和中心组合设计法对木瓜蛋白酶和风味蛋白酶复合酶解罗非鱼鱼头鱼排酶解工艺进行优化。首先,采用Plackett-Burman设计从影响酶解效果的6因素中筛选出水解时间、固液比2个显著影响因素,在此基础上,通过最陡爬坡试验逼近最大水解度区域,然后通过中心组合设计试验对显著因素进行优化。得出最佳工艺条件为水解时间4h、固液比1:6.25(g/mL),温度45℃、自然pH值、酶用量0.3%、复合酶(风味蛋白酶:木瓜蛋白酶比例)1:3,酶解条件优化后实验测得罗非鱼鱼头鱼排的水解度为22.38%,与预测值21.50%接近。说明本优化工艺具有可行性。

Pb污染对土壤动物群落结构的影响

应用Pb(NO3)2对土壤动物进行了污染模拟实验,共获得土壤动物1289个,隶属3门7纲.结果显示,Pb污染浓度直接影响土壤动物群落结构的变化.在获得的1289个土壤动物中,优势类群为弹尾目、前气门亚目和甲螨亚目,3个优势类群占土壤动物全捕量的78.2%,对动物群落结构起决定作用.随着Pb污染浓度的增加,土壤动物的类群数、个体数和多样性指数都呈现出明显的下降趋势.从实验结果看,蜱螨目和弹尾目是反映土壤Pb污染程度的敏感指示类群.

粉煤灰合成介孔分子筛SBA-15对Pb(Ⅱ)离子的吸附

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法,在强酸性介质下,以EO20PO70EO20(P123)为模板剂,制备高度有序的二维六方介孔分子筛SBA-15;采用3-氯丙胺盐酸盐(CPA)对分子筛SBA-15进行化学改性,获得氨基改性有序介孔分子筛SBA-15,记作NH2-SBA-15;最后,以含Pb2+重金属废水为目标污染物,采用静态吸附实验方法,研究NH2-SBA-15介孔分子筛的吸附性能及影响因素。研究结果表明:在本实验范围内,随着吸附时间、吸附剂用量和吸附温度的增加,Pb2+的去除率不断增大;Pb2+的吸附过程符合二级动力学模型;吸附等温线更加符合Langmuir等温线模型,在35℃时,饱和吸附量(Qm)可达116 mg/g。

土壤标准物质中Pb生物可给量的体外模拟试验

基于生理学的体外模拟实验(PBET),旨在测定经口无意摄入的土壤和尘土中的Pb在人体消化道内的生物可给性。采用国家土壤标准物质GBW07429(长江中下游土壤)对体外模拟实验的回收率和精密度进行测定。20次重复测定的结果显示,整个分析流程的回收率(各提取态之和占总量的百分含量)为96.4%～105%,满足体外模拟试验的分析要求。土壤标准物质GBW07429中胃阶段和小肠阶段Pb的生物可给量分别为2.8mg/kg和0.42mg/kg,相对标准偏差均小于15%,具有较好的精密度。研究采用土壤标准物质GBW07429测定了Pb的生物可给量,为分析Pb的生物可给性的体外模拟试验提供一个参考值。

不同添加物对莴笋液除臭效果的影响

目的探究莴笋液清除恶臭源的机制,并分析不同添加物及配比对莴笋液清除NH3的影响。方法以莴笋尾菜为原料,以NH3为指标,测定除臭前后莴笋尾菜液中整体有效成分的变化,探究其作用机制;然后分析表面活性剂、酸碱调节剂等添加物对莴笋液除臭效果的影响,并通过单因素实验、Plackett-Burman实验及响应面法优化制备莴笋尾菜基除臭液。结果莴笋尾菜液除臭机制与酚类、黄酮类、挥发性芳香类等多个物质相关,但酚类及黄酮类化合物起主要作用;不同添加物对莴笋液除臭效果均有所影响,经添加物初选后的莴笋尾菜除臭液基础配方为:十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyl trimethyl ammonium bromide,CATB)、椰油酰胺丙基甜菜碱(cocoamidopropyl betaine,CAB-35)、吐温80(tween-80,T-80)、β-环糊精和柠檬酸钠;单因素及Plackett-Burman实验结果表明,CATB、CAB-35和柠檬酸钠是影响NH3清除率的显著因素,且CATB>柠檬酸钠>CAB-35;响应面优化所得的莴笋尾菜除臭液的最佳制备工艺参数为:莴笋尾菜液质量浓度0.05g/mL、CATB0.9%、T-800.5%、CAB-350.5%、柠檬酸钠0.3%、β-环糊精0.9%、水5%,此条件下莴笋尾菜除臭液对NH3的清除率最高,可达92.02%[NH_(3)质量浓度为(397.0±1.5)mg/mL]。结论本研究证明莴笋尾菜除臭液能够有效地清除以NH3为主要成分的臭味物质。

简易差热装置在合金相图测定实验中的应用

介绍了用价廉易得的元件拼装简易差热分析实验装置的方法,用常规测试方法证明了该装置是可靠的。在该装置上进行了Pb-Sn合金样品的DTA曲线测定,实验结果表明,用DTA法可以弥补步冷曲线法的不足,比较准确和完整地测定出Pb-Sn合金相图。该装置很容易拆装,学生能够很直观地理解差热分析的原理和基本技术,适用于实验水平参差不齐的大批量学生的基础物理化学实验教学,实验损耗几乎可以忽略不计。

基于PB试验和响应面分析法对谷氨酸棒杆菌CN1021发酵培养基优化

通过Plackett-Burman试验,得出糖蜜、玉米浆和豆饼水解液对谷氨酸产量有显著影响,通过最陡爬坡试验和响应面分析法对发酵培养基组成进行优化,得到谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)最适发酵培养基组成为葡萄糖30g/L,玉米浆33.9g/L,豆饼水解液19.9g/L,糖蜜30.6g/L,MnSO40.03g/L,FeSO40.03g/L,MgSO42g/L,K2HPO44.5g/L,生物素(VH)0.3mg/L,硫胺素(VB1)0.3mg/L。通过对模型验证实验,谷氨酸产量实际值为111.33g/L,且较未优化的发酵培养基相比谷氨酸产量提高了22.75%。

组合实验设计用于黄曲霉毒素污染控制的研究

为控制黄曲霉毒素主要产生菌寄生曲霉AS3.4407在粮食储藏环境中的产毒污染,采用组合实验设计策略,考察了五个模拟环境因子对菌株产毒的影响。首先,利用Plack-ett-Burman试验筛选出三个对毒素产量影响显著的因子(转速、温度、pH),在此基础上,采用CCD实验设计法(Central Composite Design,CCD)研究了这三个因子对寄生曲霉AS3.4407产毒影响的交互作用,并根据毒素曲面方程和二次多项回归方程得到该菌的最低产毒条件。在环境通风良好(转速240rpm),储藏温度较低(18℃),pH为弱碱性(pH 8)条件下,寄生曲霉AS3.4407产毒量最低,验证试验证实了该方程的预测值与实际值之间具有较好的拟合度。为粮库采取相应措施,改变储藏环境条件以降低毒素污染提供了很好依据。

PBS菌的趋化性与提高原油采收率机理

实验验证了PBS菌的趋化性,在物理模型上考察了PBS菌的驱油机理和效果。PBS菌为假单胞杆菌属,兼性厌氧,可利用原油为碳源生长,代谢产物主要为化学结构已确认的一种鼠李糖脂,以及少量脂肪酸、有机醇、气体等。菌液中PBS菌数105～106个/mL,培养温度51℃,实验原油51℃下粘度35 2mPa·s,驱替水矿化度3 7g/L。在显微镜载玻片上培养0 5天后,距油水界面10μm以内的水相(菌液+营养液)中菌数达108个/mL,2天后更达109个/mL,而在10μm以外的水相中仅为103个/mL。在玻璃盒内培养0 5天后,靠近油水界面处水相中菌数为109个/mL,pH值4 4,鼠李糖脂浓度2 87g/dL,距油水界面10、20、30mm处水相中,菌数分别为107、106、105～104个/mL,形成细菌浓度分布梯度。以上实验结果用细菌的趋化性解释。在仿真网络模型上,水驱油后注入1PV菌液+营养液,51℃培养10天后再水驱,观察并记录了以下驱油机理:①乳化携带,启动剩余油;②剥离油膜或油团;③堵塞大孔道,液流转向。在渗透率1μm2的板状填砂模型上水驱油采收率为48%,注入1PV菌液+营养液,在51℃培养10天后再水驱,提高采收率13 6%。图12参6。