响应面优化

摘要： 本试验利用10种生物诱导子和6种非生物诱导子提高黑曲霉(Aspergillus niger)xj发酵液中糠醛和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的产量。先采用单因素试验筛选诱导子及诱导条件,再设计Box-Behnken试验并结合响应面法优化得到最佳的诱导条件。结果表明:将黑曲霉xj的种子液与诱导子一同接入发酵培养基,加入0.675%还原糖浓度为10μg/mL的金葡萄球菌代谢产物诱导子,诱导8.6 h,此时发酵液中糠醛的产量为50.49μg/mL,相较优化之前糠醛的含量提高了37%;而在此条件下发酵液中5-HMF的产量为41.12μg/mL,提高了31%。该试验结果可为后续黑曲霉发酵产糠醛和5-HMF提供参考。

摘要： 本文以藜麦皂苷为研究对象,基于单因素试验,以皂苷提取率为指标,通过响应面法优化,结合藜麦粉末SEM表征,以获得皂苷的超声-负压提取最佳工艺参数。藜麦皂苷粗提物经正丁醇萃取后,探讨其体外抗氧化活性及相关机理。实验结果表明:超声-负压法提取藜麦皂苷最佳工艺参数:超声时间20 min、超声温度59°C、负压0.064 MPa,该条件下皂苷得率(预测值12.37 mg/g,实验值11.95±0.034 mg/g)最高,三因素对皂苷得率的影响顺序:负压>超声温度>超声时间。藜麦皂苷在浓度范围(0~0.25 mg/mL)内有较强的还原力和清除DPPH自由基的能力,抗氧活化活性与其浓度呈正相关。

摘要： 本实验通过对黄精采用蒸制的炮制方法,以感官评分和多糖含量为评价指标,经过工艺顺序筛选与确定、单因素考察及响应面实验,逐步确定并优化黄精提取液的制备工艺。确定工艺路线为鲜黄精→匀浆→蒸制→过滤→灭菌;最优工艺参数为蒸制时间61 min,蒸制温度92°C,匀浆时间105 s。此工艺具有实施可行性,可为后续的黄精多糖提取和开发提供参考依据。

摘要： 为解决发酵中大量泡沫导致的工作体积减小、环境污染等问题,研制出一种环保生物发酵除泡器,用纯机械的拉瓦尔结构达到无污染、高除泡效率的目的.通过三维共轭有限体积模拟,比较了传统螺旋式和拉瓦尔式除泡器结构在同等工作条件下的进口流速和负压性能.针对拉瓦尔结构进行了参数分析,利用ANSYS Workbench进行了响应面和敏感度分析,并进行了优化.结果表明:相较于螺旋式除泡器,以拉瓦尔结构为核心的除泡器泡沫进口处平均气体流速提高了2~4倍,入口平均负压提高了57~599 Pa;拉瓦尔结构的最佳喉部半径为5 mm,压缩段长度50 mm,扩张段长度85 mm.采用拉瓦尔结构除泡器有望推动生物发酵行业低能耗、零排放,助力"双碳"目标的实现.

摘要： 【目的】针对木材在环境温湿度变化时易发生干缩或湿涨,导致木材尺寸不稳定的问题,提出以柠檬酸−山梨醇混合溶液作为改性剂,通过真空加压浸渍和高温固化改性木材。探究柠檬酸与山梨醇在木材内部原位聚合酯化对木材尺寸稳定性的影响,进而优化改性工艺。【方法】以欧洲赤松为原料,改性剂质量分数、固化温度、固化时间为考察因素,改性材的吸水抗胀率和改性剂的水溶流失率为响应值,采用响应面设计法,建立工艺与改性材性能之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性和交互作用,同时求解拟合方程获得柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性欧洲赤松的优化工艺水平。并对改性材的尺寸稳定性、微观形貌和化学组分变化进行分析。【结果】固化温度对试样的吸水抗胀率影响极显著(P<0.01),溶液质量分数和固化温度的交互作用对试样的吸水抗胀率影响显著(P<0.05);固化温度对改性剂的水溶流失率影响极显著(P<0.01)。根据回归模型,结合可操作性和成本,提出最佳工艺条件−溶液质量分数30%、固化时间16 h、固化温度160°C。此条件下,改性材的吸水抗胀率为58.47%。电镜结果表明聚酯润胀了细胞壁,填充了部分细胞腔。红外光谱显示有酯键生成。【结论】利用柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性木材,可大幅提升木材的防水性能和尺寸稳定性。这种改性方法对改善木材天然缺陷,实现木材高效利用具有一定的指导意义。

摘要： 利用超声波细胞破碎技术和响应面法研究铁皮石斛配制酒(DBL)的最佳制备工艺,并对DBL及其提取物(DBLE)的抗氧化活性进行评价。结果表明,DBL的最佳制备工艺条件为超声时间2 h,超声功率504 W,石斛粉添加量10 g/100 mL,酒精度51%vol。在此优化条件下,DBL中的石斛多糖、石斛多酚、石斛总黄酮和石斛碱含量分别为20.71 mg/mL、391.8μg/mL、205.9μg/mL和11.5μg/mL,功效成分加权得分为80.6分,感官得分为81.4分。体外抗氧化试验结果显示,DBL和DBLE对DPPH、ABTS自由基的半抑制浓度(IC_(50))值分别为944μg/mL和1239μg/mL、240μg/mL和642μg/mL;DBL对DPPH、ABTS自由基清除率及铁氰化钾还原能力(A_(700 nm)值)分别为84.15%、94.05%和1.37。结果表明石斛酒具有一定的体外抗氧化活性。

摘要： 为测定5种山茶科植物(普通油茶、博白大果油茶、宛田红花油茶、金花茶、大果石笔木)叶片总黄酮含量,并比较其黄酮对·OH、DPPH·和O^(-)_(2)·的清除作用和总还原力。通过优化超声波萃取普通油茶叶总黄酮工艺,在单因素试验基础上结合响应面优化分析,确定最佳提取条件为超声波低频(35 kHz)、超声功率452.4 W、乙醇体积分数40%、料液比1 g∶51.5 mL、提取温度63.5°C、提取时间37.2 min,在该最佳条件下测得的博白大果油茶总黄酮得率最高(8.67%),其次是宛田红花油茶(6.97%)、普通油茶(4.96%)、金花茶(1.64%)、大果石笔木(0.48%)。抗氧化活性比较结果表明,普通油茶、博白大果油茶、宛田红花油茶都具有明显较好的抗氧化活性。因此,这3种植物叶片都适宜作为黄酮提取的工业原料,其中普通油茶更易获取,最适合作为抗氧化保健茶叶产品的原料。

摘要： 以金丝皇菊为试验材料,采用响应面分析法优化超声辅助提取金丝皇菊多糖的工艺,在单因素试验的基础上,以多糖提取率为响应值,依据Box-Behnken中心组合试验设计建立数学模型,优化金丝皇菊多糖的提取工艺。通过测定对O2-·、·OH、DPPH和ABTS自由基的清除作用评价其抗氧化活性,并初步探究温度和光照对其稳定性的影响。结果表明,金丝皇菊多糖最佳提取工艺为提取温度70°C、超声功率102W、乙醇浓度90%,多糖提取率为84.06mg/g,与预测值83.76mg/g相符。金丝皇菊多糖具有较好的抗氧化活性,当浓度为0.1mg/mL时,对DPPH、·OH、O2-·和ABTS自由基的清除率分别为64.73%、53.24%、51.93%、55.69%,IC50值分别为0.061、0.095、0.098和0.091mg/mL,且金丝皇菊多糖在常温(20°C)及避光条件下保留率最高,表现出较好的稳定性。

摘要： 针对某电子水泵存在效率低下、运行不稳定的问题,对该电子水泵叶轮结构参数进行了优化。采用ANSYS Fluent软件对该型号电子水泵内部流场进行了仿真分析,求得了该型电子水泵的扬程,并将其与试验值进行了对比,对仿真模型的准确性进行了验证;以叶片数、叶轮出口直径、叶轮出口宽度为优化变量,采用Box-Behnken设计了其响应面模型,以扬程和效率最大为优化目标,对其进行了计算优化;在响应面分析变量的基础上,增加了叶片出口角作为遗传算法优化变量,以理论扬程最大、流量—扬程曲线最陡、损失最小为分目标函数,分别建立了其数学模型,并利用MATLAB对其进行了多目标优化;以优化后的参数进行了仿真。研究结果表明:经过响应面优化后,电子水泵的效率提升了4.7%,内部流场得到了一定改善;经过遗传算法优化后,电子水泵的效率提升了15.9%,内部流场改善显著,扬程都可满足使用要求。

摘要： 对为了满足海洋调查长航时、大范围和连续性的调查要求,研发了一款带有襟翼的刚性帆无人帆船,同时为了优化其帆形和结构,对主帆结构进行轻量化设计。将Fluent软件计算得到的气动载荷施加到主帆表面,结合ANSYS Workbench软件提出了形状-拓扑-尺寸联合分级优化的方法,通过形状优化,确定了主帆外形为锥形。通过拓扑优化,建立了薄蒙皮、“工”字形翼梁和桁架式肋板的主帆结构模型,对其初始模型进行有限元分析,结果表明初始主帆符合设计要求,并且其结构有很大优化空间。利用响应面分析法,确定主帆蒙皮厚度和翼梁宽度两个参数对主帆结构性能和质量影响较大。通过对主帆结构进行尺寸优化,最终确定蒙皮厚度为2.8mm,翼梁厚度为3mm,翼梁宽度为26.5mm,肋板厚度为2mm。优化后的主帆结构满足设计要求,质量减轻了38.68%。

摘要： 近年来,应用生物炭改良土壤和控制农药熏蒸剂大气散发受到国内外的关注.本文以农药熏蒸剂1,3-二氯丙稀为研究对象,在研究明确生物炭及其改性对1,3-二氯丙稀催化降解的基础上,利用响应面优化制备了改性生物炭基缓释氮肥,并对其缓释性能进行了研究.结果表明,5天后,生物炭基肥对1,3-二氯丙稀的催化降解可达81.12％(cis-1,3-D)和60.13％(trans-1,3-D).基于Box-Behnken设计(BBD)的沙柱间歇淋溶试验结果表明,随着生物炭、水和粘结剂添加量的增加,生物炭基缓释氮肥累积释放率下降,缓释性能增加.通过响应面优化得到最佳的水添加量、肥料和生物炭质量比以及高岭土添加量分别为16.89％、0.20和25.00％,在此条件下,炭基肥的8天累积释放率可低至17.66％.生物炭基肥可逐渐释放养分并通过改变三个参数以满足不同作物的生长过程中的营养需求,在提高肥料利用率和控制农药污染方面表现出极大的潜力.

摘要： 以王草为原料，采用化学水解法制备王草水不溶性膳食纤维。通过单因素试验和响应面优化法，考察提取温度、碱液浓度、提取时间对水不溶性膳食纤维提取率的影响，优化工艺参数。结果表明,王草水不溶性膳食纤维最佳的提取工艺为提取温度55°C，碱液浓度为4.30％，提取时间为129min，提取率为46.60％,王草水不溶性膳食纤维的膨胀力4.32mL/g，持水力5.56g/g，吸油力1.84g/g。

摘要： 目的：本研究旨在采用活性炭处理减少叶绿素等脂溶性杂质对桑叶醇提物的干扰.方法：以桑叶醇提物脱色率为评价指标,通过响应面法对影响活性炭脱色效果的3个因素进行优化,分别为活性炭用量(g/L)、脱色时间(min)和脱色温度(°C).结果：桑叶醇提物活性炭最佳脱色工艺为:在活性炭用量15g/L、脱色时间9min、脱色温度79.04°C条件下,桑叶醇提物的脱色率达94.65±1.65％,与模型预测值94.30％基本相符.结论：试验所得脱色工艺简单易操作且脱色效果极好,实验过程具有研究意义.

摘要： 目的:优选茯苓多糖聚乳酸纳米粒(PHYP)制备的最佳条件,并考察其相应表征特点. 方法:采用复乳法制备PHYP,以包封率(EE)为响应值,以F68浓度(w/v)、PLA浓度(mg.m1-1)和PHY与PLA比值(w1/o)为因素水平,采用响应面法对制备条件进行优选,并采用微柱离心法测定PHYP的包封率. 结果:制备PHYP的最佳条件为F68浓度为0.33％,PLA浓度为30mg.ml-1,PHY与PLA比值为10.25∶1,纳米粒表面光滑,形态均一,其粒径存包封药物后并没有大程度的改变,而且相比单独药物组具有缓释效果. 结论:采用最佳条件制备的PHYP,包封率达到59.10％,粒径大小在250nm左右,并呈现持续、缓慢的药物释放特征.

摘要： 本文选用米酒替代自然发酵酸浆作为凝乳剂进行米酒乳扇的研制及工艺研究.采用单因素试验,以凝乳团质地特性参数为评价指标进行米酒乳扇质地影响因素研究,并对米酒乳扇的加工工艺进行响应面优化,结果表明:原料乳杀菌条件、混浆pH、凝乳温度、热烫温度、拉伸时间对米酒乳扇的质地均有显著影响.制作米酒乳扇的最佳加工工艺为:原料乳杀菌条件(72°C,15s)、混浆pH (4.8)、凝乳温度(63°C)、热烫温度(72°C)、拉伸时间(3min).由此条件加工制得的米酒乳扇风味独特,加工特性良好.

摘要： 采用单因素实验及响应面分析法(response surfacemethodology.简称RSM)对影响污泥电化学漂白的3个因素进行优化。单因素试验表明：氯化钠浓度、电流及处理时间对污泥白度均有影响。在单因素实验基础上，以干燥样品的白度为响应指标，利用响应面分析法建立二次模型，确定污泥电化学漂白过程的最优操作条件：氯化钠浓度2.45％、电流7.45A、3.42h，实际样品的白度为39.84。本研究为活性污泥的资源化提供一种新思路。

摘要： 利用外来入侵物种凤眼莲生产燃料乙醇,不仅可为解决能源危机问题提供新途径,也是将凤眼莲能源化利用的有效手段.本研究利用黄孢原毛平革预处理凤眼莲,基于Box-Behnken Design响应面分析法,研究微生物接种量、降解温度和降解时间三个重要因素对黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产还原糖的影响.通过Design Expert软件对实验结果的分析表明,黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产糖的最优处理条件为:接种量5.09环,温度30.09°C,水解时间58.23h.在该最优条件下,还原糖产量可达208.571mg·g-1凤眼莲.

摘要： 利用外来入侵物种凤眼莲生产燃料乙醇,不仅可为解决能源危机问题提供新途径,也是将凤眼莲能源化利用的有效手段.本研究利用黄孢原毛平革预处理凤眼莲,基于Box-Behnken Design响应面分析法,研究微生物接种量、降解温度和降解时间三个重要因素对黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产还原糖的影响.通过Design Expert软件对实验结果的分析表明,黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产糖的最优处理条件为:接种量5.09环,温度30.09°C,水解时间58.23h.在该最优条件下,还原糖产量可达208.571mg·g-1凤眼莲.

摘要： 利用外来入侵物种凤眼莲生产燃料乙醇,不仅可为解决能源危机问题提供新途径,也是将凤眼莲能源化利用的有效手段.本研究利用黄孢原毛平革预处理凤眼莲,基于Box-Behnken Design响应面分析法,研究微生物接种量、降解温度和降解时间三个重要因素对黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产还原糖的影响.通过Design Expert软件对实验结果的分析表明,黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产糖的最优处理条件为:接种量5.09环,温度30.09°C,水解时间58.23h.在该最优条件下,还原糖产量可达208.571mg·g-1凤眼莲.

摘要： 利用外来入侵物种凤眼莲生产燃料乙醇,不仅可为解决能源危机问题提供新途径,也是将凤眼莲能源化利用的有效手段.本研究利用黄孢原毛平革预处理凤眼莲,基于Box-Behnken Design响应面分析法,研究微生物接种量、降解温度和降解时间三个重要因素对黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产还原糖的影响.通过Design Expert软件对实验结果的分析表明,黄孢原毛平革菌降解凤眼莲产糖的最优处理条件为:接种量5.09环,温度30.09°C,水解时间58.23h.在该最优条件下,还原糖产量可达208.571mg·g-1凤眼莲.

摘要： 本发明公开了一种基于响应面建模和改进粒子群算法的车轮型面优化方法。该方法为：选择车轮型面优化区域各个曲线段的权因子和移动控制点的纵坐标，作为设计变量；构建目标函数：选择列车运行时的车轮轮缘磨耗、轮轨横向力和轮轨的最大接触应力，作为目标函数；选择与列车平稳性、安全性、磨耗指数、轮轨横向力相关的车辆动力学性能指标和车轮外形相关的几何尺寸参数，作为车轮型面曲线优化的约束函数，建立车轮型面的多目标优化模型；采用多项式响应面方法对车轮型面的多目标优化模型进行拟合优化；采用改进的粒子群算法对拟合的模型进行优化求解。本发明减少了列车轮对的磨耗，延长了列车轮对的使用生命周期。

摘要： 本发明公开了一种利用响应面法优化优化肉苁蓉多糖的高效提取方法，属于植物提取技术领域。本发明以肉苁蓉为原料进行多糖提取，在单因素实验的基础上，采用响应面法设计对肉苁蓉多糖提取条件中的料液比、提取温度、提取时间及乙醇沉淀浓度进行优化，以确定肉苁蓉多糖提取的最佳工艺条件，优化后的工艺使多糖的提取效率达到11.207%。

摘要： 本发明公开一种层次分析结合响应面法优化白鲜皮饮片的炮制工艺。最优切制条件为加水量比例1:0.95~1.05，闷润时间150±1.5min，切制规格3±0.03mm，干燥温度60±0.05°C，干燥时间60±0.04min，在此条件下得到白鲜皮饮片的白鲜碱、梣酮及黄柏酮的含量分别为0.28%±0.02%、0.93±0.04%和1.29±0.01%；白鲜皮生品的白鲜碱、梣酮及黄柏酮三种有效成分含量分别为0.25±0.03%、0.83±0.05%、1.13%±0.02%，然后通过检查、浸出物的含量测定，结果符合药典标准，且三种有效成分含量有所提高，且细化了具体的切制参数，为白鲜皮饮片的炮制提供一些科学的理论依据。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面法优化的氟比洛芬酯长循环脂微球FA‑SLM及其制备工艺和应用，属于医药技术领域。本发明先采用单因素实验初筛出对FA‑SLM影响最显著的因素，再利用DesignExpert8.0软件进行中心组合设计，优化处方及工艺条件。最优处方和工艺条件具体如下：大豆油占比(X1)＝11.11％，卵磷脂占比(X2)＝1.29％，均质压力(X3)＝104.84Mpa。为了使药物在体内的稳定性更好，发挥更长时间的作用，本发明利用聚乙二醇衍生化磷脂制备FA‑SLM，制剂表面因有一层“隐形”外衣而不被RES所识别；同时磷脂可以给制剂提供亲水性长链，显著改变药物的药物代谢动力学特征，增强EPR效应。本发明FA‑SLM可用于制备治疗类风湿性关节炎的药物和/或镇痛药物，其在体内能达到长循环目的，药物毒性小。

摘要： 本发明公开一种层次分析结合响应面法优化白鲜皮三种有效成分的提取工艺，采用热回流法醇提取白鲜皮，在单因素法基础上进行层次分析，确定权重系数，用多指标综合评分结合响应面法优化提取条件。结果最优提取工艺条件为提取温度80±2°C，料液比1:15±0.06(g/mL)，提取时间1.5±0.05h，乙醇浓度为70±0.03%，提取次数1次，在最佳提取条件下浸提物的提取率为17.18±0.86%，白鲜皮中的白鲜碱、梣酮、黄柏酮含量测定结果为:0.25±0.03 mg/g、0.83±0.05 mg/g、1.13±0.02 mg/g，本专利为白鲜皮中药以后的资源开发与利用，及其工业化生产提供理论依据。

摘要： 本发明提供一种基于响应面法对加筋齿轮箱的多目标优化方法。本发明方法，包括如下步骤：绘制减速器模型，所述减速器模型包括上箱盖和下箱体，在箱体上分布有不同数量的筋壳；初始化筋壳的设计变量和参数；将齿轮箱整体尺寸参数作为目标函数输入，并设置约束条件；通过试验设计生成设计点，利用构建的响应面对模型进行优化，生成响应面模型；建立多目标优化问题的数学模型，得到多目标优化的Pareto最优解；设定约束条件和多个目标函数后，设定智能优化算法，优化算法的参数；通过对优化结果和约束条件进行判断。本发明根据不同的优化解对比结果给出了多目标优化的最优解，即最终尺寸参数。本优化方法具有较高的实用性、经济性。

摘要： 本发明公开一种基于模糊数学评价模型和响应面法优化酱牛肉一步法加工工艺，包括以下步骤：S1:设计单因素实验；S2:建立模糊数学感官评价模型：建立权重集Q＝{q色泽，q组织，q香味，q滋味，q口感}、评判矩阵R、评分集M，按W＝Q*R、Y＝M*W计算模糊综合评分；S3:设计响应面试验：以肉液比、卤制温度、卤制时间作为试验因素，根据单因素实验选取三个水平，以模糊数学感官评分为响应值，对工艺参数进行优化；S4:二次多元回归模拟方程为：Y＝75.80+2.09A+1.33B‑4.61C+0.1750AB‑1.19AC‑3.06BC‑7.71A2‑7.89B2‑11.48C2，并进行方差分析，验证该模型及参数显著性。本发明联合模糊数学感官评价法和响应面法对酱卤牛肉一步法加工工艺的进行优化，降低因主观因素带来的误差性，为酱牛肉的生产和加工提供更加可靠、科学的理论依据。

摘要： 本发明公开了一种响应面优化黄芪茎叶总黄酮的提取方法，包括以下步骤：S1、预处理；S2、混配；S3、超声波连续浸提：S3‑1：将步骤S2中得到的黄芪茎叶粗提溶液置于超声波反应器中，在100W的超声功率下、温度为40‑80°C的条件下超声浸提30‑90min，并将滤渣进行真空抽滤得到一次滤液和一次滤渣；S3‑2：将所述一次滤液经过双水相萃取得到一次精提溶液；S3‑3：将所述一次滤渣经过超滤提取得到二次精提溶液；S4、蒸发浓缩。本发明的黄芪茎叶总黄酮的提取方法在双水相萃取的基础上结合了超声波辅助、高压脉冲电场辅助以及超滤提取，多层次深度优化提取方法并获得了最优提取参数，所得数据模型真实可靠且规律性显著，可以为黄芪茎叶中总黄酮的提取提供理论参考。

摘要： 本发明涉及一种降低沼液还田模式下作物重金属含量的响应面优化方法，包括以下步骤：选取多个试验因素，基于响应面法Box‑Behnken原则，设定各试验因素在每个试验中的梯度值；基于所设定的梯度值，进行多个沼液还田作物的盆栽试验，采集作物生长期结束后植株的重金属元素含量；以重金属元素含量为因变量，各试验因素的梯度为自变量，基于试验数据进行多项式拟合，得到多元回归模型方程；基于所述多元回归模型方程获得响应面图，得到沼液培养作物重金属含量最小化的最优条件。与现有技术相比，本发明具有灵活、快速、便捷、成本低等优点，可为沼液还田的作物重金属累积问题提供了最优解决方法。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面优化的南极磷虾肽面膜的制备方法，采用响应面设计和数学模糊分析在南极磷虾肽面膜初级配方的基础上获得配方中硅胶、卡波姆和南极磷虾肽的最佳添加配比范围，优化得到具有应用价值的南极磷虾肽面膜。