响应面方法及其在食品工业中的应用

响应面方法是利用合理的试验设计并通过对实验数据进行一定的处理,建立影响因素与响应值之间的函数关系,得到一个回归方程,通过对回归方程进行分析,选择最优工艺参数.这种方法已广泛应用于粮油食品、化学化工等方面的工艺配方设计及加工工艺条件的优化.本文就响应面方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简单的阐述,对其应用的限制因素进行一一说明,并就具体应用列举了一个简单的实例.     

基于混合响应面法的滚压成型回弹角预测控制及应用

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性;最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.     

RSM在硫甙酶水解中的应用

利用响应面方法对硫甙酶水解硫甙的影响因素 (时间、温度、水分 )进行研究 ,采用三因素三水平的Box Behnken中心组合设计 ,建立三元二次回归模型 .由处理物料中硫甙的残留率可以优化出最佳酶水解条件为 :温度 79.5℃ ,时间 48.3min ,水分 30 % .显著性检验表明 ,回归效果显著 ,回归方程符合变量和响应值之间的关系 .     

响应面方法及其在食品工业中的应用

响应面方法是利用合理的试验设计并通过对实验数据进行一定的处理,建立影响因素与响应值之间的函数关系,得到一个回归方程,通过回归方程进行分析,选择最优工艺参数。这种方法已广泛应用于粮油食品、化学化工等方面的工艺配方设计及加工工艺条件的优化。本文就响应方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简单的阐述,对其应用的限制因素进行一一说明,并就具体应用列举了一个简单的实例。     

响应面法优化克氏原螯虾虾壳中钙提取工艺的研究

采用乳酸提取法从克氏原螯虾虾壳中提取乳酸钙,在单因素试验的基础上,选择乳酸添加量、反应温度、反应时间进行Box-Behnken试验设计,采用响应面法分析这3个因素对响应值(钙提取量)的影响,从而对虾壳中钙的提取工艺进行优化.结果表明:最优乳酸钙提取条件是10 g虾壳的乳酸添加量为21.43 mL,温度61.34℃,时间40 min.此条件下提取量为765.12 mg,实测出的提取量为762.48 mg,两者基本相符,说明回归方程与实际情况拟合较好.     

RSM优化菜籽蛋白酶水解条件及结果分析

响应面分析法是由一组数学和统计学方法组成,可用于确定各因素及其交互作用在加工过程中对非独立变量的影响,建立的数学模型可精确地表述因素和响应值之间的关系,同时可选择不同的操作参数,根据数学模型预测实验结果.采用响应面分析方法,优化了菜籽蛋白酶水解条件,温度55.5℃,pH 6.2,E/S 74.3 LAPu/g,底物质量分数12.0%,水解时间3 h,并预测在此条件下的水解度为26.38%.通过对方差分析的结果进行分析研究,确定各种因素对水解度影响的显著性,并对回归方程进行优化,简化了控制条件.     

基于响应面法小麦麸皮水溶性阿拉伯木聚糖提取条件的优化

为了提高小麦麸皮水溶性阿拉伯木聚糖(B-WEAX)的得率,采用响应面法对其提取条件进行了优化.在单因素试验的基础上,选择料水比、提取温度和提取时间为自变量,以B-WEAX得率为响应值,根据Box-Benhnken Design法设计响应面试验,进行显著性和交互作用分析,确定B-WEAX的最佳提取条件并进行验证.结果表明:料水比1:11.06、提取温度为76.9℃、提取时间为2.24 h是B-WEAX的最佳提取条件,其得率为1.467 3%,与响应面拟合优化预测值非常接近.     

基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化

为减少汽车接插件在注塑成型过程中出现翘曲变形问题,以某汽车接插件为研究对象,选取模具温度、熔体温度和保压压力为响应面影响因素,以塑件的翘曲变形值为响应目标,运用响应面法Box-Behnken设计试验方案. 利用Design-Expert软件分析试验结果,建立响应面响因素与响应值之间的二阶响应面模型,获得最佳工艺参数组合为:模具温度为50 ℃、熔体温度为280 ℃、保压压力为60 MPa. 试验结果表明,采用该工艺组合生产的注塑件翘曲变形值下降21.26%,符合预期要求.     

响应面法优化磁性固定化纤维素酶的制备

以磁性固定化纤维素酶的酶活力为响应值,应用响应面分析法（Response Surface Methodology,RSM）对制备磁性固定化纤维素酶的主要工艺参数（固定化时间、pH值、离子浓度和酶用量）进行了优化,并且采用二次回归方程拟合了4种因素和酶活力之间的数学模型,决定系数（R2）为0.9024,失拟性分析表明,无失拟因素存在.数学模型得出的最优工艺参数为：固定化时间11.98 h、pH值5.2、离子浓度0.066 moL·L^-1和酶用量202.7 mL,最优条件下得到的最大酶活力为28.45744 IU·g^-1.     

响应面分析法优化太湖原水作为水厂水源的预处理工艺

针对太湖水质,采用响应面法(RSM)优化臭氧-混凝工艺.在单因素试验的基础上,选取臭氧(O3)投加量、混凝剂投加量和停留时间为影响因子,CODMn去除率、浊度去除率和运行成本为目标响应,利用Box-Benhnkendesign(BBD)进行3因素3水平实验设计,研究各自变量间的单独与交互作用及对响应值的影响.根据拟合的线性二次回归方程得到臭氧-混凝的最佳工艺条件为:以硫酸铝作混凝剂时,O3投加量0.9 mg/L,混凝剂投加量35mg/L,接触时间17 min;以聚合氯化铝作混凝剂时,O3投加量0.9 mg/L,混凝剂投加量24 mg/L,接触时间17 min.该条件下可使臭氧-混凝过程中CODMn和浊度的去除率达到最大,同时运行成本费用最低.     

基于RSM模型的面料硬挺度测算

基于响应面分析法(RSM)研究了服装面料物理性能与面料手感硬挺度之间的相关关系.利用川端风格仪测试了24决棉质面料的16项物理力学指标,并根据川端手感风格评价公式对面料性能进行计算.通过正交方差试验得到576组测试组值,又对面料进行响应面分析,建立了面料物理力学性能与手感硬挺度的RSM模型,这对面料的手感风格预测及其虚拟设计具有实际意义.     

基于毛细作用的微藻固定化复合载体培养系统培养条件的研究

为了提高基于毛细作用微藻固定化复合载体培养系统中小球藻Chlorella vulgaris FACHB-1072的生物质产率，采用响应曲面分析法（Response Surface Methodology，RSM）中的中心组合算法（Central Composite Design，CCD）设计实验参数。结果表明，响应面建立的微藻生物质产率的二次回归方程的拟合度良好，模型相关系数都达到97%以上。最佳的生物质产率组合为：CO₂流速0.03 L/min、培养周期127.63 h、光稀释面积比率R_AD1.32。在该条件下普通小球藻生物质产率达到34.81 g/m²/day，与理论预测值较好吻合。同时，总氮( Total Nitrogen ,TN )去除率达95.64%，起到了较好的污水治理效果。     

Effect of Cultural Conditions on Chitinase Production from Biocontrol Bacterium Against Aflatoxin

Chitinase is one of the most important mycolytic enzymes with industrial significance. Statistical methods are employed to optimize cultural conditions with the increased production of chitinase for th...     

结构形状优化响应面方法的改进与应用

为了克服了二维连续体形状优化过程中解析敏度求解困难的问题,利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化,并建立了位移应力约束下的形状优化序列二次规划模型;为了克服响应面方法不够准确的缺点,将响应面方法进行改造,使其在设计点上取精确值;提出了改良的试验设计方法,达到了以较少的结构分析代价构造约束响应面的目的;通过建立二次评价函数,确定了具有自适应能力的运动极限,形成了具有较少计算量和较高逼近精度的优化策略.算例说明这种策略是有效而稳定的.     

Plackett-Burman设计在漆酶发酵培养基主要影响因子筛选中的应用

通过单因素试验和Plackett-Burman设计法,对灵芝菌漆酶发酵培养基主要因子进行了筛选和优化.通过单因素试验得到漆酶发酵培养基组成为：玉米粉20 g/L,葡萄糖10 g/L,麸皮20 g/L,豆粉10 g/L,KH2PO43 g/L和ABTS 0.025 g/L;采用Plackett-Burman试验设计法,从以上6因素中筛选出了对漆酶产量有显著性影响的主效应因素为：玉米粉、麸皮和ABTS,并得到了以漆酶产量为响应值的线性回归方程,为进一步的响应曲面法优化奠定了基础.     

响应曲面法优化河蚬发酵去腥工艺

采用生物发酵法对河蚬进行去腥处理,通过单因素试验研究酵母用量、发酵温度和发酵时间对去腥效果的影响,再运用响应曲面试验设计进行优化试验,确定最佳发酵去腥工艺条件。其最佳工艺条件为：以lOOg河蚬计,酵母2g、发酵温度36℃、发酵时间2h。     

响应面方法在跨声速翼型气动优化设计中的应用研究

基于响应面方法进行了跨声速翼型的气动优化设计研究。通过采用分次优化、逐步逼近的方法有效地解决了应用响应面方法进行多变量优化设计时拟合精度较低的问题。首先进行了翼型的反设计来验证该方法的可靠性,然后进行了跨声速翼型减阻优化设计。流场控制方程均采用N-S方程。响应面模型采用完全二阶多项式来构造,试验点的选取满足D优化准则。优化设计算例表明:进行分次优化所构造的模型精度满足设计要求,优化结果误差均小于1%;方法实用有效,减阻设计中阻力系数减少了19.34%。     

响应曲面法优化河蚬发酵去腥工艺

采用生物发酵法对河蚬进行去腥处理,通过单因素试验研究酵母用量、发酵温度和发酵时间对去腥效果的影响,再运用响应曲面试验设计进行优化试验,确定最佳发酵去腥工艺条件。其最佳工艺条件为：以lOOg河蚬计,酵母2g、发酵温度36℃、发酵时间2h。     

基于响应面法的轴向磁场永磁记忆电机多目标优化设计

针对新型轴向磁场永磁记忆电机的结构优化问题,采用响应面法对电机进行优化设计.通过电磁性能方程和正交实验,初步分析了电机关键参数的影响.为了有效地设计该电机,初步选取了软磁占比、转子极数、气隙长度三个影响因素作为正交试验的设计因子,再采用响应面优化方法,将所选的感应电动势、感应电动势的总谐波畸变率和齿槽转矩三个性能作为优化目标.使用有限元软件Ansoft Maxwell和响应面设计软件Design Expert建立响应面实验,得到电机的不同影响因素组合模型下的仿真参数和拟合曲线.本文结合不同的优化方法,以满足具体的设计要求,理论分析和实验结果都验证了所提出的电机和优化方法的可行性和有效性.通过对试验数据分析对比,得出了优化方案,结果表明:优化设计之后的电机在缩减了永磁材料成本的情况下,还保证了比原电机更优的感应电动势、更小的感应电动势总谐波畸变率和齿槽转矩.     

响应面法优化重组枯草芽孢杆菌生产纤维素酶EGA的研究

通过响应面优化法（response surface methodology,RSM）对分泌表达纤维素酶EGA重组枯草芽孢杆菌的发酵条件进行优化。利用Plackett-Burman实验设计对淀粉、酵母粉、蛋白胨等8个因素对枯草芽孢杆菌产纤维素酶EGA的显著影响与否进行评估分析,筛选得到淀粉、酵母粉和MgSO4·7H2O为3个显著影响的因素,再利用Box-Behnken实验设计对这3个因素进行进一步优化,确定最佳培养基的配比为淀粉21g/L,酵母粉11.26g/L,蛋白胨25g/L,MgSO4·7H2O 1.52g/L,KH2PO40.395g/L,NaCl 3.25g/L,CaCl20.1g/L,FeSO4·7H2O 0.005g/L。在最优条件下,利用小型发酵罐对重组菌进行扩大培养,其最高酶活力达到1 264U/L。