响应面设计

摘要： 废覆铜板分选残渣量大,残留铜质量分数约为1%,潜在利用价值高.为了获得废覆铜板分选残渣生物浸出脱毒工艺最优条件及探明其生物浸出相关机理,首先采用Box-Behnken响应曲面法设计三因素(参数因子包括初始pH值、固形物含量和Fe浓度;响应值为铜浸出率)三水平共计17个实验的优化实验方案.响应面多项回归拟合分析指出:铜浸出率回归模型与实际试验拟合性较好,实验误差较小,对废覆铜板分选残渣中铜生物浸出过程优化具有一定参考性.在最优化条件下(初始pH值为1.65、废覆铜板分选残渣投加量300 g·L^(-1)和Fe^(2+)质量浓度为6.13 g·L^(-1))经过4 h生物浸出获得(92.2±0.27)%的铜浸出率.其次,废覆铜板残渣生物浸出脱毒放大改进实验中(100 L搅拌槽):增加曝气和搅拌,同时外加酸调控体系pH值98%,浸出渣中铜残留质量分数≤0.02%.未反应缩核动力学模型显示残渣中铜生物浸出过程受界面传质和固体膜层内扩散混合控制.综上所述,废覆铜板分选残渣中的铜主要通过Fe^(3+)氧化和H^(+)攻击溶出;嗜酸氧化亚铁微生物持续氧化Fe^(2+)→Fe^(3+),不仅降低了总铁消耗量,也促进了残渣中铜的释放.研究结果将为废旧电子电器绿色资源化再生利用提供理论支撑.

摘要： 目的优化乌拉草中总黄酮、总多酚的提取工艺。方法乙醇回流法,以总黄酮和总多酚的含量为考察指标,采用单因素实验考查乙醇浓度,料液比、提取时间,采用响应面设计方法优化乌拉草中总黄酮、总多酚的提取工艺。结果在单因素考察基础上,通过响应面设计优化乙醇回流法提取乌拉草中总黄酮和总多酚的最佳工艺为:乙醇浓度80%;料液比1∶30;提取时间90 min。结论本方法提取乌拉草中总黄酮、总多酚的工艺合理,重现性良好,可以为乌拉草资源深度开发提供理论依据。

摘要： 杨树桑黄(Sanghuangporus vaninii)作为大型药用真菌,由于其生长年限长且开发不合理,导致其资源短缺,而通过液体发酵培养可以在短时间内得到大量菌丝体。本试验以菌丝体生物量为主要指标,对杨树桑黄液体培养基进行优化。通过响应面分析法对杨树桑黄液体培养基的碳源、氮源、无机盐进行筛选。结果表明:杨树桑黄ST菌株培养基的最佳碳源为葡萄糖,最佳无机盐为MgSO_(4)·7H_(2)O;最适培养基配方为葡萄糖34.44 g·L^(-1),蛋白胨7.26 g·L^(-1),酵母膏8.303 g·L^(-1),MgSO_(4)·7H_(2)O 2.618 g·L^(-1),pH自然;此时杨树桑黄生物量产量最高为2.73305 g,与预测值基本一致,优化的液体培养基可以显著提高杨树桑黄ST菌丝生物量。

摘要： 【目的】茶皂素是一种具有广阔应用前景的天然活性物质,纯度是限制其应用和价值的关键因素。探究超声耦合双水相提取(Ultrasound-assisted two-phase aqueous extraction, UAATPE)油茶粕茶皂素的工艺条件及其提取机制,以开发纯度高且高效的提取技术,为油茶粕高值化利用提供技术指导。【方法】以油茶粕为原料,在单因素基础上,利用Plackett-Burman设计筛选影响得率的关键因素,经Box-Behnken设计优化提取工艺;通过比较传统乙醇提取法和水提法的提取物得率和纯度,评价UAATPE法茶皂素提取效果;结合扫描电子显微镜分析油茶粕微观结构,初步探讨UAATPE法提取机制。【结果】影响茶皂素得率的关键因素为乙醇质量分数、硫酸铵质量分数和超声时间,经Box-Behnken设计优化的最佳工艺参数为:乙醇质量分数27.50%(w/w),硫酸铵质量分数19.60%(w/w),液固比50:1,超声时间32 min,超声功率300 W,提取温度60°C,在此条件下茶皂素得率为(26.21±0.54)%。与传统乙醇提取法相比,UAATPE法的茶皂素得率虽差异不显著,但其纯度提高了6.57%(P<0.05)。相较于传统水提法,UAATPE法提取的茶皂素得率和纯度分别提升了17.74%和40.23%(P<0.01)。微观结构显示UAATPE法处理的油茶粕因超声波空化效应,加剧了油茶粕组织破坏,产生大量空洞和强烈表面收缩,有效促进油茶粕茶皂素释放。UAATPE提取过程,茶皂素在双水相系统中首先经过固液提取进入电导率高的底相,然后经液液萃取迁移至极性较大的顶相,从而达到初级纯化,提升茶皂素纯度的效果。【结论】采用UAATPE法可以显著提高茶皂素得率和纯度,为油茶粕的高效利用提供了新方法。

摘要： 【目的】基于响应面法研究对桑葚果酒的主发酵工艺,评价其品质,为新疆桑葚果酒的工业化生产提供科学依据。【方法】以新疆桑葚品种仟格丽桑葚果为原材料,在单因素试验的基础上进行Box-Behnken响应面优化试验,确定桑葚果酒最优主发酵工艺参数:酵母添加量0.22 g/kg、发酵温度21~23°C、二氧化硫(SO_(2))添加量为80 mg/kg。并对最优主发酵工艺酿造出的桑葚果酒理化指标、感官风味、挥发性香气进行分析。【结果】桑葚果酒不仅口感佳,且富含总黄酮(2.66 g/L)、花色苷(0.34 g/L)等活性物质,鉴定出桑葚果酒中24种挥发性香气化合物主要挥发性香气化合物,其中酯类物质含量占总香气物质含量的77.86%,其次是醇类物质占19.07%。【结论】桑葚果酒最优主发酵工艺参数:酵母添加量0.22 g/kg、发酵温度21~23°C、二氧化硫添加量为80 mg/kg。

摘要： 为提升寒区胶凝砂砾石材料的耐久性,对影响胶凝砂砾石材料抗冻性的因素进行综合优化分析。基于正交试验原理,利用Design-Expert软件,设计了以水胶比、砂率和粉煤灰掺量为因素,以质量损失率、相对动弹性模量为冻融试验响应指标的三因素三水平试验,通过构建响应面模型、等值线图及多目标优化设计进行研究分析。结果表明:建立的响应面回归模型较为精确,基于该模型利用渴求函数可以实现抗冻性能的多目标优化;影响胶凝砂砾石冻融后质量损失率的主要因素是水胶比和粉煤灰掺量,影响相对动弹性模量的主要因素是水胶比和砂率;结合渴求函数对胶凝砂砾石配合比进行多目标优化设计,得出最优砂率为0.2,粉煤灰掺量为30、40、50 kg/m^(3)时对应的最优水胶比分别为1.06、1.04、1.01。

摘要： 基于方便米粉实际生产中干燥工艺的重要性,以湿米粉为研究对象,采用单因素与响应面设计相结合的试验方法对方便米粉干燥工艺参数进行优化。结果表明:方便米粉干燥温度、干燥风速、干燥时间对产品品质有不同程度的影响,干燥工艺参数为干燥温度65°C,干燥风速4 m/s,干燥时间60 min,在此参数下制得的方便米粉的感官分数为46.20,表明根据Box-Behnken模型预测得到方便米粉的制作工艺准确可靠。该研究为方便米粉工业化生产提供参考依据。

摘要： 采用超声波辅助酶法提取簕菜多糖,以簕菜多糖提取液为原料加入酸奶、木糖醇和牛磺酸及稳定剂,调配簕菜多糖乳酸菌饮料。利用单因素和响应面试验法,得到簕菜多糖最佳提取工艺为:果胶酶用量1.50%、超声温度55°C、超声时间30min、液料比80mL·g^(-1),多糖得率为29.06mg·g^(-1)。簕菜多糖乳酸菌饮料最佳配方为:簕菜多糖液添加量30%、酸奶添加量20%、木糖醇添加量5.5%、牛磺酸添加量0.02%,感官评分为92.95。依此结果制备簕菜多糖乳酸菌饮料,并研究其稳定性和抗氧化功能。添加0.09%蔗糖酯SE-11时,饮料离心沉淀率最低,为0.73%。当饮料质量浓度为0.05mg/mL时,ABTS·、DPPH·和OH·自由基清除率分别为92.44%、86.22%和28.19%。该饮料色泽浅黄,均匀有光泽,香气独特,酸甜适宜,流动性好,稳定性佳,抗氧化作用优良,有潜在应用前景。

摘要： 以印度洋鸢乌贼(Symplectoteuthis oualaniensis)胴体分离蛋白为原料,基于分子量分布和营养价值分析,优化制备抗氧化肽的酶解工艺参数。碱溶酸沉法从鸢乌贼胴体提取分离蛋白;以底物浓度、酶底比、酶解时间等3个因素为单因素实验;Box-Behnken中心法则设计响应面实验;DPPH自由基清除率结合水解度为响应指标。鸢乌贼胴体分离蛋白相对分子量分布在30~240 kDa;必需氨基酸占总氨基酸42.56%;最佳酶解工艺参数是底物浓度4%、酶底比9 U·mg^(-1)、酶解时间4 h。5 mg·mL^(-1)的鸢乌贼胴体分离蛋白酶解物的DPPH自由基清除率为55.60%,羟自由基清除率为53.21%,ABTS自由基清除率为40.12%。鸢乌贼胴体分离蛋白符合FAO/WHO世界卫生组织提出的理想蛋白营养价值模式,鸢乌贼胴体能制备出营养价值高和抗氧化活性强的海洋功能蛋白肽。

摘要： 目的优化黄药子中黄独乙素的提取工艺。方法采用高效液相色谱法测定黄独乙素的含量。以黄独乙素的得率为评价指标,通过单因素试验初步确定最佳料液比、乙醇浓度、提取时间和超声提取次数。采用响应面试验设计进行提取工艺的优化。结果最佳提取工艺条件为:提取次数为3次,提取时间5 h,料液比(g/mL)为1∶65,优化得到的黄独乙素得率为0.377%。结论本方法工艺简单、快速、重现性好,可作为黄药子中黄独乙素的提取应用。

摘要： 钛合金具有比强度高、中温性能好、耐腐蚀、无磁、焊接性能好等特点,是一种重要的金属材料.采用Minitab软件中的响应面设计建立TC4钛合金在超塑性高温拉伸的网络模型,利用该模型可获得该合金的最佳伸长率、变形条件和各影响因素间的显著性效果,为超塑成形的热加工工艺和质量控制提供理论依据.

摘要： 本文研究胰蛋白酶提高蛋清ACE抑制活性的最优条件。在单因素(加酶量、pH、温度、底物浓度)的基础上,通过Design-Expert软件结合4因子3水平的Box-Behnken模型响应面设计,建立胰蛋白酶酶解蛋清制备ACE抑制肽的三元二次回归正交模型。结果表明:胰蛋白酶酶法提高蛋清ACE抑制活性的最佳参数为加酶量8%、底物浓度3%、温度39°C、pH8.O,水解3h蛋清ACE抑制活性为54%,活性提高近10倍。

摘要： 本试验以纤维素降解放线菌SD1-4为材料,采用固态发酵,研究各种物理化学因素对产酶的影响。结果表明,正交试验中,颗粒大小为0.25μm、pH值为8和液固比为5时,产量最高,为555300U;响应面试验中,最大产量(680.693U)出现在温度为30°C、蛋白胨浓度为1％、pH值为7时,但回归分析显示当温度为30°C、蛋白胨浓度为1.042％和pH值为8时,可获得最高产酶,理论酶活为851.845U:正交设计中交互作用pH值×液固比和响应面设计中pH值对产酶起影响最大。

摘要： 以果胶酶、漆酶、纤维素酶的用量为考察因素,以茶氨酸产率为考察指标,采用通过单因素分析及响应面试验设计优化酶法提取茶氨酸的工艺.由选用的最佳数学模型可知,复合酶法提取茶氨酸的最佳工艺条件为茶叶浓度125g/L,果胶酶添加量为1.0％(v/w),漆酶添加量0.8％,纤维素酶添加量1.0％,酶解pH5.6、酶解温度50°C,酶解时间2h.经过验证实验可知,在最优酶解工艺条件下低聚木糖的产率可达到极大值11.60％.

摘要： 以果胶酶、漆酶、纤维素酶的用量为考察因素,以茶氨酸产率为考察指标,采用通过单因素分析及响应面试验设计优化酶法提取茶氨酸的工艺.由选用的最佳数学模型可知,复合酶法提取茶氨酸的最佳工艺条件为茶叶浓度125g/L,果胶酶添加量为1.0％(v/w),漆酶添加量0.8％,纤维素酶添加量1.0％,酶解pH5.6、酶解温度50°C,酶解时间2h.经过验证实验可知,在最优酶解工艺条件下低聚木糖的产率可达到极大值11.60％.

摘要： 以果胶酶、漆酶、纤维素酶的用量为考察因素,以茶氨酸产率为考察指标,采用通过单因素分析及响应面试验设计优化酶法提取茶氨酸的工艺.由选用的最佳数学模型可知,复合酶法提取茶氨酸的最佳工艺条件为茶叶浓度125g/L,果胶酶添加量为1.0％(v/w),漆酶添加量0.8％,纤维素酶添加量1.0％,酶解pH5.6、酶解温度50°C,酶解时间2h.经过验证实验可知,在最优酶解工艺条件下低聚木糖的产率可达到极大值11.60％.

摘要： 以果胶酶、漆酶、纤维素酶的用量为考察因素,以茶氨酸产率为考察指标,采用通过单因素分析及响应面试验设计优化酶法提取茶氨酸的工艺.由选用的最佳数学模型可知,复合酶法提取茶氨酸的最佳工艺条件为茶叶浓度125g/L,果胶酶添加量为1.0％(v/w),漆酶添加量0.8％,纤维素酶添加量1.0％,酶解pH5.6、酶解温度50°C,酶解时间2h.经过验证实验可知,在最优酶解工艺条件下低聚木糖的产率可达到极大值11.60％.

摘要： 以果胶酶、漆酶、纤维素酶的用量为考察因素,以茶氨酸产率为考察指标,采用通过单因素分析及响应面试验设计优化酶法提取茶氨酸的工艺.由选用的最佳数学模型可知,复合酶法提取茶氨酸的最佳工艺条件为茶叶浓度125g/L,果胶酶添加量为1.0％(v/w),漆酶添加量0.8％,纤维素酶添加量1.0％,酶解pH5.6、酶解温度50°C,酶解时间2h.经过验证实验可知,在最优酶解工艺条件下低聚木糖的产率可达到极大值11.60％.

摘要： 本文对沙生植物长柄扁桃油制备生物柴油的关键技术进行研究，在单因素实验的基础上利用响应面的方法优化反应条件，结果表明：优化条件为醇油比15∶1、催化剂用量1.5％、反应温度55°C、反应时间40min。将优化条件和单因素一些条件进行10L放大实验，实验转化率达到98％，产率可达到97％。对生物柴油进行性能表征，结果表明长柄扁桃生物柴油主要为脂肪酸甲酯，且符合GB/T20828-2007《柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)》质量指标。

摘要： 本文对沙生植物长柄扁桃油制备生物柴油的关键技术进行研究，在单因素实验的基础上利用响应面的方法优化反应条件，结果表明：优化条件为醇油比15∶1、催化剂用量1.5％、反应温度55°C、反应时间40min。将优化条件和单因素一些条件进行10L放大实验，实验转化率达到98％，产率可达到97％。对生物柴油进行性能表征，结果表明长柄扁桃生物柴油主要为脂肪酸甲酯，且符合GB/T20828-2007《柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)》质量指标。

摘要： 本发明公开了基于二阶响应面模型的新能源汽车电池包壳体减重设计方法，包括以下步骤：1)确定电池包壳体的优化对象和设计变量，并基于所述优化对象和设计变量对电池包壳体进行试验设计，得到电池包壳体的试验矩阵；2)对所述试验矩阵进行随机振动分析，获得每个样本对应的优化对象的随机振动应力响应值，并建立二阶响应面模型；3)以质量最小为优化目标，以满足随机振动工况和第一阶模态为约束，利用多岛遗传算法对二阶响应面模型进行优化，得到轻量化的电池包壳体；4)验证轻量化的电池包壳体的可靠性。本发明有利于减少工程实际中复杂结构电池包壳体的试验次数，降低产品开发成本，缩短产品开发周期。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面模型的轴流泵辐条参数优化设计方法，包括步骤1，构造初始轴流泵三维模型；步骤2，获取试验方案；步骤3，基于CFD获取扬程值；步骤4，辐条参数归一化处理；步骤5，采用完全二阶响应面模型建立输入值与输出值之间的近似模型，并通过在Matlab环境中调用nlinfit函数求解系数；步骤6，采用拟合优度R2、调整后拟合优度Ra2以及变异系数CV作为评判指标，检验模型拟合的精度及可信程度；步骤7，采用遗传算法进行寻优，得到辐条最优参数组合。本发明能够快速、精确的反映出辐条与轴流泵外特性之间的定量关系，避免了传统方法中仅凭经验的试算工作，提高了辐条参数优化的效率与精度。

摘要： 本发明提供了一种基于响应面和NSGA‑Ⅲ算法的功率器件结构设计方法和系统，其中，基于响应面和NSGA‑Ⅲ算法的功率器件结构设计方法包括：获取功率器件的封装形式、封装结构和芯片布局信息；确定封装结构和芯片布局的尺寸信息；获取设计目标；根据设计目标确定封装结构和芯片布局尺寸信息中的设计变量和固定参数；根据设计变量和固定参数，采用响应面法拟合得到设计数学模型；根据设计数学模型，采用NSGA‑Ⅲ算法对设计数学模型进行计算，得到设计数学模型的解集，以根据解集设计功率器件结构。本申请通过有限元仿真和数学解析方法结合，满足多目标优化的同时避免盲目大量仿真，无需根据学科理论和模型结构推导目标表达式，可为其他电子封装器件的设计提供指导。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面模型的小型风冷内燃机冷却风扇优化设计方法，通过建立响应面近似数学模型获得风扇性能参数和风扇几何结构参数之间的量化关系，运用遗传算法获取冷却风扇结构最优设计。包括：参数化设计风扇三维模型，数值分析风扇流场，获取风扇性能参数，并进行验证；选取风扇叶片几何参数为设计变量，风扇性能参数为输出结果，采用最优拉丁超立方方法进行样本采集试验设计，批量模拟分析风扇流场；根据结果数据建立响应面近似模型，以静压和流量为目标函数、静压效率为约束函数，搭建风扇多目标优化设计平台，运用非支配排序遗传算法(NSGA‑Ⅱ)对冷却风扇结构参数进行寻优分析，通过帕雷托(Pareto)解集，得到最优风扇结构设计方案。

摘要： 本发明公开了基于二阶响应面模型的新能源汽车电池包壳体减重设计方法，包括以下步骤：1)确定电池包壳体的优化对象和设计变量，并基于所述优化对象和设计变量对电池包壳体进行试验设计，得到电池包壳体的试验矩阵；2)对所述试验矩阵进行随机振动分析，获得每个样本对应的优化对象的随机振动应力响应值，并建立二阶响应面模型；3)以质量最小为优化目标，以满足随机振动工况和第一阶模态为约束，利用多岛遗传算法对二阶响应面模型进行优化，得到轻量化的电池包壳体；4)验证轻量化的电池包壳体的可靠性。本发明有利于减少工程实际中复杂结构电池包壳体的试验次数，降低产品开发成本，缩短产品开发周期。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面法的结构拓扑优化设计方法，包括如下步骤：从特征尺寸中选取对总重量影响较大的做为设计变量；确定采用中心组合设计进行响应面试验设计所需的试验中心点；生成响应面优化的样本点数据表，并进行拓扑优化；对各组试验所得试验结果进行响应面拟和，将拟和结果中的最小值点对应的设计变量取值组合作为新的样本点，对所述新样本点对应的结构进行拓扑优化后将试验结果代入原样本点数据表的试验结果中重新进行响应面拟和；直到响应面拟和结果中最小值点对应的设计变量取值不再变化或稳定在确定的较小范围内，得到最优结构的平面构型，从而实现对结构的多维度优化设计。

摘要： 一种基于响应面方法的折纸超结构多目标优化设计方法包含:建立折纸超结构的有限元模型；对折纸超结构的面外准静态压缩过程进行仿真分析，并提取面外压缩过程中载荷和能量随位移的变化曲线，分别获得初始峰值力和比吸能；在此基础上，利用主次影响因素分析方法，获得重要影响几何参数，降低模型的复杂程度；建立以初始峰值力和比吸能为优化目标，以边长比、展开角度和厚度为设计变量，以几何尺寸为约束的优化模型；采用拉丁超立方试验设计方法获取样本点，基于响应面方法，拟合目标函数的响应面模型，获得初始峰值力与比吸能的显式表达式；采用改进的非支配排序遗传算法，对多目标优化模型进行求解计算获得最优化结果。本发明提高效率节省成本。

摘要： 本发明公开了一种基于响应面模型的轴流泵辐条参数优化设计方法，包括步骤1，构造初始轴流泵三维模型；步骤2，获取试验方案；步骤3，基于CFD获取扬程值；步骤4，辐条参数归一化处理；步骤5，采用完全二阶响应面模型建立输入值与输出值之间的近似模型，并通过在Matlab环境中调用

摘要： 本发明公开了一种响应面设计法提取蛇床子素的方法，涉及中药活性成分提取分离技术领域，提取工艺为蛇床子粉末加入一定比例的甲醇进行回流提取，在单因素实验的基础上，采用Design‑Expert软件的Box‑Behnken响应面设计法，选取甲醇浓度、提取时间、料液比、温度四个因素作为响应变量，以单因素实验的最优点为中心，围绕最优点上下各取一个水平值作为响应面的水平，分别编码‑1，0，1，以蛇床子素提取率作为响应值，对各因素进行多项式拟合回归，得到回归方程，对上述方程进行回归计算，得到蛇床子素的最佳提取工艺条件。

摘要： 一种基于响应面设计和多目标进化算法的铝合金制动钳铸造工艺参数优化方法，其特征是：确定试验变量及优化目标构建响应面试验；通过铸造数值模拟试验得到响应值，建立反映输入与输出关系的多个响应面模型；通过多目标进化算法对响应面模型进行优化求解，得到最优工艺参数。本发明提出的应用响应面设计和多目标进化算法来求解铝合金制动钳成型质量评价指标中三个及以上互斥的多目标优化问题，可以获得逼近最优前沿的分布均匀的非支配解集，有效的消除铸造缺陷、提高产品力学性能，节省开发成本和缩短开发周期。