響應(yīng)面優(yōu)化實驗方案設(shè)計

食品科學(xué)爭論中試驗設(shè)計的案例分析——響應(yīng)面法優(yōu)化超聲關(guān)心提取車前草中的熊果酸班級： 學(xué)號： 姓名：摘要：本文簡要介紹了響應(yīng)面曲線優(yōu)化法的根本原理和使用步驟，并通過軟件Design-Expert7.0軟件演示原文中響應(yīng)面曲線優(yōu)化法的操作步驟。驗證原文《響應(yīng)面法優(yōu)化超聲關(guān)心提取車前草中的熊果酸》各個數(shù)據(jù)的處理過程，通過數(shù)據(jù)比照，檢驗原文數(shù)據(jù)處理的正確與否。關(guān)鍵詞：響應(yīng)面優(yōu)化法數(shù)據(jù)處理Design-Expert7.0車前草前言：響應(yīng)曲面設(shè)計方法(ResponseSufaceMethodology，RSM)是利用合理的試驗設(shè)計方〔又稱回歸設(shè)計〕。22，因素數(shù)一般不超4“Box-Behnken”設(shè)計；③確定進展試驗并收集數(shù)據(jù)；⑤分析試驗數(shù)據(jù)；⑥優(yōu)化因素的設(shè)置水平。正交試驗只能對一個個孤立的試驗點進展分析。的選取不當(dāng)，試驗響應(yīng)面優(yōu)化法就不能得到很好的優(yōu)化結(jié)果。原文《響應(yīng)面法優(yōu)化超聲關(guān)心提取車前草中的熊果酸》承受經(jīng)典的三因素三水平Box-Behnken以檢驗原文數(shù)據(jù)是否處理正確。確定試驗因素原文利用超聲波關(guān)心提取車前草中的熊果酸，而影響熊果酸提取率的因素有很多，如超聲波的功率、提取時間、溶劑溫度、溶劑種類、液固比等。原文參考文獻《柿葉中總?cè)频奶崛∫约靶芄?0～40目的車前粉，用石油醚在55℃脫脂3量，在確定的超聲波功率下提取確定時間后，擦干外壁，再稱量，用乙醇補充缺失的質(zhì)量，離心。用注射器抽取確定量上清液，過0.45μm濾膜，進展檢測。每個試驗進展3次平行試驗。取其平均值。結(jié)果以提取率(E)的來表示。C×VE/%=———×100M式中：C為熊果酸的質(zhì)量濃度/(g/mL)；V為參與乙醇的體積/mL；m為車前草的質(zhì)量/g。Box-Behnken試驗設(shè)計，選取提取溫度(A)、乙醇體積分數(shù)(B)、超聲功率(C)三個因素作為優(yōu)化條件的因素對象。確定因素水平范圍BBD設(shè)計所爭論的因素水平范圍。確定適宜的因素水平范圍對獲得抱負的優(yōu)化結(jié)果格外重要，假設(shè)水平范圍太窄得不到優(yōu)化結(jié)果，太寬也會使結(jié)果準確度降低。原文在單因素試驗的根底上確定了因素水平范圍是：提取溫度的：60—80℃；乙醇體積分數(shù)：90—100%；提取功率：420—540W試驗設(shè)計安排與結(jié)果依據(jù)Box-Behnken17個試驗點。其中12個為析因子，5個為中心試驗用以估量誤差。試驗因素和水平見表一。表一響應(yīng)面試驗因素水平表平-1608042007090480180平-1608042007090480180100540表二響應(yīng)面試驗方案及結(jié)果Tabel2Schemeandresponseexperimsurfaceentalresultsdesignof試驗號ABC提取率〔%〕1-1-100.05440321-100.1009363-1100.07044041100.0947825-10-10.062646610-10.0955397-1010.06337081010.10065390-1-10.0855731001-10.078006110-110.098521120110.086069130000.108560140000.101516150000.101054160000.102413170000.105489用軟件(Design-Expert)對試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析翻開DesignExpert7.0數(shù)據(jù)輸入因素輸入響應(yīng)值輸入試驗方案形成默認試驗序號及結(jié)果輸入試驗結(jié)果輸入試驗數(shù)據(jù)分析把優(yōu)化設(shè)計表中因素水平由編碼值轉(zhuǎn)換成實際值再輸入60。將試驗方案切換到實際值界面點擊DisplayOptions ProcessFactors Actual方差分析由方差分析可知：模型的F=19.08，P=0.0004<0.001，說明試驗所承受的二次模型二者差異的程度。本例P值為0.0855>0.05，對模型是有利的，無失擬因素存在，因此可用該回歸方程代替試驗真實點對試驗結(jié)果進展分析。因素AP1A的影響是極顯著的。A2次方，B2次方，C2P0.05A2、B2、C2對提取率均有顯著影響。而因素BP值=0.5035，因素CP值=0.104，均大于0.05，所以因素BC，即乙醇體積分數(shù)和提取功率對提取率沒有顯著影響。0.0653、0.6788、0.64550.05，所以交互項對提取率沒有顯著性影響。4.7.2變異系數(shù)R2〔Adj〕=0.9105C.V.%5.72%8.95的變異不能由該模型解釋，因此，該模型的擬合性較好。多元二次響應(yīng)面分析編碼數(shù)據(jù)擬合出的多元二次方程，R2=0.9608，與原文中的擬合方程全都。原文中的擬合方程：次方程為：殘差的正太分布圖根本都在同一條直線上ResidualsvsPredicted圖符合分布無規(guī)律PredictedvsActual圖根本能在一條直線上試驗實際值和方程推想值試驗實際值 方程推想值的范圍內(nèi)。原文數(shù)據(jù)如下：輸入錯誤等高線圖三維響應(yīng)曲面圖ABACBCRSM

Goal 選maximize選項Upper選項選擇遠離最高點的值率RSM案RsmA76.51℃B86.96%C496.30W0.110187%軟件驗證的結(jié)果和原文中的結(jié)果全都，原文中的結(jié)果如下：SAS翻開SAS軟件，在Editor-untitled1中輸入語句和數(shù)據(jù)查看output,可得到一下結(jié)果：A76.503℃C496.29127W提取率%為：0.110187%RSMSAS表二提取溫度〔℃〕乙醇體積分數(shù)〔%〕提取功率〔W〕提取率%RSM76.5100086.96000496.300000.11019SAS76.5030086.96800496.291270.11019原文結(jié)76.51000 86.96000 果

0.110007、案例試驗設(shè)計和原文數(shù)據(jù)分析比較及評價本文利用現(xiàn)今流行的DesignExpert7.0軟件和SAS響應(yīng)面法優(yōu)化超聲關(guān)心提取車前草中的熊果酸》中的數(shù)據(jù)分析過程。從試驗方案的建立到試驗RSMSAS提取條件才是牢靠的。改進試驗方案。參考文獻：孔濤,