响应面法优化乳酸乳球菌电转化效率研究

乳酸乳球菌NZ9000是乳酸菌食品级高效蛋白表达系统中使用最广泛的宿主菌株。为获得高效的电转化效率,首先采用单因素试验,对影响NZ9000电转化效率的各因素:生长阶段、甘氨酸浓度、质粒浓度、电场强度、复苏培养和复苏时间进行优化;然后利用响应面法对其中的关键因素进一步优化,确定最佳电转化条件为吸光值OD600 0.2,甘氨酸浓度8 g/L和电场强度12.5 kV/cm,电转化效率达到3.76×10~7 CFU/μg DNA,比优化前提高了250%。本研究通过优化乳酸乳球菌NZ9000感受态的制备方法,提高了电转化效率,为深入挖掘乳酸乳球菌感受态潜力奠定了基础。     

酶法生产L-半胱氨酸培养基的响应面分析优化

利用SAS软件的Plackett—Burman设计法对微生物酶法生产L-半胱氨酸的培养基组成进行筛选，筛选出4个影响较大的重要因素，即葡萄糖、玉米浆、尿素、DL-2-氨基-△^2-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-mino—△^2—Thiazoline-4-Carboxylic Acid，缩写为DL—ATC)，并且用SAS软件二次响应面分析法进行回归分析，得到了各因素的最佳水平值，经五批培养验证，预测值与验证试验平均值接近．5L发酵罐培养试验表明，在优化条件细胞酶活力提高25．4％.     

响应面法优化硅藻土制备水玻璃工艺研究

以试剂型硅藻土作为硅源,通过碱溶法提取活性硅可制备SiO2气凝胶材料.通过响应面中的Box-Behnken试验设计方法,以SiO2溶出率和水玻璃模数的加权平均值为评价指标,优化硅藻土制备水玻璃工艺,以获得最优的工艺参数.试验结果表明,当碱硅质量比为3∶10,NaOH质量浓度为10％,反应温度为90℃时,水玻璃模数与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91％.     

基于Box-Behnken实验设计的电渗析脱盐效率影响因素研究

本文利用三因素、三水平的Box-Bohnken实验设计和响应面法(RSM)对影响电渗析脱盐效率的三个主要因素(停留时间(T₀)、初始浓度(C₀)和运行电压(V₀))进行研究,以脱盐效率(Y)为响应函数,建立相应的数学模型,优化操作条件。实验结果表明,本研究所建立的三元二次数学模型的p<0.0001、R₂=0.9974、CV=1.18%,说明该模型具有高度的显著性和精确性,能很好的预测电渗析的脱盐过程;分析帕累托图发现,运行电压(V₀)对模型的响应值(Y)脱盐效率的贡献最大,初始浓度(C₀)和运行电压(V₀)的交互影响对脱盐效率(Y)的贡献最小,全局最大的脱盐效率为Y=99.86%(停留时间T₀=2.0 h、初始浓度C₀=100.1 ppm、运行电压V₀=18.43 v);验证实验的实际值与模型预测值的绝对误差小于1%,说明建立的数学模型很好地预测电渗析脱盐的实际情况,具有较高的准确性。本研究表明,利用三水平、三因素的Box-Bohnken设计及响应面法(RSM)研究影响电渗析脱盐效率的因素,能够优化操作条件,实现电渗析脱盐过程中的脱盐效率的最大化,说明该方法是分析电渗析脱盐效率的有效工具。     

地震作用下风力机的TMD减振优化

为研究调谐质量阻尼器(TMD)对风力机的减振效果,以某140 m风力机为例开展了地震作用下TMD的减振优化分析.首先建立了该风力机的空间有限元模型,根据其动力特性及响应确定了TMD的布置位置;然后基于响应面法(RSM)优化了TMD的设计参数,进而拟合了TMD最优频率比及阻尼比的计算公式;最后通过典型地震波输入下风力机的...     

响应面设计法优化腺苷发酵培养基

利用响应面方法对枯草芽孢杆菌生产腺苷的培养基进行了优化。首先用两水平因子实验对培养基组分酵母粉、玉米浆、KH2PO4、MgSO4、(NH4)2SO4对产苷的影响进行评价,结果表明：主要影响因子为酵母粉、KH2PO4和(NH4)2SO4。根据实验结果对主要影响因子的大致范围进行估计,选定合适的浓度作进一步试验,然后用中心组合设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。通过实验发现当酵母粉15g／L,KH2PO4 6g／L,(NH4)2SO4 10g／L时,腺苷产量达到7．42g／L,比优化前的5．77g／L提高了28．6％。     

二次响应面分析法用于L-缬氨酸发酵培养基的优化

采用二析因设计的布列可特-博曼(Plackett-Burman)设计法对L-缬氨酸的发酵培养基的组成因素进行筛选,筛选出了3个对L-缬氨酸发酵影响较大的三个重要因素,即葡萄糖、硫酸铵和豆饼水解液,并且用二次响应面分析法进行回归,得到了各因素的最佳水平值,在最优发酵条件下,L-缬氨酸的产量可达45 g/L.     

基于响应面法和麻雀搜索算法的结构有限元模型修正

为了获取准确可靠的结构有限元模型,提供结构运营期间健康监测和状态再分析的基准参照,提出了一种基于响应面法(response surface method,RSM)和麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的结构有限元模型修正方法.首先,基于响应面法,采用拉丁超立方设计方法进行试验设计获取样本点,以简单低阶数学模型代替特征量与参数间复杂的映射关系,构造结构宏观响应与各参数的解析表达式,基于逐步回归分析进行基函数显著性检验,运用方差理论检验模型精度获取最优响应面模型,并联合结构动力响应残差和构造目标函数;其次,基于麻雀搜索算法,对目标函数进行优化求解得到各参数最优解,代入初始有限元模型中,实现对初始有限元模型的修正;最后,基于RSM-SSA有限元模型修正方法对高维局部损伤悬臂梁数值模型实施修正,验证所提方法的可靠性和可行性,并与基于其他新兴群智能优化算法的有限元模型修正结果进行对比.结果 表明:采用该方法修正的参数和频率误差均值分别为6.549％、0.279％,修正效率和精度较其他算法有显著提升,修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映结构实际力学行为.该方法为结构有限元模型修正提供一种新思路.     

谷氨酰胺转胺酶发酵培养基的响应面分析优化

利用SAS（Statistical Analysis System）软件中二水平设计的Plackett-Burman设计和响应面分析法（Response Surface Analysis，简称RSA），研究了链霉菌（Streptomyces sp.）HS-1摇瓶发酵生产谷氨酰胺转胺酶的发酵培养基.通过二水平设计实验考察了八种因素对发酵生产谷氨酰胺转胺酶的影响，利用极差分析确定其中以豆饼粉水解物、甘油以及硫酸铵为影响链霉菌发酵生产谷氨酰胺转胺酶的重要因素.通过响应面分析法建立了这三个重要因素的二次回归模型，应用规范分析找到最优点，分别为豆饼粉水解物24.0 g &;#8226; L^-1，甘油24.4 g &;#8226; L^-1，硫酸铵5.40g &;#8226; L^-1.摇瓶实验表明，应用优化培养基谷氨酰胺转胺酶酶活由6.27 μ &;#8226; mL^-1提高到7.30μ &;#8226;mL^-1，提高了16.4%.     

洗毛用枯草芽孢杆菌产蛋白酶发酵条件优化

 用响应面法(Response Surface Methodology,RSM)对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）液体发酵产蛋白酶的发酵条件进行快速优化。首先运用逐因子试验确定Bacillus subtilis产蛋白酶的最佳碳源和氮源分别为糊精和玉米粉。在此基础上,通过Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估,并筛选出具有显著效应的3个因素：糊精、玉米粉和酵母膏。在用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用RSM法对以上3个显著因子的最佳水平范围进行研究,通过对二次多项回归方程求解,确定其最优发酵条件为：糊精11.568g/L,玉米粉22.462g/L,酵母膏10.202g/L,NaCl 5g/L。初始pH值为7.0,37℃培养48h。最终优化后的酶活达到3281.79U/mL,比初始酶活2463.95U/mL提高了33.19%,证明RSM法优化洗毛用Bacillus subtilis产蛋白酶发酵工艺是可行的。     

Medium Optimization of Tetraselmis sp.—1 Using Response Surface Methodology

Response surface methodology (RSM) is used to optimize the medium of Tetraselmis sp.-1 which is cell fused microalgae capable of growing under mixotrophie condition. Empirical models are developed to describe the relationships between the operating variables (glucose, urea, sodium dehydrogenate phosphate, sodium chloride) and responses (cell density). Statistical analysis indi-cates that glucose and urea have significant effects on the microalgae cell density, but other two factors (sodium dehydrogenate phosphate, sodium chloride) have no obvious effect. The path of steepest ascent is used to approach the optimal region of medium ecanposition. Optimal cell density(2. 638 g dry weight/L) was reached when the operating conditions were glucose concentration(30.75 % ), urea concentration (0.440 g/L), sodium dehydrogenate phosphate (15mg/L) and sodium chloride (28 g/L).     

苏云金芽孢杆菌LLB19发酵培养基的优化

通过单因子实验对苏云金芽孢杆菌LLB19菌株发酵培养基碳氮源配方进行优化,确定以玉米淀粉、玉米粉为发酵培养基的碳源;以黄豆饼粉、酵母粉作为发酵培养基的氮源.采用Plackett-Burman设计,SAS软件分析该菌株的发酵培养基配方,确定了玉米淀粉、黄豆饼粉、酵母粉为影响LLB19菌株芽孢含量的3种重要因子.运用爬坡路径法对这3种因子进行实验,获得这3种重要因子的最适质量浓度范围.通过响应面分析法,得出3种重要影响因子的交互作用及最佳条件.确定LLB19菌株产芽孢最佳发酵培养基为:玉米淀粉20.0 g/L,黄豆饼粉26.7 g/L,酵母粉5.5 g/L,K2HPO4 0.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,CaCO3 0.4 g/L,ZnSO4 0.2 g/L.最佳发酵培养基芽孢数为4.250×107/mL,与初始培养基芽孢数3.410×107/mL相比提高了24.6%.     

枯草芽孢杆菌发酵条件的研究

对枯草芽孢杆菌的发酵条件进行研究,利用minitab软件,采用Plackett-Burman设计,从温度、pH、转速、接种量、蛋白胨、牛肉膏、NaCl7个影响因素中,筛选出牛肉膏、蛋白胨、温度和pH4个主要因素.在此基础上,采用响应曲面法对以上4个主要因素作进一步研究,得到各因素的最优水平:当牛肉膏为7.3g/L,蛋白胨为7.1g/L,温度为33.5℃,pH为6.1时,菌体生长量最大(OD值为2.9586)。     

亚栖热菌产海藻糖合酶培养基的优化

对亚栖热菌CBS-01菌株发酵生产海藻糖合酶的培养基进行了优化.首先通过碳源、氮源实验,选出了适宜的碳、氮源,随后采用Plackett-Burman设计法对培养基中的组分进行了筛选,找出影响产酶的主要因素为蛋白胨和酵母膏,最后利用中心组合设计及响应面分析法求出了主要影响因素的最佳浓度,得到优化的发酵培养基配方(g/L):可溶性淀粉5,蛋白胨8.6,酵母膏1.725,NaNO3 0.7,氨三乙酸0.5,Na2HPO4 0.1,MgSO4·7H2O 0.2,CaCl2 0.1.10 L罐发酵实验表明,CBS-01菌株海藻糖合酶的合成属生长关联型,利用优化的发酵培养基,CBS-01菌株的产酶水平由0.2 U/mL提高到0.41 U/mL.     

序贯实验设计改进高效硝化菌发酵培养基

投加硝化菌菌剂是有效去除水体中亚硝酸盐的方法之一, 而作为商品化的硝化菌产品却非常少见.究其原因, 硝化菌的亚硝酸盐降解速率过低是重要的影响因素之一.本文对自然界筛选得到的硝化菌, 利用序贯实验设计（包括Plackett-Burmn Design、部分析因设计、最速上升法和部分组合设计等）优化得到一最佳培养基, 其组成（g/L）为：NaHCO3 1.86、NaNO2 2.04、Na2CO3 0.2、NaCl 0.2、KH2PO4 0.1、MgSO4 0.1和FeSO4 0.01.硝化菌的降解速率由初始580.7 mgNO2-N/gMLSS•d提高至859.5 mgNO2-N/gMLSS•d, 提高了48.2%.将菌体应用于模拟和真实养殖水体亚硝酸盐降解试验中,获得了成功.     

Effects of Influencing Factors on Fenton Oxidation of Antibiotic Pharmaceutical Wastewater by a Statistical Design Approach

A series of batch-scale experiments were completed to investigate the effects of operational parameters on chemical oxygen demand (COD) removal by Fenton reagent for antibiotic pharmaceutical wastewater (APW). The significance of five operational factors including the mass ratio of H2O2/COD (g/g), the mole ratio of H2O2/Fe2+ (mol/mol), initial pH, oxidation temperature T, and reaction time t were evaluated statistically by Box-Behnken design (BBD). It was found that the five parameters were all significant to the COD removal efficiency by t-test, as well as the interactions between mass ratio/reaction time and oxidation temperature/reaction. The optimal COD removal efficiency (89.50%) was achieved when the mass ratio of H2O2/COD and the mole ratio of H2O2/Fe2+ were 3.00 and 5.00 respectively, with pH value of 3.68 at 298K for 72min reaction. A quadratic regression model with 0.9907 regression coefficient (R2) was developed which had good agreement to the experimental data.     

基于DOE及RSM的液力变矩器叶片数对性能的影响及优化

为解决一维束流理论难以有效地对液力变矩器叶片数进行优化的问题,建立液力变矩器三维流动设计分析平台,利用实验设计方法,研究了各叶片数对液力变矩器性能的影响,并在响应曲面基础上对叶片数进行了优化.结果表明,泵轮、涡轮叶片数对最高效率和起动转矩比有较大影响,泵轮、导轮叶片数对泵轮扭矩系数有较大影响.优化后,液力变矩器各性能指标均有提高.     

响应面分析法优化苏云金芽孢杆菌 BRC-ZQL3菌株发酵培养基

从地衣分离获得了Bt菌株BRC-ZQL3,为提高其产孢水平,应用数学统计方法对该菌株发酵培养基进行优化.通过单因子分析,研究碳源、氮源、初始pH等因子对产孢的影响;再采用2水平PlackettBurman设计,筛选影响产孢的8个因子,实验结果表明培养基成分中3个重要影响的因子,分别为CaCO3、玉米粉、酵母膏;利用响应...