
响应面法优化菜籽油甾醇提取
作品编号:SWHX0232 开发环境: WORD全文:25页 论文字数:8000字 此响应面法优化菜籽油甾醇提取毕业设计完整版包含[论文] |
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由单因素实验可知:植物甾醇的初步提取工艺条件,液料比(V/V)为5:1,反应时间为45min,萃取剂用量为100mL,萃取次数1次,反应温度93℃。
植物甾醇提取的优化数学回归模型:Y=7.51+1.6325X1+0.8075X2+0.15X3+2.48X1X2-0.86X1X3+0.785X2X3+0.4475X12-1.3525X22-1.7656X32,利用模型的响应曲面图及其等高线图,得到优化工艺参数为:液料比为4.3:1,反应时间为40min,萃取剂用量为102mL,萃取次数1次,反应温度93℃,10mL原油的甾醇产量高达12.63mg。因此,利用响应曲面法对植物甾醇提取工艺进行优化,可获得最优的工艺参数,有效地减少工艺操作的盲目性,从而为进一步的试验研究奠定基础。
图6为固定萃取剂用量100mL的情况下,不同液料比与反应时间条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是响应面图。由图6可知,液料比和反应时间对提取率的影响比较显著,曲面较陡。当X1 在-1和1之间, X1越大,产量就越大,随后逐渐平稳,这主要与溶质推动力有关,液料比越大,溶质推动力越大,提取出的甾醇越多;当X2 在- 1与1 之间,X2 越大,产量也越大,这主要与皂化反应的程度有关,时间越长,反应越彻底。而且,液料比和反应时间的交互作用对产量影响较大,但并不是两个因素越大越好,液料比太大对甾醇有损失,反应时间太长可能会破坏甾醇的结构,生成其它产物。根据响应面搜索出2个因素最适水平:X1=-0.7423,X2=-0.3392。
图7为固定反应时间45min, 不同液料比与萃取剂用量条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是响应面图。由图7可知,萃取剂用量对实验结果有一定影响,但没液料比与时间那么显著,而且它与液料比的交互作用也不是很大。
图8为固定液料比5:1, 不同反应与萃取剂用量条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是相应面图。由图8可知萃取剂用量与反应时间的交互作用对实验结果的影响比液料比与萃取剂用量的交互作用影响更小。
为检验RSM法的可靠性,采用上述最优提取条件进行植物甾醇的提取实验,考虑到单因素实验的条件筛选与实际操作的便利,将上面得出的最佳工艺条件修正为液料比(V/V)为4.3:1,反应时间为40min,萃取剂用量为102mL,提取次数1次,反应温度93℃,在此条件下进行三次平行实验。实际测得的10mL原油的甾醇产量平均为12.63mg,与理论预测值相比相对误差在0.32 %左右。因此,采用RSM法优化得到的工艺条件参数准确可靠,具有实用价值。
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植物甾醇提取的优化数学回归模型:Y=7.51+1.6325X1+0.8075X2+0.15X3+2.48X1X2-0.86X1X3+0.785X2X3+0.4475X12-1.3525X22-1.7656X32,利用模型的响应曲面图及其等高线图,得到优化工艺参数为:液料比为4.3:1,反应时间为40min,萃取剂用量为102mL,萃取次数1次,反应温度93℃,10mL原油的甾醇产量高达12.63mg。因此,利用响应曲面法对植物甾醇提取工艺进行优化,可获得最优的工艺参数,有效地减少工艺操作的盲目性,从而为进一步的试验研究奠定基础。
图6为固定萃取剂用量100mL的情况下,不同液料比与反应时间条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是响应面图。由图6可知,液料比和反应时间对提取率的影响比较显著,曲面较陡。当X1 在-1和1之间, X1越大,产量就越大,随后逐渐平稳,这主要与溶质推动力有关,液料比越大,溶质推动力越大,提取出的甾醇越多;当X2 在- 1与1 之间,X2 越大,产量也越大,这主要与皂化反应的程度有关,时间越长,反应越彻底。而且,液料比和反应时间的交互作用对产量影响较大,但并不是两个因素越大越好,液料比太大对甾醇有损失,反应时间太长可能会破坏甾醇的结构,生成其它产物。根据响应面搜索出2个因素最适水平:X1=-0.7423,X2=-0.3392。
图7为固定反应时间45min, 不同液料比与萃取剂用量条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是响应面图。由图7可知,萃取剂用量对实验结果有一定影响,但没液料比与时间那么显著,而且它与液料比的交互作用也不是很大。
图8为固定液料比5:1, 不同反应与萃取剂用量条件下,所得到的甾醇产量,上面一副是等高线图,下面一副是相应面图。由图8可知萃取剂用量与反应时间的交互作用对实验结果的影响比液料比与萃取剂用量的交互作用影响更小。
为检验RSM法的可靠性,采用上述最优提取条件进行植物甾醇的提取实验,考虑到单因素实验的条件筛选与实际操作的便利,将上面得出的最佳工艺条件修正为液料比(V/V)为4.3:1,反应时间为40min,萃取剂用量为102mL,提取次数1次,反应温度93℃,在此条件下进行三次平行实验。实际测得的10mL原油的甾醇产量平均为12.63mg,与理论预测值相比相对误差在0.32 %左右。因此,采用RSM法优化得到的工艺条件参数准确可靠,具有实用价值。
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