響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件

《響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、如何利用響應(yīng)面法優(yōu)化條件滿都拉沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所2012.12.5前言方差分析響應(yīng)面法前言新產(chǎn)品、新工藝、新材料、新品種及其他科研成果產(chǎn)生流程.多次反復(fù)試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析規(guī)律研究提高產(chǎn)量提高產(chǎn)品性能降低成本能耗試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是一項(xiàng)通用技術(shù)，是當(dāng)代科技和工程技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)方法。他是把數(shù)學(xué)上優(yōu)化理論、技術(shù)應(yīng)用于試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，科學(xué)的安排試驗(yàn)、處理試驗(yàn)結(jié)果，以最少的人力和物力消費(fèi)，在最短的時(shí)間內(nèi)取得更多、更好的生產(chǎn)和科研成果的最有效的技術(shù)方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的流程1.提出問題2.做出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4.完成實(shí)驗(yàn)5.數(shù)據(jù)分析

2、6.得出結(jié)論7.交流討論擬定計(jì)劃確定分工準(zhǔn)備材料設(shè)計(jì)對(duì)照在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮用到的數(shù)據(jù)分析方法例現(xiàn)有兩種不同的溫度29℃和30℃，要考察兩種不同溫度下的發(fā)酵產(chǎn)酸情況是不是有差別。1.提出的問題：29℃和30℃時(shí)發(fā)酵是有差別么？2.做出假設(shè)：在理論上，真正實(shí)現(xiàn)發(fā)酵轉(zhuǎn)化的是酶，而酶的活性是與溫度有關(guān)的。那么就假設(shè)提高溫度能夠使酶的活性增加繼而發(fā)酵產(chǎn)酸增加。（通過實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)是否成立）3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：按照以上問題和假設(shè)這個(gè)是這樣設(shè)計(jì)29℃：1234530℃：12345重復(fù)數(shù)可用到的數(shù)據(jù)分析方法對(duì)照均值29℃69.3670

3、.3268.9369.5270.3669.69830℃68.2169.2370.1279.0270.9871.512均值是真實(shí)值的一個(gè)無偏估計(jì)，但是直接用均值去比較大小是不科學(xué)的4.完成實(shí)驗(yàn)：按照設(shè)計(jì)，在只有溫度不同，其他條件都相同的條件下完成實(shí)驗(yàn)。5.數(shù)據(jù)分析：均值29℃69.3670.3268.9369.5270.3669.69830℃68.2169.2370.1279.0270.9871.512方差分析法AnalysisofVariance單因素方差分析方差分析在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常要探討不同實(shí)驗(yàn)條件或處理方法

4、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。通常是比較不同實(shí)驗(yàn)條件下樣本均值間的差異。例如影響發(fā)酵產(chǎn)酸量的有溫度、PH、供氧等許多因素。我們要了解這些因素中哪些因素對(duì)產(chǎn)量有顯著影響，就要先做試驗(yàn)，然后對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，作出判斷。方差分析就是分析測(cè)試結(jié)果的一種方法。例發(fā)酵試驗(yàn)中要考察不同溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)酸的影響，發(fā)酵40小時(shí)時(shí)，在29℃和30℃兩個(gè)溫度下的產(chǎn)酸數(shù)據(jù)如下：均值29℃69.3670.3268.9369.5270.3669.69830℃68.2169.2370.1279.0270.9871.512方差分析差異源SSdfMSFP-v

5、alueFcrit組間8.2264918.226490.8629670.3800865.317655組內(nèi)76.2623689.532795總計(jì)84.488859P＞0.05響應(yīng)面分析法ResponseSurfaceAnalysisRSA定義響應(yīng)面分析法是一種最優(yōu)化方法，它是將體系的響應(yīng)（如發(fā)酵產(chǎn)物的濃度）作為一個(gè)或多個(gè)因素（如培養(yǎng)基中各個(gè)組分、pH等）的函數(shù)，運(yùn)用圖形技術(shù)將這種函數(shù)關(guān)系顯示出來，以供我們選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的最優(yōu)化條件的方法。響應(yīng)面分析法(確定量的一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))對(duì)于優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的配方來說，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)

6、面方法需要以下步驟：一培養(yǎng)基成分的確定根據(jù)微生物本身的生長(zhǎng)需要通過單一因子實(shí)驗(yàn)來尋找最合適的氮源，碳源，礦物質(zhì),pH和溫度等。二篩選出具有顯著影響水平的因子相對(duì)于培養(yǎng)基中其他成分某些成分的微小變化會(huì)對(duì)響應(yīng)值造成很大的變化的因子（Plackett-Burman設(shè)計(jì))。三逼近具有最大或最小響應(yīng)的區(qū)域根據(jù)上一步因子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得知具有顯著影響的因子的效應(yīng)后，通過爬坡實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。四響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)利用Box-BehnkenDesign或CentralCompositeDesign來完成。即得到預(yù)測(cè)模型和相應(yīng)的配比。五驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

7、按照模型的配比配置培養(yǎng)基，完成發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)是否與預(yù)測(cè)值相符。一Plackett-Burman設(shè)計(jì)其實(shí)就是一個(gè)多因子，二水平的因子實(shí)驗(yàn)。有一個(gè)高水（+1）平和一個(gè)低水平（-1）。山玉K尿素MgCapH1.80.240.010.200.0010.146.71.40.360.030.200.0030.146.71.80.360.010.280.0030.066.71.80.240.030.280.0010.066.71.40.360.030.200.0010.066.71.40.360.010.280.0010.1

8、47.01.80.360.030.280.0010.067.01.80.360.010.200.0030.146.71.40.360.030.280.0030.066.71.80.240.010.280.0030.067.01.40.360.010.280.0030.147.01.40.240.030.200.0030.067.01.80.240.030.200.0030.147.01