三、Box—Behnken設(shè)計(jì)方案與結(jié)果分析

1、Box—Bellllken設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取處理時(shí)間、抗壞血酸、檸檬酸和乙二胺四乙酸二鈉為試驗(yàn)因素，分別用A、B、C、D依次表示處理時(shí)間、抗壞血酸、檸檬酸和乙二胺四乙酸二鈉等4個(gè)影響南湖菱護(hù)色效果的因素進(jìn)行考察，以色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E作為響應(yīng)值，用以評(píng)估誤差。設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)，建立二次多項(xiàng)式回歸模型，各試驗(yàn)因素水平及編碼設(shè)計(jì)見表1。

2、結(jié)果與討論

按照Box—Behnken Design (BBD)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)計(jì)學(xué)要求，對(duì)色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E值的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元非線性回歸分析，得到護(hù)色時(shí)間、抗壞血酸濃度、檸檬酸濃度、乙二胺四乙酸二鈉濃度對(duì)南湖菱色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E值(Y)的影響，利用DseigExpert軟件對(duì)表2中的響應(yīng)值進(jìn)行多元二次回歸擬合分析，確立如下回歸方程預(yù)測(cè)模型：Y=2.503614—0.080911A+0.08652B—0.276572A₂+0.2003 14AD一0.25661782—0.222845BD一0.286165C₂—0.266613D₂。

對(duì)模型回歸方程各項(xiàng)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表3顯示，模型的P＜0.05，表明本實(shí)驗(yàn)所采用的二次模型顯著，色差綜合評(píng)定指標(biāo)與所考察自變量之間的線性關(guān)系顯著；模型確定系數(shù)R²=0.8465，修正后確定系數(shù)A_djR2每0.8307，表明83.07％的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變異性可用該模型來(lái)解釋；變異系數(shù)CV為7.93％，變異系數(shù)越低說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)的可信度與精密度越高；失擬項(xiàng)中P＞0.05，影響不顯著，表明所選模型適合，可以用來(lái)進(jìn)行響應(yīng)值(色差綜合評(píng)定指標(biāo))的預(yù)測(cè)。綜上所述，該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢暂^好地反應(yīng)響應(yīng)值的變化。

由F值可以看出，影響南湖菱護(hù)色工藝的各因素主效關(guān)系為抗壞血酸(B)＞時(shí)間(A)＞乙二胺四乙酸二鈉(D)＞檸檬酸(C)；交互作用AD、BD、CD的P值均＜0.05，說(shuō)明時(shí)間與乙二胺四乙酸二鈉、抗壞血酸與乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸與乙二胺四乙酸二鈉對(duì)響應(yīng)值交互作用明顯。

3、最優(yōu)條件預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)Design ExPert建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)的最優(yōu)化分析，得出南湖菱護(hù)色劑的優(yōu)化條件為時(shí)間5.00min、抗壞血酸濃度0.99％、檸檬酸濃度1.00％、乙二胺四乙酸二鈉濃度為0.59％。在此條件下，南湖菱色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E變化值理論上可達(dá)12.66％。為驗(yàn)證該法的可行性，采用上述優(yōu)化護(hù)色條件進(jìn)行南湖菱護(hù)色試驗(yàn)，為方便試驗(yàn)操作，將上述優(yōu)化乙二胺四乙酸二鈉濃度為0.60％，抗壞血酸濃度1％，按照優(yōu)化條件做3組平行試驗(yàn)，測(cè)得南湖菱色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E實(shí)際平均值為12.31％，試驗(yàn)結(jié)果與模型預(yù)測(cè)相差2.75％。

四、結(jié)論

本文研究了以南湖菱護(hù)色劑配方最優(yōu)條件，以護(hù)色時(shí)間、抗壞血酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉的濃度為單因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際可操作性，得到最佳護(hù)色工藝：時(shí)間5.00min、抗壞血酸濃度1.00％、檸檬酸濃度1.00％、乙二胺四乙酸二鈉濃度為0.60％。在該條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，實(shí)際測(cè)得南湖菱色差綜合評(píng)定指標(biāo)△E為12.31％，預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差較小，這一結(jié)果證實(shí)了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到的參數(shù)具有較高的可靠性，從而也證明了響應(yīng)面分析優(yōu)化法在確定南湖菱護(hù)色工藝可行性。

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