三、Box—Behnken設計方案與結果分析

1、Box—Bellllken設計方案實(shí)驗設計

在正交試驗設計中，根據單因素試驗結果，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)影響南湖菱護色效果的因素進(jìn)行考察，以色差綜合評定指標△E作為響應值，用以評估誤差。設計四因素三水平的響應分析實(shí)驗，建立二次多項式回歸模型，各試驗因素水平及編碼設計見(jiàn)表1。

2、結果與討論

按照Box—Behnken Design (BBD)實(shí)驗設計方法的統計學(xué)要求，對色差綜合評定指標△E值的優(yōu)化實(shí)驗結果進(jìn)行多元非線(xiàn)性回歸分析，得到護色時(shí)間、抗壞血酸濃度、檸檬酸濃度、乙二胺四乙酸二鈉濃度對南湖菱色差綜合評定指標△E值(Y)的影響，利用DseigExpert軟件對表2中的響應值進(jìn)行多元二次回歸擬合分析，確立如下回歸方程預測模型：Y=2.503614—0.080911A+0.08652B—0.276572A₂+0.2003 14AD一0.25661782—0.222845BD一0.286165C₂—0.266613D₂。

對模型回歸方程各項進(jìn)行方差分析，結果表3顯示，模型的P＜0.05，表明本實(shí)驗所采用的二次模型顯著(zhù)，色差綜合評定指標與所考察自變量之間的線(xiàn)性關(guān)系顯著(zhù)；模型確定系數R²=0.8465，修正后確定系數A_djR2每0.8307，表明83.07％的實(shí)驗數據變異性可用該模型來(lái)解釋?zhuān)蛔儺愊禂礐V為7.93％，變異系數越低說(shuō)明本次實(shí)驗的可信度與精密度越高；失擬項中P＞0.05，影響不顯著(zhù)，表明所選模型適合，可以用來(lái)進(jìn)行響應值(色差綜合評定指標)的預測。綜上所述，該實(shí)驗模型可以較好地反應響應值的變化。

由F值可以看出，影響南湖菱護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響應值交互作用明顯。

3、最優(yōu)條件預測和實(shí)驗驗證

根據Design ExPert建立的數學(xué)模型進(jìn)行參數的最優(yōu)化分析，得出南湖菱護色劑的優(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，南湖菱色差綜合評定指標△E變化值理論上可達12.66％。為驗證該法的可行性，采用上述優(yōu)化護色條件進(jìn)行南湖菱護色試驗，為方便試驗操作，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，測得南湖菱色差綜合評定指標△E實(shí)際平均值為12.31％，試驗結果與模型預測相差2.75％。

四、結論

本文研究了以南湖菱護色劑配方最優(yōu)條件，以護色時(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，并根據實(shí)驗的實(shí)際可操作性，得到最佳護色工藝：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)行驗證試驗，實(shí)際測得南湖菱色差綜合評定指標△E為12.31％，預測值相對誤差較小，這一結果證實(shí)了實(shí)驗優(yōu)化得到的參數具有較高的可靠性，從而也證明了響應面分析優(yōu)化法在確定南湖菱護色工藝可行性。

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