工业产品参数优化计算机辅助设计

产品参数优化计算机辅助设计是应用电子计算机的先进工具,根据正交理论,通过试验和数据处理,找到影响产品质量的重要因素,找出最优配方或工艺操作参数,达到优质高产、低消耗、低成本的目的。湖州菱湖食品化工厂应用该技术,对硫氰酸铵工艺进行参数优选试验,使产品得率由70％上升到87％左右,成本由6905元/吨下降到5105元/吨,改变了产品的亏损局面。宁波橡胶厂对彩色雨鞋鞋面裂化问题应用了此方法,选出胶面中的防老剂、促进剂用量     

白玉菇液体发酵菌丝体生长和产胞外多糖培养基的优化

白玉菇液体发酵培养基的最优配方可为白玉菇工业扩大培养提供基础资料。以葡萄糖、酵母粉、KH₂PO₄和MgSO₄为主要因素,选择胞外多糖含量和菌丝体生物量为试验指标,采用L₉(3⁴)正交试验进行液体发酵培养基的优化。通过抽滤分离菌丝体,烘干称重,计算菌丝体生物量;用苯酚-硫酸法测定胞外多糖含量。试验测得通过对试验结果进行综合加权评分,确定了白玉菇液体培养基的最优配方为葡萄糖 3%、酵母粉 0.15%、KH₂PO₄ 0.30%、MgSO₄ 0.20%。     

基于改进果蝇算法的金属矿山充填材料成本对比

为对比不同充填材料的成本，指导金属矿山生产，以金川镍矿为研究背景，基于一元非线性回归、曲线估计和约束优化理论，结合掺石灰石粉和粉煤灰充填材料28d强度、塌落度和分层度正交试验结果，建立最低充填成本约束优化问题，约束优化问题中各约束条件数学模型R²均高于90%.最后，利用OFOA和PSO算法分别求解平均最低充填成本，OFOA计算结果分别为91.615元/kg和97.092元/kg(掺石灰石粉充填成本比粉煤灰低5.477元/kg),而PSO算法未搜索到充填成本最优解.结果表明：(1)利用一元非线性回归和曲线估计理论可针对不同约束条件建立高精度多元非线性数学模型；(2)改良后的OFOA算法可对不同充填材料的成本约束优化问题求解；(3)改良算法较FOA和PSO算法收敛速度更快，计算过程更稳定，利用上述研究方法可对不同金属矿山、充填材料和约束条件进行成本对比，为充填材料比选提供理论指导.     

TFEMA改性无皂丙烯酸酯乳液的制备及在大理石防腐中的应用

以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MAA)、苯乙烯(St)为单体、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为功能性单体,过硫酸铵作引发剂合成无皂氟丙乳液.通过对合成乳液固含量、粘度的测定以及成膜的XRD、IR、及TG等检测结果的分析确定最佳的反应条件;另外通过大理石板材的耐酸试验考察各组乳液成膜的耐腐蚀性.最优实验条件为温度85℃,St/BA 1:1.0,TFEMA3%,APS2.28%,耐酸实验损失率为0.209‰.     

钼系复合缓蚀剂性能研究

以钼酸钠为主缓蚀剂,通过与硫酸锌、硅酸钠和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的复配制得钼系复合缓蚀剂,考察其对3.5%NaCl介质中碳钢的缓蚀性能。通过动电位极化曲线法和正交实验方法确定了最优缓蚀剂配方:钼酸钠50 mg/L、SDBS 30 mg/L、硅酸钠5 mg/L、硫酸锌2 mg/L。动电位极化曲线和失重实验结果一致表明:该复合缓蚀剂的缓蚀性能优异,对碳钢在3.5%NaCl介质的缓蚀率高达90%。同时用扫描电镜研究了碳钢表面的微观形貌变化。     

橘皮中黄酮类化合物的提取工艺及抗氧化性研究

试验从微波辐射辅助处理后的橘皮中提取黄酮类化合物,确定了最优的实验操作参数,同时研究了黄酮类化合物提取液对羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(O2-·)的清除效果.采用直接回流法,以芦丁为对照品,通过UV2050紫外光谱仪对橘皮中的黄酮类化合物含量进行了测定,并计算出产率.在单因素试验的结果上运用正交试验设计对黄酮类化合物的提取工艺进行了优化,得出橘皮中提取黄酮类化合物最优工艺条件为:时间180min,温度80℃,物料比1∶10,70%的乙醇,pH=7.在此工艺条件下黄酮类化合物的提取率最高,其提取率可达86.73 mg/g.此方法较传统提取工艺优良,且条件容易达到和控制.橘皮中黄酮类化合物提取液对羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(O2-·)具有一定的清除效果,当黄酮类化合物浓度为0.18mg/mL时对·OH清除效果高达37.72%,0.14mg/mL时对O2-·清除效果可达28.49%.     

正交试验法优化阿昔洛韦固体纳米粒的处方

采用正交试验法筛选阿昔洛韦固体脂质纳米粒最优处方。利用(W/O/W)复乳-超声法制备阿昔洛韦固体脂质纳米粒,以包封率为评价指标,采用L9(34)正交试验设计筛选出最优处方。单硬脂酸甘油酯用量1.5%、大豆卵磷脂用量0.4%、泊洛沙姆188浓度2%、油相与内水相体积比(Vo/V)i 6。正交试验优化阿昔洛韦固体纳米粒处方有效、可行。     

Fenton氧化处理颜料中间体生产废水的生化尾水

颜料中间体生产废水的生化尾水的水质虽已达到园区污水处理厂的接管标准,但由于难降解有机物的残留,使得园区污水处理厂生化系统不能稳定运行。为寻求解决方法,采用Fenton氧化法对颜料中间体废水的生化尾水进行深度处理,通过正交试验和单因素试验,考察初始反应pH、H2O2投加量、摩尔比n(H2O2)∶n(Fe2+)和反应时间对废水化学耗氧量(COD)、紫外吸光度(UV254)和色度去除率的影响。结果表明:最佳反应条件为初始反应pH 4,30%H2O2投加量1 mL/L,n(H2O2)∶n(Fe2+)=5∶1,反应时间3 h,COD去除率可达46%,UV254去除率可达84%,色度去除率可达95%。根据实际工程应用,深度处理的药剂成本为2元/t废水,去除COD的成本为22.7元/kg。针对较难二次生化处理的废水先进行Fenton氧化预处理,提高其可生化性后,再与其他易生化处理的废水一同处理,既节省成本,又利于水质的稳定达标。     

解磷钾胶质芽孢杆菌培养基的优化研究

通过优化单因子及正交实验对影响胶质芽孢杆菌生物量的主要因子碳源、氮源的种类及添加量,分析出菌体生物量的最大影响因子和培养基组分的最优组合。结果表明:由单因子实验可知以葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源时菌体生物量较高。正交实验结果可知葡萄糖是菌体生物量主要的影响因子;比较理想的培养基优化配方为(g/L):葡萄糖24,硫酸铵1,豆饼9,碳酸钙2,硫酸镁2,磷酸二氢钾4,氯化铁0.1。在此条件下活菌数可达8×108cfu/mL。     

修补水泥混凝土路面裂缝的新材料研究

文章对优化水泥混凝土路面裂缝修补材料的配方进行研究,设计了正交试验策划,确定了修补材料配合比,对修补材料的工作性能、路面性能、力学性能及耐久性能进行测试。本次正交实验实施的结果表明:水灰比宜控制在0.5左右,聚合物掺量控制在10%左右,减水剂掺量宜控制在0.2%左右。最终确定最优配合比,推出可满足各项"路用技术性能"要求的,水泥混凝土路面"裂隙修补材料"。     

聚氨酯预聚体合成研究

研究了聚氨酯预聚体合成过程中,TDI滴加速度、NCO/OH(当量比)和PPG分子量等因素的影响.实验表明,适当延长TDI滴加时间,控制NCO/OH略大于2/1,均有利于制备粘度较小的预聚体;而适当提高NCO/OH,降低PPG分子量,则有利于聚氨酯涂层抗张强度,定伸强度、硬度等物理机械性能的提高,文中着重就实验结果作出理论解释。     

Fenton法处理苯酚废水的试验研究

以H2O2投加量、Fe2＋投加量、pH值为考察因素,通过单因素和正交试验,确定各因素对实验结果影响的主次顺序为：pH值〉H2O2量〉Fe2＋量;最优因素组合为：H2O2投加量为2mL/L,Fe2＋投加量为4g/L,pH值为3。     

平菇棉籽壳原种配方筛选试验

以棉籽壳为主料,选取麸皮、糖、尿素和磷肥为试验因素,采用L9(34)正交表对平菇棉籽壳原种进行正交试验,筛选出平菇原种最佳配方。试验结果表明:麸皮含量和尿素含量对平菇原种菌丝长速有显著影响,麸皮10%、尿素0.2%、糖1%、磷肥2%、棉籽壳84.8%、石膏2%的组合为试验平菇原种的最佳配方。     

TiO2光催化剂的制备过程与配方优化

研究以钛酸丁酯为前驱物制备TiO2溶胶的工艺过程，采用L16（4^4）正交试验法以溶胶胶凝时间及制得粒子对甲基橙溶液的光降解率为评价指标，系统地研究，分析了溶胶凝胶工艺参数中水加入量，醇加入量，CH3COOH加入量和水解温度对溶胶胶凝过程及制得粒子的光催化活性的影响，正交试验结果获得了最优配方，按最优配方制备的溶胶稳定性好，所制得的粒子光催化活性高。     

枯草芽孢杆菌发酵蔗渣生产黄腐酸的工艺条件优化

对实验室筛选的发酵蔗渣产黄腐酸的4株(25B、BT、12、E)细菌进行工厂扩大发酵,并运用分子生物学方法对高产黄腐酸菌种进行鉴定.研究高产菌种的发酵周期、接种量、发酵培养基初始pH以及发酵堆料层等因素对菌种发酵蔗渣产黄腐酸的影响,利用正交实验方法优化发酵培养基的碳源添加与配比.实验结果表明,E菌株为发酵蔗渣高产黄腐酸的菌种,16SrDNA法鉴定结果为枯草芽孢杆菌.该菌种发酵蔗渣高产黄腐酸的最优条件为:接种菌龄24h,接种量0.05L·kg-1,发酵周期4d,发酵物料初始pH4.正交试验优化发酵培养基的主次顺序为蔗渣麸皮蔗糖淀粉.利用优化后的发酵物料培养基与发酵条件进行发酵,获得的黄腐酸含量为23.90%,较工厂发酵模式的对照组(FA含量14.00%)提高9.90%,FA增长率为70.71%.     

水性涂料苯丙乳液的研究

为适应环保、市场要求,开发研制了新型水性涂料苯丙乳液分析了苯丙乳液的组成以及该组成与其性质之间的关联以苯乙烯和丙烯酸丁酯作为主要单体,引用甲基丙烯酸及甲基丙烯酸甲酯作为必要成分,采用过硫酸盐作引发剂,在乳化剂作用下进行聚合制得苯丙乳液通过一系列试验,确定了生产该乳液的配方,探讨了乳液聚合的种类,确定以种子聚合作为生产该乳液的最佳乳化方式,明确了该乳液的生产工艺,提供了该乳液的生产设备,并且配备了详细的设备安装图研究了该乳液配方中乳化剂、引发剂和缓冲剂等在其生产中的作用及对最终产品用途的影响,以及种类与用量的确定最终采用的乳化剂是ＯＰ－１０、ＯＳ－１的混合体,以过硫酸铵为引发剂、小苏打为缓冲剂来确保体系的稳定性及产品的质量,因而引出了氨水的使用目的、使用用量及使用效果另外,探讨了单体滴加方式、滴加时间,提供了产品的检测手段及检测标准     

PVAc乳液-改性油菜籽分离蛋白共混胶黏剂的制备

利用油菜籽分离蛋白(RPI)和聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液制备高性能无醛胶黏剂,代替部分醛类胶黏剂.通过正交试验考察RPI与葡萄糖质量比、改性RPI与PVAc乳液质量比、改性RPI与PVAc乳液共混温度、固化剂质量分数对共混胶黏剂剪切强度的影响,优化热压工艺.结果表明:共混胶黏剂的最佳制备工艺为RPI与葡萄糖质量比85∶15、改性RPI与PVAc乳液质量比7∶3、改性RPI与PVAc乳液共混温度30℃、固化剂质量分数3%;制备胶合板的最优热压工艺参数为热压温度140℃、热压时间1.5 min/mm、热压压力0.8 MPa、施胶量300 g/m2,胶合板干剪切强度为1.865 MPa,按照Ⅱ类板胶合板标准测得湿剪切强度为0.885 MPa.     

基于可聚合乳化剂高固高羟基含量苯丙微乳液的合成

采用连续滴加预乳液的种子乳液聚合法，合成出固含量为42.76%、乳化剂质量分数为1%的具有核壳结构的苯乙烯丙烯酸酯微乳液. 考察了乳化剂用量、羟基单体用量、甲基丙烯酸的用量等因素对乳液粒径及性能的影响. 结果表明，聚合在相当于Winsor I型的聚合体系中进行，由纯单体相(滴入的单体)和O/W微乳相构成，上层单体只起储存库的作用，它在缓慢的搅拌下扩散进入微乳相中. 只要微乳液液面上补加的单体不扰动微乳液的平衡，就不会产生粗粒子. 单体滴加时间控制在2 h，油酸钠∶OP 10=1∶1(质量比)，NaHCO_3占单体质量分数的0.15%，反应温度控制在78～82 ℃，可使聚合反应平稳进行.     

卤水石灰法制备Mg(OH)2

为降低卤水石灰法制备Mg(OH)2过程中产物中的钙摩尔分数,探讨了卤水浓度、反应温度、卤水滴加速度、加料方式等对产品质量的影响规律,采用正交实验研究洗涤时间、洗涤温度、洗涤用水量和洗涤次数各因素对钙摩尔分数的影响效果.研究结果表明,卤水滴加速度为3mL/min、卤水浓度控制为1.5mol/L、反应温度在60℃时可以制得钙摩尔分数较低的Mg(OH)2,洗涤脱钙的影响效果的主次顺序基本为洗涤温度大于用水量大于洗涤时间大于洗涤次数.     

新型环保镁合金微弧氧化复合电解液体系的优化

用正交实验法对新型环保硅酸盐-钨酸盐复合体系镁合金微弧氧化电解液进行优化处理,研究了电解液中各个组分对膜层外观形貌和周腐蚀率的影响,得到了最佳的溶液配方,并对最佳配方得到的微弧氧化陶瓷层的表面和截面形貌以及电化学腐蚀性能进行了分析。结果表明:最佳的硅酸盐-钨酸盐复合体系溶液配方为硅酸钠(Na2SiO3)15g/L、钨酸钠(Na2WO4)2g/L、氢氧化钠(NaOH)3g/L、甘油8mL/L,此时膜层具有最优的综合性能。