南湖菱护色工艺研究（三）

三、南湖Box—Behnken设计方案与结果分析

1、菱护Box—Bellllken设计方案实验设计

在正交试验设计中，色工根据单因素试验结果，艺研选取处理时间、南湖抗坏血酸、菱护柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠为试验因素，色工分别用A、艺研B、南湖C、菱护D依次表示处理时间、色工抗坏血酸、艺研柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠等4个影响南湖菱护色效果的南湖因素进行考察，以色差综合评定指标△E作为响应值，菱护用以评估误差。色工设计四因素三水平的响应分析实验，建立二次多项式回归模型，各试验因素水平及编码设计见表1。

2、结果与讨论

按照Box—Behnken Design (BBD)实验设计方法的统计学要求，对色差综合评定指标△E值的优化实验结果进行多元非线性回归分析，得到护色时间、抗坏血酸浓度、柠檬酸浓度、乙二胺四乙酸二钠浓度对南湖菱色差综合评定指标△E值(Y)的影响，利用DseigExpert软件对表2中的响应值进行多元二次回归拟合分析，确立如下回归方程预测模型：Y=2.503614—0.080911A+0.08652B—0.276572A₂+0.2003 14AD一0.25661782—0.222845BD一0.286165C₂—0.266613D₂。

对模型回归方程各项进行方差分析，结果表3显示，模型的P＜0.05，表明本实验所采用的二次模型显著，色差综合评定指标与所考察自变量之间的线性关系显著；模型确定系数R²=0.8465，修正后确定系数A_djR2每0.8307，表明83.07％的实验数据变异性可用该模型来解释；变异系数CV为7.93％，变异系数越低说明本次实验的可信度与精密度越高；失拟项中P＞0.05，影响不显著，表明所选模型适合，可以用来进行响应值(色差综合评定指标)的预测。综上所述，该实验模型可以较好地反应响应值的变化。

由F值可以看出，影响南湖菱护色工艺的各因素主效关系为抗坏血酸(B)＞时间(A)＞乙二胺四乙酸二钠(D)＞柠檬酸(C)；交互作用AD、BD、CD的P值均＜0.05，说明时间与乙二胺四乙酸二钠、抗坏血酸与乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与乙二胺四乙酸二钠对响应值交互作用明显。

3、最优条件预测和实验验证

根据Design ExPert建立的数学模型进行参数的最优化分析，得出南湖菱护色剂的优化条件为时间5.00min、抗坏血酸浓度0.99％、柠檬酸浓度1.00％、乙二胺四乙酸二钠浓度为0.59％。在此条件下，南湖菱色差综合评定指标△E变化值理论上可达12.66％。为验证该法的可行性，采用上述优化护色条件进行南湖菱护色试验，为方便试验操作，将上述优化乙二胺四乙酸二钠浓度为0.60％，抗坏血酸浓度1％，按照优化条件做3组平行试验，测得南湖菱色差综合评定指标△E实际平均值为12.31％，试验结果与模型预测相差2.75％。

四、结论

本文研究了以南湖菱护色剂配方最优条件，以护色时间、抗坏血酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠的浓度为单因素进行实验，并根据实验的实际可操作性，得到最佳护色工艺：时间5.00min、抗坏血酸浓度1.00％、柠檬酸浓度1.00％、乙二胺四乙酸二钠浓度为0.60％。在该条件下进行验证试验，实际测得南湖菱色差综合评定指标△E为12.31％，预测值相对误差较小，这一结果证实了实验优化得到的参数具有较高的可靠性，从而也证明了响应面分析优化法在确定南湖菱护色工艺可行性。

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