Baigiang 7 ppnckh new

10/26/2023 Bài giảng # PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG (RESPONSE SURFACE METHODOLOGY) KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG (RSM): TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG (RSM): KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG (RSM): TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 CÁC DẠNG MÔ HÌNH PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG Có dạng phở biến sau: • Dạng 1: Thiết kế kiểu phối hợp có tâm (central composite design – CCD) Có thể áp dụng từ hoặc nhân tớ thí nghiệm trở lên • Dạng 2: Thiết kế kiểu BOX-BEHKEN Chỉ áp dụng từ nhân tố thí nghiệm trở lên THIẾT KẾ KIỂU PHỐI HỢP CÓ TÂM -CCD TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 THIẾT KẾ KIỂU PHỐI HỢP CÓ TÂM -CCD ❖ Nghiệm thức kết hợp yếu tố đầy đủ: sẽ có 2k nghiệm thức chính (mã hoá -1 và 1) - k: số nhân tố – yếu tố dùng bố trí thí nghiệm - Nghiệm thứ chính là sự kết hợp giữa các mức thấp nhất (mã hoá – 1) và các mức cao nhất giữa (mã hoá +1) của các nhân tố với - Không cần bố trí lặp lại ❖ Nhiệm thức “*”: sẽ có 2k nghiệm thức (mã hoá – α và +α ) - Nghiệm thức và được mã hóa – α và +α và được tính bởi các phần mềm thống kế (như MiniTab) dựa vào các mức thấp nhất và cao nhất của mỗi nhân tố - Không cần bố trí lặp lại ❖ Nghiệm thức tâm: nghiệm thức tâm (mã hoá 0) - Là nghiệm thức mà chứa tất cả giá trị trung bình (mã hoá 0) của mức thấp nhất và cao nhất của các nhân tố - Cần bớ trí n lặp lại THIẾT KẾ KIỂU PHỚI HỢP CÓ TÂM -CCD TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 CÁCH TÍNH CÁC NGHIỆM THỨC THEO -CCD • Tởng sớ nghiệm thức: 2k + 2k + • Tởng số đơn vị thí nghiệm: 2k + 2k + n - k: là số nhân tố bố trí thí nghiệm - n: số lần lặp lại cho nghiệm thức tâm, n tuỳ thuộc vào số nhân tố thí nghiệm • Ví dụ: - Thí nghiệm nhân tố: 22 + x 2+ = nghiệm thức, Tổng số đơn vị thí nghiệm = 13 (n = 5) - Thí nghiệm nhân tố: 23 + x 3+ = 15 nghiệm thức, Tổng số đơn vị thí nghiệm = 20 (n = 6) MINH HOẠ KIỂU –CCD CHO THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 VÍ DỤ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM CHO PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG THEO KIỂU CÓ TÂM - CCD VÍ DỤ: THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ THEO CCD MiniTab TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 MA TRẬN THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ-CCD: MÃ HOÁ –α +α +α –α MA TRẬN THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ-CCD: KHÔNG MÃ HOÁ TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 10/26/2023 MA TRẬN THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ THEO CCD Ví dụ:vịThí khảo sáttốsinh khối vsv tối Đơn ưu dựa vào ba yếu tố gồm: Đơn thí nghiệmTên yếu vị thí Tên yếu tố - nghiệm Khối lượng mật từ 12 – 20 gA nghiệm B C A rỉ đường B (biến A): C Giá trị khảo sát ) - (StdBãOrder đậu nành (biến B): Giá trị khảo sát từ 64-96 (Std g Order ) gian nuôi –1cấy (biến –1C): từ 24 –1 – 72 giờ - Thời 11 –α tố được nghiên–1cứu ở –1mức (–α, –1, 0, +1, Các yếu +α) (Bảng 1) mô hình 12 +α –1 –1 CCD với 20 nghiệm thức (Bảng 2) –1 Đơn vị 1 Mật rỉ đường g –α Bã đậu nành g0 10 Thời gian +α 0 –α 14 0 +α 15 0 16 –1 Phạm –1 vi nghiên Bảng cứu ba yếu tố khảo sát dùng mô hình CCD Ký hiệu A B C 13 –1 Phạm vi nghiên cứu 12 – 20 64 – 96 024 – 72 Tên yếu–1tố – α17 9,27 18 53,09 19 7,64 20 Mức nghiên0 cứu –1 0 +1 12 16 20 64 80 96 24 48 72 0 +α 22,73 106,91 88,36 0 MA TRẬN NGHIỆM THỨC KIỂU CCD: MÃ HOÁ Bảng Mơ hình thí nghiệm ba nhân tớ theo CCD Nghiệm thức (Std order) 10 Tên yếu tố A –1 –1 –1 –1 –α +α TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech B –1 –1 1 –1 –1 1 0 C –1 –1 –1 –1 1 1 0 Nghiệm thức (Std order) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tên yếu tố A 0 0 0 0 0 B –α +α 0 0 0 0 C 0 –α +α 0 0 0 10/26/2023 MA TRẬN NGHIỆM THỨC KIỂU CCD: KHÔNG MÃ HOÁ Bảng Mơ hình thí nghiệm ba nhân tớ theo CCD Nghiệm thức Tên yếu tố (Std order) Mật RĐ Bã ĐN Thời gian 12,00 64,00 24,00 20,00 64,00 24,00 12,00 96,00 24,00 20,00 96,00 24,00 12,00 64,00 72,00 20,00 64,00 72,00 12,00 96,00 72,00 20,00 96,00 72,00 9,27 80,00 48,00 10 22,73 80,00 48,00 Nghiệm thức Tên yếu tố (Std order) Mật RĐ Bã ĐN Thời gian 11 16,00 53,09 48,00 12 16,00 106,91 48,00 13 16,00 80,00 7,64 14 16,00 80,00 88,36 15 16,00 80,00 48,00 16 16,00 80,00 48,00 17 16,00 80,00 48,00 18 16,00 80,00 48,00 19 16,00 80,00 48,00 20 16,00 80,00 48,00 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TỐI ƯU HOÁ MẬT ĐỘ VSV Bảng 3: Kết quả đếm mật độ tế bào vi khuẩn nghiệm thức tối ưu hóa - CCD Nghiệm thức 10 Lll 1,92 x 108 1,80 x 108 1,26 x 108 3,66 x 108 4,26 x 109 8,88 x 109 5,74 x 109 5,67 x 109 2,17 x 109 2,60 x 109 TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech Mật độ tế bào (sinh khối) CFU/g Lll Lll Trung bình 8 1,18 x 10 1,33 x 10 1,48 x 108 1,11 x 108 1,25 x 108 1,39 x 108 7 7,74 x 10 8,70 x 10 9,67 x 107 2,25 x 108 2,53 x 108 2,82 x 108 9 2,62 x 10 2,95 x 10 3,27 x 109 5,46 x 109 6,15 x 109 6,83 x 109 3,53 x 109 3,97 x 109 4,41 x 109 9 3,49 x 10 3,93 x 10 4,36 x 109 1,34 x 109 1,51 x 109 1,67 x 109 9 1,60 x 10 1,80 x 10 2.00 x 109 Log CFU/g 8,17 8,14 7,99 8,45 9,52 9,83 9,64 9,64 9,22 9,30 10/26/2023 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TỐI ƯU HOÁ MẬT ĐỘ VSV Nghiệm thức 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Lll 9,97 x 108 2,56 x 109 1,73 x 107 3,27 x 109 2,66 x 109 2,45 x 109 3,65 x 109 2,90 x 109 2,51 x 109 2,31 x 109 Mật độ tế bào (sinh khối) CFU/g Lll Lll Trung bình 8 6,14 x 10 6,91 x 10 7,67 x 108 9 1,58 x 10 1,77 x 10 1,97 x 109 1,07 x 107 1,20 x 107 1,33 x 107 2,02 x 109 2,27 x 109 2,52 x 109 9 1,64 x 10 1,84 x 10 2,04 x 109 1,51 x 109 1,70 x 109 1,89 x 109 2,24 x 109 2,52 x 109 2,80 x 109 1,78 x 109 2,01 x 109 2,23 x 109 1,54 x 109 1,74 x 109 1,93 x 109 9 1,42 x 10 1,60 x 10 1,78 x 109 Log CFU/g 8,88 9,29 7,12 9,40 9,31 9,28 9,45 9,35 9,29 9,25 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TỐI ƯU HOÁ MẬT ĐỘ VSV Nghiệm thức 10 Các yếu tố khảo sát A: Mật rỉ B: Bã đậu C: Thời đường nành gian g g giờ 12,00 64,00 24,00 20,00 64,00 24,00 12,00 96,00 24,00 20,00 96,00 24,00 12,00 64,00 72,00 20,00 64,00 72,00 12,00 96,00 72,00 20,00 96,00 72,00 9,27 80,00 48,00 22,73 80,00 48,00 TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech Sinh khối CFU/g 1,48 x 108 1,39 x 108 9,67 x 107 2,82 x 108 3,27 x 109 6,83 x 109 4,41 x 109 4,36 x 109 1,67 x 109 2,00 x 109 Log10 (CFU/g) 8,17 8,14 7,99 8,45 9,52 9,83 9,64 9,64 9,22 9,30 10 10/26/2023 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TỐI ƯU HOÁ MẬT ĐỘ VSV Nghiệm thức 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Các yếu tố khảo sát A: Mật rỉ B: Bã đậu C: Thời đường nành gian g g giờ 16,00 53,09 48,00 16,00 106,91 48,00 16,00 80,00 7,64 16,00 80,00 88,36 16,00 80,00 48,00 16,00 80,00 48,00 16,00 80,00 48,00 16,00 80,00 48,00 16,00 80,00 48,00 16,00 80,00 48,00 Sinh khối CFU/g 7,67 x 108 1,97 x 109 1,33 x 107 2,52 x 109 2,04 x 109 1,89 x 109 2,80 x 109 2,23 x 109 1,93 x 109 1,78 x 109 Log10 (CFU/g) 8,88 9,29 7,12 9,40 9,31 9,28 9,45 9,35 9,29 9,25 KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Mật rỉ đường và Bã đậu nành tới sinh khối Biểu đồ dạng đường đồng mức TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 11 10/26/2023 KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Mật rỉ đường và Bã đậu nành tới sinh khới Biểu đồ dạng hình khơng gian 3D KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Bả đậu và Thời gian tới sinh khối Biểu đồ dạng đường đồng mức TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 12 10/26/2023 KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Bả đậug và Thời gian tới sinh khới Biểu đồ dạng hình khơng gian 3D KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Mật rỉ đường và Thời gian tới sinh khối Biểu đồ dạng đường đồng mức TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 13 10/26/2023 KẾT QUẢ: Ảnh hưởng của Mât rỉ đường và Thời gian tới sinh khối Biểu đồ dạng hình khơng gian 3D DÙNG MINITAB ĐỂ TẠO MA TRẬN CÁC NGHIỆM THỨC CCD VÀ XỬ LÝ ANOVA CHO THÍ NGHIỆM CCD Các bước thực hiện: - Bước 1: Thiết kế ma trận các nghiệm thức cho thí nghiệm: ▪ Chọn Stat\DOE\Response Surface\Create Response Surface Design ▪ Đánh dấu chọn “Central composite”- Kiểu CCD ▪ Xác nhận số nhân tố thí nghiệm tại “Number of factors” ▪ Chọn “Design”\Chọn Full \Runs\block = 1\chọn “defaults”\OK ▪ Chọn “Factors”\Chọn “Cube points”\ Đặt tên, nhập giá trị lớn nhất và nhỏ nhất cho từng nhân tố ở ô ‘Name”, “Low” (giá trị nhỏ nhất), và “High” (giá trị lớn nhất) ▪ Chọn “Options”\ bỏ dấu chọn ở ô “Randomize runs”\OK\OK - Bước 2: Tiến hành bố trí thí nghiệm và nhận kết quả của từng nghiệm thức - Bước 3: Xử lý ANOVA và xây dựng phường trình tương quan từ kết quả thí nghiệm: Bước này sẽ hướng dẫn chi tiết phần thực hành TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 14 10/26/2023 Bước 1: Thiết kế ma trận các nghiệm thức cho thí nghiệm khảo sát sinh khối vsv tối ưu dựa vào ba yếu tố: Mật rỉ đường, Bã đậu nành và Thời gian TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 15 10/26/2023 TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 16 10/26/2023 TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 17 10/26/2023 MA TRẬN THÍ NGHIỆM NHÂN TỐ THEO CCD Ví dụ:vịThí khảo sáttốsinh khối vsv tối Đơn ưu dựa vào ba yếu tố gồm: Đơn thí nghiệmTên yếu vị thí Tên yếu tố - nghiệm Khối lượng mật từ 12 – 20 gA nghiệm B C A rỉ đường B (biến A): C Giá trị khảo sát ) - (StdBãOrder đậu nành (biến B): Giá trị khảo sát từ 64-96 (Std g Order ) gian nuôi –1cấy (biến –1C): từ 24 –1 – 72 giờ - Thời 11 –α tố được nghiên–1cứu ở –1mức (–α, –1, 0, +1, Các yếu +α) (Bảng 1) mô hình 12 +α –1 –1 CCD với 20 nghiệm thức (Bảng 2) Ký hiệu A B C 1 0 –α 14 0 +α 15 0 16 –1 Phạm –1 vi nghiên Bảng cứu ba yếu tố khảo sát dùng mô hình CCD –1 Đơn vị 1 Mật rỉ đường g –α Bã đậu nành g0 10 Thời gian +α 13 –1 Tên yếu–1tố TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech Phạm vi nghiên cứu 12 – 20 64 – 96 024 – 72 – α17 9,27 18 53,09 19 7,64 20 Mức nghiên0 cứu –1 0 +1 12 16 20 64 80 96 24 48 72 0 +α 22,73 106,91 88,36 0 18 10/26/2023 TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech 19 10/26/2023 Đơn vị thí nghiệm Tên yếu tố Đơn vị thí nghiệm (Std Tên yếu tố A B C 11 –α –1 12 +α –1 13 0 –α 1 –1 14 0 +α –1 –1 15 0 –1 16 0 –1 1 17 0 1 18 0 –α 0 19 0 10 +α 0 20 0 A B C –1 –1 –1 –1 –1 (Std Order ) TS NGuyễn Tấn Chung - EnvBiotech Order ) 20