lượng alcaloit cao
Qua kết quả thắ nghiệm ở phần ựơn yếu tố ở trên, chúng tôi chọn miền nghiên cứu ảnh hưởng của ba yếu tố: nồng ựộ chất mang maltodextrin, nhiệt ựộ sấy và lưu lượng nhập liệu ựến sấy phun dịch lá dâu làm yếu tố ựầu vào của quá trình quy hoạch thực nghiệm như sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 59
Mức dưới Mức giữa Mức trên
Nồng ựộ maltodextrin (%) 4 5 6
Nhiệt ựộ sấy (0C) 125 135 145
Lưu lượng nhập liệu (ml/giờ) 1000 1750 2500
Với hàm mục tiêu là hàm lượng alcaloit có trong bột sấy phun (Y): Kết quả nghiên cứu theo 15 ựiểm ựã chọn ựược biểu diễn trong bảng 4.10 dưới ựây:
Bảng 4.10. Kết quá thắ nghiệm theo ma trận DOEHLERT
TT Biến mã hóa Biến số thực Kết quả thắ
nghiệm X1 X2 X3 Nồng ựộ maltodextrin (%) Nhiệt ựộ sấy (oC) Lưu lượng nhập liệu (ml/giờ) Hàm lượng alcaloit (%) 1 1 0 0 6.0 135.0 1750 2.01 2 -1 0 0 4.0 135.0 1750 1.77 3 0.5 0.866 0 5.5 143.7 1750 1.90 4 -0.5 -0.866 0 4.5 126.3 1750 1.71 5 0.5 -0.866 0 5.5 126.3 1750 1.86 6 -0.5 0.866 0 4.5 143.7 1750 1.80 7 0.5 0.288 0.816 5.5 137.9 2362 1.90 8 -0.5 -0.288 -0.816 4.5 132.1 1138 1.73 9 0.5 -0.288 -0.816 5.5 132.1 1138 1.76 10 0 0.577 -0.816 5.0 140.8 1138 1.81 11 -0.5 0.288 0.816 4.5 137.9 2362 1.71 12 0 -0.577 0.816 5.0 129.2 2362 1.79 13 0 0 0 5.0 135.0 1750 1.99 14 0 0 0 5.0 135.0 1750 1.99 15 0 0 0 5.0 135.0 1750 1.98 MA TRẬN THÍ NGHIỆM Trắch ly alcaloit
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 60
Mỗi thắ nghiệm ựược tiến hành 3 lần với sai số của Y là 5%.
Qua kết quả thu ựược từ bảng trên chúng tôi nhận thấy, khi thay ựổi giá trị các biến số X1, X2, X3 thì hàm lượng alcaloit thay ựổi từ 1.71 ựến 2.01 %. điều này chứng tỏ rằng các yếu tố X1, X2, X3 là các yếu tố ảnh hưởng rất lớn ựến quá trình sấy phun (tăng hiệu suất thu hồi alcaloit).
Sau ựó chúng tôi tiến hành xử lý các kết quả thắ nghiệm trên máy tắnh bằng chương trình NEMROD kết quả thu ựược như sau:
Bảng 4.11. độ lệch chuẩn và hệ số tương quan
độ lệch chuẩn 0.007
R2 (hệ số tương quan) 0.999
Số bậc tự do 5
Ở ựây chúng tôi thấy ựộ lệch chuẩn là 0.007 tương ựối nhỏ. Quan trọng hơn là hệ số tương quan bội của phương trình hồi quy thực nghiệm bằng 0.999 ≥ 0.7 ựiều này chứng tỏ phương trình hồi quy thực nghiệm có ựộ tin cậy caọ
Bảng 4.12. Giá trị các hệ số hồi quy Biến Hệ số F.hệ số gia tăng độ lệch chuẩn Mức ý nghĩa % b0 1.987 0.004 < 0.01 *** b1 0.119 1.00 0.003 < 0.01 *** b2 0.040 1.00 0.003 0.0249 *** b3 0.020 1.00 0.003 0.254 ** b11 -0.097 1.19 0.006 0.0110 *** b22 -0.193 1.19 0.006 < 0.01 *** b33 -0.232 1.20 0.006 < 0.01 *** b12 -0.029 1.11 0.008 1.60 * b13 0.108 1.11 0.009 0.0212 *** b23 -0.070 1.11 0.009 0.0910 ***
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 61
Các hệ số hồi quy biểu thị mức ựộ ảnh hưởng của các yếu tố trên tới quá trình sấy phun dịch lá dâụ Từ kết quả ở bảng trên cho thấy:
Trong khoảng ựã chọn: Ba yếu tố là : Nồng ựộ maltodextrin (X1), nhiệt ựộ sấy (X2) và lưu lượng nhập dịch (X3) ựều có ảnh hưởng ựến hiệu suất thu hồi alcaloit.
đối với hàm mục tiêu Y (hàm lượng alcaloit): ảnh hưởng bậc 1 của nồng ựộ chất mang maltodextrin, nhiệt ựộ sấy và lưu lượng nhập liệu ảnh hưởng tỷ lệ thuận với giá trị của hàm mục tiêu, tuy nhiên yếu tố nồng ựộ chất mang có ảnh hưởng lên hàm ựáp ứng nhiều hơn hai yếu tố còn lại (hệ số b1 = 0.119 và b2 = 0.040 và b3 = 0.020). Ngược lại, ảnh hưởng bậc 2 của ba yếu tố này lại tác có tác ựộng tỷ lệ nghịch với giá trị của hàm mục tiêu (hệ số b11= - 0.097, b22 = - 0.193, b33= - 0.232 ). đặc biệt, sự ảnh hưởng qua lại giữa hai yếu tố nồng ựộ chất mang và lưu lượng nhập liệu cũng ựược thể hiện khá rõ (hệ số b13 = 0.108). Từ kết quả trên chúng tôi nhận thấy tác ựộng qua lại giữa hai yếu tố nồng ựộ chất mang và nhiệt ựộ sấy không có nghĩa trong phương trình hồi qui thực nghiệm ở mức sai số là 5%.
f là hệ số gia tăng, ựây là số ựo tuyệt ựối thể hiện tắnh thắch ứng của mô hình trên toàn miền ựã chọn. Nếu hệ số f nằm trong khoảng 1.00 Ờ 2.50 thì chứng tỏ ma trận thực nghiệm ựã chọn là hoàn toàn thắch ứng và ngược lại nếu hệ số này > 2.5 thì cần phải chọn lại ma trận hoặc phải chọn lại các ựiểm giới hạn. Kết quả chạy trương trình của chúng tôi, f có giá trị từ 1.0 -1.20, ựiều này chứng tỏ ma trận ựã chọn là hoàn toàn thắch ứng.
Chúng tôi ựã xác ựịnh ựược các phương trình hồi quy thực nghiệm ựối với ựại lượng Ynhư sau:
Y= 1.987 + 0.119X1 +0.040 X2 + 0.020X3 -0.097X12 Ờ 0.193X22 Ờ0.232X32 + 0.108X1X3 Ờ 0.070X2X3 - 0.029 X1X2
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 62
Hình 4.1. Biểu ựồ bề mặt ựáp ứng và ựường ựồng cấp hàm lượng alcaloit theo nồng ựộ chất mang và nhiệt ựộ sấy khi cố ựịnh lưu lượng nhập liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
là 1750 ml/giờ
Hàm lượng alcaloit cao nhất ứng với khoảng X1= 0.25ọ1.00 và X2= -0.20ọ0.30, tức là ở khoảng nồng ựộ chất mang từ 5.25 ọ6.0% và nhiệt
ựộ sấy từ 133 ọ1380C.
Hình 4.2. Biểu ựồ bề mặt ựáp ứng và ựường ựồng cấp hàm lượng alcaloit theo nồng ựộ chất mang và lưu lượng nhập liệu khi cố ựịnh nhiệt ựộ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 63
Hàm lượng alcaloit cao nhất ứng với khoảng X1= 0.3ọ1.0 và
X3 = -0.3ọ0.25 tức là ở khoảng nồng ựộ chất mang maltodextrin từ 5.3ọ
6% và lưu lượng nhập liệu từ 1525ọ 1940 ml/giờ.
Hình 4.3. Biểu ựồ bề mặt ựáp ứng và ựường ựồng cấp hàm lượng alcaloit theo lưu lượng nhập liệu và nhiệt ựộ sấy khi cố ựịnh nồng ựộ chất mang
là 5%
Hàm lượng alcaloit cao nhất ứng với khoảng X2= -0.40 ọ0.25 và X3= -0.35ọ0.2, tức là ở nhiệt ựộ sấy từ 134 ọ 1380C và lưu lượng nhập liệu từ 1500 ọ1900 ml/ giờ.
Các bề mặt ựáp ứng trên thể hiện sự tác ựộng tương tác của hai yếu tố ựồng thời vào sấy phun thu hồi hàm lượng alcaloit. Từ các hình 4.1, 4.2, 4.3 chúng tôi nhận thấy sự tác ựộng của nhiệt ựộ sấy và lưu lượng nhập liệu, lưu lượng nhập liệu và nồng ựộ chất mang maltodextrin, nồng ựộ chất mang maltodextrin và nhiệt ựộ sấy ựến hàm lượng alcaloit trong sản phẩm là rất lớn.
Từ ựây chúng tôi tiến hành giải bài toán tối ưu hóa ựể tìm ra ựiểm tối ưu với hàm mong ựợi là hàm lượng alcaloit bằng 2.01. Kết quả thu ựược như sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 64
Bảng 4.13. điểm tối ưu của hàm ựáp ứng
Biến Giá trị mã hóa Tên biến Giá trị biến thực
X1 0.987522 Nồng ựộ chất mang
maltodextrin 6.0
X2 -0.149739 Nhiệt ựộ sấy 134
X3 0.048764 Lưu lượng nhập liệu 1787
Bảng 4.14: Giá trị tối ưu của các hàm ựáp ứng và hàm mong ựợi Hàm mục tiêu Giá trị hàm mục tiêu % hàm mong ựợi Hệ số trọng lượng Y :Hàm lượng alcaloit 2.01 99.94 1
Qua kết quả trên chúng tôi nhận thấy hàm mong ựợi thỏa mãn 99.94% sự kỳ vọng. Từ các vùng tối ưu thu ựược ở trên kết hợp với hiệu quả kinh tế trong quá trình sản xuất chúng tôi tiến hành thu hẹp khoảng tối ưu sao cho phù hợp với ựiều kiện sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế caọ
Chúng tôi chọn: nồng ựộ chất mang maltodextrin là 6%, lưu lượng nhập liệu 1800ml/giờ và nhiệt ựộ sấy là 1350C với hàm lượng alcaloit thu ựược là 2.01%. Từ các số liệu trên chúng tôi tiến hành làm thắ nghiệm kiểm chứng, thắ nghiệm tiến hành ở các ựiều kiện sau: bổ sung maltodextrin 6% vào dịch trắch ly, sấy ở nhiệt ựộ ở 1350C với lưu lượng nhập liệu là 1800 ml/giờ thu ựược hàm lượng alcaloit là 2.0% với hàm lượng DNJ là 1.40%.