响应面法优化超声波处理纳米SiOx/蛋清蛋白复合膜液的制备

doi:10.7506/spkx1002-6630-201314015

摘要/Abstract

摘要：

目的：以蛋清蛋白为原料，制备纳米SiOx/蛋清蛋白复合膜，研究超声波处理复合膜液对膜性能的影响。方法：以超声功率、超声时间与间歇时间比、工作时间为试验因素，以拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数及透油系数为响应值，采用单因素试验和响应面分析法，优化超声波处理复合膜液的制备条件。结果：建立了拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数及透油系数的回归模型，优化的超声处理条件为超声功率205.67W、超声时间与间歇时间比1.13:1、工作时间23.32min，在此条件下复合膜各性能的预测值分别为5.141MPa、38.401%、2.719g·mm/(m2·d·kPa)、0.620g·mm/(m2·d)，验证值为(5.092±0.146)MPa、(37.560±3.409)%、(2.961±0.083)g·mm/(m2·d·kPa)、(0.667±0.006)g·mm/(m·d)，与之接近，优化结果可靠。结论：超声功率和工作时间是影响膜机械性能的主要因素，而超声时间与间歇时间比和工作时间是影响膜阻隔性能的主要因素。

关键词: 蛋清蛋白膜, 纳米SiOx, 响应面, 超声波

Abstract:

Objective: The optimum ultrasound treatment for improved properties of nano-SiOx/albumin complex films
was established. Methods: Based on tensile strength (TS), elongation at break, water vapor permeability (WVP) and oil
permeability (PO), ultrasound power and working/intermittence time were optimized by response surface methodology.
Results: A regression model for each of the film properties was developed. The optimal ultrasound treatment conditions
were 205.67 W, 1.13:1 of working/intermittence time ratio and 23.32 min of working time. Under these conditions,
the observed TS, elongation at break, WVP and PO of the complex film were (5.092 ± 0.146) MPa, (37.560 ±
3.409)%, (2.961 ± 0.083) g•mm/(m2•d•kPa) and (0.667 ± 0.006) g•mm/(m2•d), respectively, which were close to
the predicted values of 5.141 MPa, 38.401%, 2.719 g•mm/(m2•d•kPa) and 0.620 g•mm/(m2•d). Hence, the optimized
treatment conditions were reliable. Conclusion: Ultrasound power and treatment time are the main factors that affect
the mechanical properties of the film, while the main factors for the barrier properties are working/intermittence time
ratio and working time.

Key words: albumin-based film, nano-SiOx, response surface methodology, ultrasound treatment

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响应面法优化超声波处理纳米SiOx/蛋清蛋白复合膜液的制备

Optimization by Response Surface Methodology of Ultrasound Treatment Conditions for Improved Properties of Nano-SiOx/Albumin Complex Films

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