防霉隔离粉防霉效果的协方差分析.doc

防霉隔离粉防霉效果的协方差分析王菊香 吴楠 马玉聪 高延彬摘自中国建材报2010.6.1第13版平板玻璃在包装及储运过程中的发霉现象是不可避免的一种客观存在。玻璃发霉一般有两种因素，一种是内在因素：板面的“析碱”；一种是外在因素：板面被“霉菌”侵蚀。通过调整玻璃成分、对平板玻璃进行有效隔离、防霉处理、控制储运环境温度和湿度、改善包装的那个，可以有效缓解玻璃“发霉”的进程。目前平板玻璃喷洒防霉隔离粉代替纸张包装是国际国内比较通行的方法，一是喷洒防霉隔离粉效果优于纸包装，能够很好地保护玻璃的品质，特别是深加工玻璃；二是喷洒玻璃防霉隔离粉的成本大约是纸包装的110(1条500td的浮法玻璃生产线，按生产4mm玻璃计算，年节约成本约400万元)，而且保护环境，利国利民。目前国内喷粉机的喷粉量在0.11.6gm2之间可以无间隙调节，喷洒均匀，性能稳定；国产防霉隔离粉的各项理化指标有的已达到或超过了国际水平（如GLE品牌），国内大范围使用喷粉机喷洒防霉隔离粉的客观条件已经具备。那么，喷洒多少是既经济又能满足储运要求的量呢？不同的地区、相同地区的不同季节是否存在差异，差异又是多大？依据又是什么？要解决这个问题，还得从影响玻璃发霉的主要因素相对湿度RH和环境温度T的分析入手。解决上述问题可以有几个途径，一是建立玻璃发霉的程度与影响玻璃发霉因素的数学模型，根据不同地区、不同季节的参数条件进行计算用于指导生产；二是利用恒温恒湿箱模拟实际环境的温度、湿度进行大量的实验，将采集到的数据进行统计分析SPSS用于指导生产；三是利用现有的经验公式，进行模拟计算用于指导生产。分析发现，玻璃发霉是一个非常复杂的物理化学问题，它既有玻璃成分、环境温度、湿度、时间有关，又与包装、密封塑料、运输环境（比如海上）、储存条件有关，还与防霉隔离粉的粒径、成分、用量有关，因此，将其过程真实地用数学模型再现非常困难；而方法二和方法三具有比较简单和成熟的经验，将实验数据用数学理论分析进行拟合将会得到非常好的结果。问题综述问题的数学描述。分析发现，影响玻璃发霉外在的主要因素有环境温度T和湿度RH。因此，为了研究的方便，我们忽略掉玻璃成分、木箱包装、塑料密封、空气质量等影响玻璃发霉的因素，假定玻璃发霉的因素只有环境温度T、相对湿度RH和时间d（天），玻璃防霉隔离粉的性能指标稳定，玻璃在线喷粉机的喷粉量能够满足0.11.6gm2之间无间隙调节（如国际IFG喷粉机均能够达到这一技术指标），平板玻璃的样本质量恒定。在此条件下，我们研究国内不同地区、不同季节的环境温度T、相对湿度RH下，符合JCT1008-2006标准的防霉隔离粉的精确用量。协方差分析概述。试验设计的重要任务之一就是尽量排除非处理因素的干扰和影响，从而准确地获得处理因素的效应，协方差分析（analysis of covariance）是将直线回归和方差分析结合应用的一种统计方法，用来消除混杂因素对分析指标的影响。它的基本思想是在作两组或多组均数Y1、Y2Yk之间的比较之前，用直线回归方法找出各组Y与协变量X之间的数量关系，求得在假定X相等时的修正均数Y1、Y2Yk，然后用方差分析比较修正均数间的差别，从而得出分析数据所表示的实际意义。协方差分析是定量变量分析中控制混杂因素的重要手段之一。实验数据的计算与分析为了研究的方便，我们按地理位置把国内划分为7个不同的区域，区域内各地的环境温度T和相对湿度RH视为等同。我们发现，相同地区的11月3月之间，4月10月之间数据很相近。因数据庞大，实验周期长我们选择了华北和西北两个地区11月3月之间，4月10月平均数据为样本用恒温恒湿箱来模拟，玻璃样本采用河北南玻300mm300mm5mm玻璃，防霉粉喷洒使用人工喷雾器，称量使用电子天平，喷洒量Q从0.00gm20.60gm2以每次0.10gm2标准递加，发霉时间以d(24小时)计，依据JCT1008-2006标准所规定的实验方法和要求，得到的样本实验数据如下（见表1）预分析：线性趋势的判断。我们将前面的4组实验数据分别于标准条件下（65、85%RH）的实验数据进行分析，发现它们的散点图的分布趋势均趋向于直线。首先，由散点图可以看出，两组数据分布情况基本趋势相同，没有明显偏差，每组数据中喷粉量和发霉时间（注意：发霉的条件-温度T和相对湿度RH是隐含的协变量）有明显的直线趋势，两组中直线趋势，两组中直线趋势的斜率相近，初步判断实验数据资料符合协方差分析的条件要求，可以继续分析。正式分析：比较修正均数有无差异。由于前面已得出两组分布曲线斜率相近的结论，下面正式分析中就可以将交互项从模型中去除，然后采用模型给出group各条件下Q对T和RH的修正均数，并比较两组修正均数有无统计学差异，从而给出分析性结论（操作过程：首先将上述数据转化为SPSS标准数据式，group表示组别，Q表示防霉隔离粉用量，T表示温度，RH表示相对湿度。在SPSS中用GLM过程对话框，进入Model子对话框进行数据编辑、录入、计算）省去模型拟合和计算过程，把运算结果输出的表格内容翻译如下（见表2）：上述表格中，校正模型对应的F值为32.556，P=0.02，因此所用模型有统计学意义，可以用它来继续判断模型中系数有无统计学意义；groupQ对应的F=4.028，P=0.026，可以判定的是在喷粉量一定的条件下，玻璃发霉时间与环境温度T、相对湿度RH有关，但尚不能判定温度T和相对湿度RH都对玻璃发霉有很大影响，P值粉分别为0.12和0.33，说明玻璃发霉在只考虑环境温度T和相对湿度RH的条件下，影响玻璃发霉的因素环境温度T占26.67%，相对湿度RH占73.33%。 粉量0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.001.201.401.60 发霉情况地区月份华北11-3月2855891421892022292412492652692722782874-10月255385120172178190201202205221222228227华南11月-3月2343761211621651822012002022182222282374-10月18333550102132158181202208216218221227标准（60、85%）4681829515860626363697172变异来源型方差SS自由度均方MS统计量FP值校正的模型66.008a314.3363.556.002截距928.8161928.816969.336.000groupQ219.3281219.3284.208.026groupT36.426524.12625.839.012groupRH78.465568.32133.587.033误差26.234280.685合计3286.33140校正的合计526.43631结论分析与探讨通过上面的分析研究，我们可以得出这样的结论：从实验数据的散点图看，防霉隔离粉喷粉量在0.2gm2以下时，粉量的增加所起到的防霉作用逐渐减小。从SPSS计算数据显示，影响玻璃发霉的主要因素是环境的相对湿度RH，其次是温度T。考虑到防霉隔离粉的粒径因素，粉越细比表面积越大，防霉效果越好，但防擦伤能力、流动性和玻璃片之间的透气通风能力下降；反之，粉的粒径越大，比表面积越小，防霉效果越差，但防擦伤能力、流动性和透气通风能力提高。因此，对使用玻璃防霉隔离粉的平板玻璃生产企业，我们的建议是：生产厂家根据上面的区域划分所对应的环境温度T和相对湿度RH情况，适当选择防霉隔离粉的牌号和型号及科学的喷粉量，以达到节约成本，保护玻璃的目的。考虑到防霉隔离粉的作用既防霉又隔离，建议平板玻璃生产企业选择产品时尽量考虑防霉隔离粉的粒径。科学分析与经验告诉我们，防霉隔离粉的粒径在55m75m范围内是流动性、防擦伤性、比表面积最优化的技术指标要求（如：国产防霉隔离粉的GLENS08系列）。在此技术条件下，建议春、冬季节喷粉量控制在0.40 gm2；夏、秋季节控制在0.60 gm2；长江以南地区的梅雨季节建议增加；0