Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρήθηκε η αξιολόγηση της σταθερότητας
γαλακτωμάτων, μέσω της συγκριτικής μελέτης δύο πειραματικών σχεδιασμών.
Ειδικότερα, παρασκευάσθηκαν γαλακτώματα με ελαιώδη φάση προερχόμενη από
εκχύλιση των φυτών Calendula officinalis και Hypericum perforatum, και η
σταθερότητα τους εκτιμήθηκε μέσω της σύγκρισης δύο παραγοντικών σχεδιασμών,
ενός πλήρη παραγοντικού σχεδιασμού (τριών παραγόντων σε τρία επίπεδα) και ενός
Box Behnken σχεδιασμού.Στο θεωρητικό μέρος, αναπτύχθηκε η θεωρία του
σχηματισμού γαλακτωμάτων, και έγινε αναφορά στα συστατικά που απαρτίζουν τα
γαλακτώματα τα οποία παρασκευάσθηκαν. Παράλληλα, ορίσθηκαν οι τρεις παράγοντες
(μάζα, χρόνος, ταχύτητα ομογενοποίησης), οι οποίοι συσχετίσθηκαν με την
απόκριση d(v,0.9) μέσω της ανάλυσης των δυο τύπων πειραματικού σχεδιασμού.
Έπειτα, στο πειραματικό μέρος ταυτοποιήθηκαν οι παράγοντες που επιδρούν με
στατιστικά σημαντικό τρόπο στη διεργασία και ανιχνεύθηκαν οι αλληλεπιδράσεις
μεταξύ τους. Κατά αυτό τον τρόπο επιτεύχθηκε χαρακτηρισμός της διεργασίας.Με τη
χρήση ειδικών στατιστικών όρων όπως R-squared, Pred.R-squared αλλά και του
σφάλματος πρόβλεψης των δύο σχεδιασμών, αξιολογήθηκαν οι δύο τύποι σχεδιασμού,
όπου κρίθηκαν και οι δυο ικανοποιητικοί ως προς την δυνατότητα πρόβλεψης τους
από τα εξαγόμενα μαθηματικά μοντέλα.
Εν συνεχεία, εντοπίστηκε ο βέλτιστος χώρος εντός του πειραματικού σχεδιασμού,
μέσα στον οποίο ο συνδυασμός των παραγόντων οδήγησε στις χαμηλότερες δυνατές
τιμές της απόκρισης (σταθερά γαλακτώματα). Συγκεκριμένα, ο βέλτιστος χώρος
βρίσκεται σε υψηλές ταχύτητες ομογενοποιησης, και είναι ανεξάρτητος του χρόνου
ομογενοποίησης και της μάζας του προς ομογενοποιηση υλικού.Δεδομένου ότι και οι
δύο σχεδιασμοί μπορούν να θεωρηθούν ισοδύναμοι ως προς την αποτελεσματικότητα
τους, οδηγηθήκαμε στο συμπέρασμα ότι ο Box Behnken σχεδιασμός υπερτερεί έναντι
του πλήρους παραγοντικού σχεδιασμού καθώς εξασφαλίζει αξιόπιστα αποτελέσματα
παρέχοντας ταυτόχρονα μεγάλη οικονομία χρόνου (υποδιπλάσιος αριθμός πειραμάτων)
και χαμηλό κόστος σε σύγκριση με τον πλήρη παραγοντικό.
(EL)
The present study aims to evaluate the emulsion stability by comparing two
types of experimental design . Specifically , emulsion oily phase derived from
Calendula officinalis and Hypericum perforatum extraction, and their stability
was evaluated by comparing two factorial designs , a full factorial design (
three factors at three levels) and a Box Behnken design .
In the first part , the theory of emulsion formation is developed , and an
extensive reference of the components that make up the emulsions is
represented. Furthermore , there were three factors defined (mass , time,
homogenization speed) , which are correlated with the response d (v, 0.9)
through the analysis of the two types of experimental design.
In the experimental part, factors affecting a statistically significant manner
of the process have been identified and the interactions between them have been
detected, leading to the characterization of the process.
By using specific statistical terms such as R-squared, Pred.R-squared and the
prediction error of the two designs , both types of design were evaluated , and
they were judged satisfactory on their forecasting ability .
Subsequently, the optimum area within experimental design was determinded, in
which the combination of factors led to the lowest values of the response
(stable emulsions ) . Specifically , the area optimization takes place at high
speed homogenization, and is independent of time and mass of material.
Since both designs can be considered equivalent in their effectiveness , it is
concluded that the Box Behnken design outweighs the full factorial design as it
ensures reliable results, while providing major time savings ( half number of
experiments ) and low cost.
(EN)
