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1、正交试验设计Orthogonal Experimental Design,赵玉平,什么是试验设计方法？,如何合理安排试验试验所得的数据如何分析,几个术语,【试验指标】作为试验研究过程的因变量，常为试验结果特征的量 松花粉微波灭菌实验应该选择的指标为：酵母菌变化、霉菌变化、细菌总数变化、颜色变化(用LAB值)这也是实验结果应该测定的内容。,松花粉微波灭菌实验应该选择的因素,【因素】做试验研究过程的自变量，常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因 因素：环境：密闭、开放；水分含量：高、低；温度：高、低；物料厚度：厚、薄。微波功率：大、小；照射：间歇、连续；热效应和非热效应；协同作用：其他灭菌
2、手段与微波,花粉不同含水量,【水平】试验中因素所处的具体状态或情况，又称为等级5%，8%，10%，12%，14%，16%，18%，20%，22%注意：含水量的计算,例子简化,公司想通过“松花粉微波灭菌实验”达到满足产品质量要求，对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验。试验的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条件,如何安排试验？,全组合方法,T1,T2,T3,P1,P2,P3,m1,m1,m1,27组,正交设计(Orthogonal Design)是根据正交性来挑选代表点的，它在挑选代表点时有两个特点:均匀分散，整齐可比。,什么是正交表？,正交表本身只是数学的含义【整齐可比性】：每一
3、列中所有数字出现的次数是相等的【均衡分散性】：任意两列间横向组合的数字对搭配次数也是相等的正交表是运用组合数学理论构造的一种规格化的表格,关于正交的直观印象,数据点分布是均匀的每一个面都有3个点每一条线都有1个点,正交表表示方法,L9（34）,正交表列数,一列中出现的数字个数,正交表行数,正交表的代号,常见正交表,各列水平均为2的常用正交表有：L4（23），L8（27），L12（211），L16（215），L20（219），L32（231）各列水平数均为3的常用正交表有：L9（34），L27（313）各列水平数均为4的常用正交表有：L16（45）,正交试验设计用正交表 L9（34）,回到正题,
4、三因素三水平，选用正交表 L9（34）,T1,T2,T3,P1,P2,P3,m1,m1,m1,？,？,用正交表安排试验,正交试验设计用正交表 L9（34）,9组,极差分析模式,极差分析表,极差分析法,某列的极差最大，表示该列的数值在试验范围内变化时，使试验指标数值的变化最大。所以各列对试验指标的影响从大到小的排队，就是各列极差D的数值从大到小的排队 试验指标随各因素的变化趋势。为了能更直观地看到变化趋势，常将计算结果绘制成图。,因素影响大小排队,温度时间功率,实验条件最佳组合,温度选择100，杀菌功率1.5 kw，杀菌时间3 min,正交试验结果方差分析,方差分析法是在极差分析的基础上对数据进
5、一步分析,试验指标的加和值 试验指标的平均值偏差平方和 fj 自由度。fj 第j列的水平数1 Vj 方差。Vj Sj fj Ve 误差列的方差。Ve Se fe。式中，e为正交表的误差列 Fj 方差之比 Fj Vj Ve查F分布数值表，做显著性检验,总的偏差平方和 总的偏差平方和等于各列的偏差平方和之和 得出结论：各列对试验指标的影响是否显著，在什么水平上显著,方差分析表,正交设计中的交互作用,松花能量饼酸价问题技术处理方案,鱼刺图分析,解决途径,改变花粉用量进行包埋添加抗氧化剂适宜的温度,欢迎与您们共同学习，共同探讨,山楂汁提取工艺参数优化,利用果胶酶提取山楂果中黄酮与可溶物过程中，酶用量、
6、时间、温度对提取率的影响很大，故采用正交实验进行参数优化。,酶法浸提工艺条件优化实验(L1645),正交试验结果,可溶性固形物质得率的极差分析,黄酮类物质得率的极差分析,可溶性固形物质得率的方差分析,各因素对山楂黄酮得率影响的显著性分析,结论,酶用量和浸提时间对可溶物和山楂黄酮得率有显著影响，其最佳作用参数为酶用量16U/mL，浸提温度50，浸提时间4h。推测的最佳可溶物得率78.8%，可溶物得率变化范围(71.0%，86.6%)；山楂黄酮最佳得率为82.2%，黄酮得率变化范围(75.8%，88.6%)。,验证实验,根据正交实验结果，采用最佳作用条件，进行了三次重复验证实验，结果为山楂可溶性固形物平均得率为82.5%，黄酮类物质的平均得率为84.1%,
