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1、正交試驗設計Orthogonal Experimental Design,趙玉平,什么是試驗設計方法？,如何合理安排試驗 試驗所得的數(shù)據(jù)如何分析,幾個術(shù)語,【試驗指標】作為試驗研究過程的因變量，常為試驗結(jié)果特征的量 松花粉微波滅菌實驗應該選擇的指標為：酵母菌變化、霉菌變化、細菌總數(shù)變化、顏色變化(用LAB值) 這也是實驗結(jié)果應該測定的內(nèi)容。,松花粉微波滅菌實驗應該選擇的因素,【因素 】做試驗研究過程的自變量，常常是造成試驗指標按某種規(guī)律發(fā)生變化的那些原因 因素：環(huán)境：密閉、開放；水分含量：高、低；溫度：高、低；物料厚度：厚、薄。微波功率：大、??；照射：間歇、連續(xù)；熱效應和非熱效應；協(xié)同作用：其

2、他滅菌手段與微波,花粉不同含水量,【水平】試驗中因素所處的具體狀態(tài)或情況，又稱為等級 5%，8%，10%，12%，14%，16%，18%，20%，22% 注意：含水量的計算,例子簡化,公司想通過“松花粉微波滅菌實驗”達到滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，對工藝中三個主要因素各按三個水平進行試驗。試驗的目的是為提高合格產(chǎn)品的產(chǎn)量，尋求最適宜的操作條件,如何安排試驗？,全組合方法,T1,T2,T3,P1,P2,P3,m1,m1,m1,,,,,,,27組,,正交設計 (Orthogonal Design)是根據(jù)正交性來挑選代表點的，它在挑選代表點時有兩個特點: 均勻分散，整齊可比。,什么是正交表？,正交表本身只是數(shù)

3、學的含義 【整齊可比性】：每一列中所有數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是相等的 【均衡分散性】：任意兩列間橫向組合的數(shù)字對搭配次數(shù)也是相等的 正交表是運用組合數(shù)學理論構(gòu)造的一種規(guī)格化的表格,關(guān)于正交的直觀印象,數(shù)據(jù)點分布是均勻的 每一個面都有3個點 每一條線都有1個點,正交表表示方法,L9（34）,,,正交表列數(shù),,,一列中出現(xiàn)的數(shù)字個數(shù),,,正交表行數(shù),,,正交表的代號,常見正交表,各列水平均為2的常用正交表有：L4（23），L8（27），L12（211），L16（215），L20（219），L32（231） 各列水平數(shù)均為3的常用正交表有：L9（34），L27（313） 各列水平數(shù)均為4的常用正交表有：L1

4、6（45）,正交試驗設計用正交表 L9（34）,回到正題,三因素三水平，選用正交表 L9（34）,T1,T2,T3,P1,P2,P3,m1,m1,m1,？,？,用正交表安排試驗,正交試驗設計用正交表 L9（34）,9組,極差分析模式,極差分析表,極差分析法,某列的極差最大，表示該列的數(shù)值在試驗范圍內(nèi)變化時，使試驗指標數(shù)值的變化最大。所以各列對試驗指標的影響從大到小的排隊，就是各列極差D的數(shù)值從大到小的排隊 試驗指標隨各因素的變化趨勢。為了能更直觀地看到變化趨勢，常將計算結(jié)果繪制成圖。,因素影響大小排隊,溫度時間功率,實驗條件最佳組合,溫度選擇100 ，殺菌功率1.5 kw，殺菌時間3 min,

5、正交試驗結(jié)果方差分析,方差分析法是在極差分析的基礎上對數(shù)據(jù)進一步分析,試驗指標的加和值 試驗指標的平均值 偏差平方和 fj 自由度。fj 第j列的水平數(shù)1 Vj 方差。Vj Sj fj Ve 誤差列的方差。Ve Se fe 。式中，e為正交表的誤差列 Fj 方差之比 Fj Vj Ve 查F分布數(shù)值表，做顯著性檢驗,,,總的偏差平方和 總的偏差平方和等于各列的偏差平方和之和 得出結(jié)論：各列對試驗指標的影響是否顯著，在什么水平上顯著,,,,方差分析表,,正交設計中的交互作用,,松花能量餅酸價問題技術(shù)處理方案,魚刺圖分析,,解決途徑,改變花粉用量 進行包埋 添加抗氧化劑 適宜的溫度,歡迎與您們

6、 共同學習，共同探討,山楂汁提取工藝參數(shù)優(yōu)化,利用果膠酶提取山楂果中黃酮與可溶物過程中，酶用量、時間、溫度對提取率的影響很大，故采用正交實驗進行參數(shù)優(yōu)化。,酶法浸提工藝條件優(yōu)化實驗(L1645),正交試驗結(jié)果,可溶性固形物質(zhì)得率的極差分析,黃酮類物質(zhì)得率的極差分析,可溶性固形物質(zhì)得率的方差分析,各因素對山楂黃酮得率影響的顯著性分析,結(jié)論,酶用量和浸提時間對可溶物和山楂黃酮得率有顯著影響，其最佳作用參數(shù)為酶用量16U/mL，浸提溫度50，浸提時間4h。推測的最佳可溶物得率78.8%，可溶物得率變化范圍(71.0%，86.6%) ；山楂黃酮最佳得率為82.2%，黃酮得率變化范圍 (75.8%，88.6%)。,驗證實驗,根據(jù)正交實驗結(jié)果，采用最佳作用條件，進行了三次重復驗證實驗，結(jié)果為山楂可溶性固形物平均得率為82.5% ， 黃酮類物質(zhì)的平均得率為84.1%,