试验优化设计正交试验设计

1、 对于单因素或两因素试验，因其因素少对于单因素或两因素试验，因其因素少 ，试，试验的设计验的设计 、实施与分析都比较简单、实施与分析都比较简单 。但在实。但在实际工作中际工作中 ，常常需要同时考察，常常需要同时考察 3个或个或3个以上个以上的试验因素的试验因素 ，若进行全面试验，若进行全面试验 ，则，则试验的规试验的规模将很大模将很大 ，往往因试验条件的限制而难于实，往往因试验条件的限制而难于实施施 。正交试验设计就是安排多因素试验正交试验设计就是安排多因素试验 、寻、寻求最优水平组合求最优水平组合 的一种高效率试验设计方法。的一种高效率试验设计方法。 因素水平硫酸镍(g/l)硫酸亚铁(g/l

2、)硼酸（g/l）温度（）PH J(A/dm2)11026452.522152.57503.02.532038553.534253.59604.03.5530410654.54(7)A1B3C3 (8)A2B3C1 (9)A3B3C2表5-2 L8（27）正交表试验号列号12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112水平水平试验因素试验因素加水量加水量（mL/100g）A加酶量加酶量（mL/100g）B酶解温度酶解温度（）C酶解时间酶解时间（h）D1101201.52504352.53907503.5

3、列号列号1234因素因素ABCD试验号试验号因因 素素ABCD111112122231333421235223162312731328321393321试验结果试验结果（液化率（液化率 %）0172412472811842水平水平因素因素A A茶多酚浓度茶多酚浓度/ /B B增效剂种类增效剂种类C C被膜剂种类被膜剂种类D D浸泡时间浸泡时间/min/min1 10.10.1 0.50.5维生素维生素C C0.50.5海藻酸钠海藻酸钠1 12 20.20.2 0.10.1柠檬酸柠檬酸0.80.8海藻酸钠海藻酸钠2 23 30.30.3 0.20.2-CD-CD1.01.0海藻酸钠海藻酸钠3 3

4、4 40.40.4 生姜汁生姜汁1.01.0葡萄糖葡萄糖4 4试验号试验号A A茶多酚浓度茶多酚浓度/ /B B增效剂种类增效剂种类C C被膜剂种类被膜剂种类D D浸泡时间浸泡时间/min/minE E 空列空列结果结果1 11 12 23 33 32 236.2036.202 22 24 41 12 22 231.5431.543 33 34 43 34 43 330.0930.094 44 42 21 11 13 329.3229.325 51 13 31 14 44 431.7731.776 62 21 13 31 14 435.0235.027 73 31 11 13 31 132.3

5、732.378 84 43 33 32 21 132.6432.649 91 11 14 42 23 338.7938.7910102 23 32 23 33 330.9030.9011113 33 34 41 12 232.8732.8712124 41 12 24 42 234.5434.5413131 14 42 21 11 138.0238.0214142 22 24 44 41 135.6235.6215153 32 22 22 24 434.0234.0216164 44 44 43 34 432.8032.80 分清各因素及其交互作用的主次顺序，分清哪个是分清各因素及其交互作用的

6、主次顺序，分清哪个是主要因素，哪个是次要因素；主要因素，哪个是次要因素； 判断因素对试验指标影响的显著程度；判断因素对试验指标影响的显著程度； 找出试验因素的优水平和试验范围内的最优组合，找出试验因素的优水平和试验范围内的最优组合，即试验因素各取什么水平时，试验指标最好；即试验因素各取什么水平时，试验指标最好； 分析因素与试验指标之间的关系，即当因素变化时，分析因素与试验指标之间的关系，即当因素变化时，试验指标是如何变化的。找出指标随因素变化的规试验指标是如何变化的。找出指标随因素变化的规律和趋势，为进一步试验指明方向；律和趋势，为进一步试验指明方向； 了解各因素之间的交互作用情况；了解各因素

7、之间的交互作用情况； 估计试验误差的大小。估计试验误差的大小。湿面筋（）A改良剂用量（）B油炸时间（s）C 油炸温度（）D1280.05701502320.075751553360.180160水平试验因素ABCD脂肪（）水分（） 复水时间（s）1(28)1(0.05)3(80)2(155)24.82.13.512(0.075)1(70)1(150)22.53.83.713(0.10)2(75)3(160)23.62.03.02(32)12123.82.83.0223322.41.72.2231219.32.72.83(36)11318.42.53.0322219.02.02.7333120.

8、72.33.6K170.967.060.267.0K265.563.966.463.1K358.163.667.964.4k123.622.320.122.3k221.821.322.121.0k319.421.222.621.5极差R 4.31.12.61.3K17.97.49.08.9K27.27.56.86.8K36.87.06.16.2k12.62.53.03.0k22.42.52.32.3k32.32.32.02.1极差R 0.40.21.00.9K110.29.59.510.3K28.08.68.79.0K39.39.49.38.2k13.43.23.23.4k22.72.92.9

9、3.0k33.13.13.12.7极差R 0.70.30.30.7试验因素脂肪水分试验号复水时间123456789rdRR 水平数m2345678910折算系数d0.710.520.450.40.370.350.340.320.31因素主次顺序为因素主次顺序为ABACBBC，表，表明明AB交互作用、交互作用、 A因素影响最大，因素因素影响最大，因素C影影响次之，因素响次之，因素B影响最小。优组合为影响最小。优组合为A2B1C1。水平水平试验因素试验因素温度温度A /A /时间时间B /hB /h配比配比C C（两种原料）（两种原料）真空度真空度C /kPaC /kPa1 175752 22:0

10、12:0153.3253.322 290903 33:013:0166.6566.65空列（误差）因素SSSSSST空列（误列（因素Tdfdfdf误差误差误差因素因素因素dfSSMSdfSSMS ，误差因素因素MSMSF处理号处理号 第第1 1列（列（A A） 第第2 2列列 第第3 3列列 第第4 4列列 试验结果试验结果yiyi1 11 11 11 11 1y1y12 21 12 22 22 2y2y23 31 13 33 33 3y3y34 42 21 12 23 3y4y45 52 22 23 31 1y5y56 62 23 31 12 2y6y67 73 31 13 32 2y7y7

11、8 83 32 21 13 3y8y89 93 33 32 21 1y9y9因素因素重复重复1 1重复重复2 2重复重复3 3A A1 1y1y1y2y2y3y3A A2 2y4y4y5y5y6y6A A3 3y7y7y8y8y9y99T-KKK31 9y9.y2y1y9y8y7y6y5y4y3y2y131SS22322212222A）（修正项）（）（）（）（CTQSSr1QCTQSSxQnT CTxTjjijTTniiT2niim12ij121K nxxSSn1i2in1i2iT）（），（）（k.21j nxKr1SSn1i2im1i2ijj），（）（k.21j K-K n1SS22j1jj

12、n-1dfT为因素水平个数，m j1mdf水 平试验因素温度（）ApH值B加酶量（）C1506.52.02557.02.43587.52.858.65TmiijjCTKrss12186.477958.6522nTCT4 .4586.477)56.97684.34438.248(31)312212112(31CTKKKssA7 .2224 .45AAAdfSSV155. 0231. 0CCCdfSSV23. 3249. 6BBBdfSSV415. 0283. 0eeedfSSV314334.17 89 .2224.4604.9625.2024. 3212）（1A1AdfdfSSSS2281）（）

13、（2j1j2j1jj-KK-KKn1SS762.0551.0211.0 551.04.105.1281 211.08.102.1281 781.07.122.1081 542223CSSSSSSeSSSS SSSSSS54空列）（）（）（同理211 11254dfdfdfedfdfCB11122nsdfnsTxSSTnistitTnistitxT1111122mdfnsTKrsSSjmjijj21SSeSSeSSe21dfedfedfe)1()(121211122sndfxsxSSestijninistitedfeSSeMSe 222dfeSSeMSe水平水平试验因素试验因素NaOHANa5P

14、3O10 B处理时间处理时间 minC处理温度处理温度D1 10.30.30.20.21 130302 20.40.40.30.32 240403 30.50.50.40.43 350504 40.60.60.50.54 460608 .762 .199 .185 .192 .19.8 .802 .256 .215 .145 .192 .552 .195 .175 .126452111KKKmjijmjijmjijjKKnsTKrsSS1212212269.1912121316303341199.4969.1912)25.6320.04.3047(1211 SSSSA表头设计ABCD空列处理号

15、 12345和1111112226.021222244.5412.53133335.56617.541444466.56.719.25212346.36.56.719.56221435.14.84.614.572341277.47.221.682432188.58.725.293134277.17.321.410324318.48.58.925.811331246.56.36.118.9123421377.37.121.4134142354.54.714.2144231466.56.719.215432418.58.58.725.7164413276.56.920.4K1j55.261.159

16、.868.282.7K2j80.87279.170.875.9K3j87.583.783.383.267.6K4j79.586.280.880.876.8K1j23047.043733.213576.044651.246839.29K2j26528.6451846256.815012.645760.81K3j27656.257005.696938.896922.244569.76K4j26320.257430.446528.646528.645898.24试验指标01.231.204832.2050)4.20.5.126(31)9.6.22()(312222223121611613122 ti

17、jiititexxSS66.1101. 265. 921eeeSSSSSS3532321eeedfdfdf因素因素因素dfSSMS33.0S 14.11 66.16399.49MSe 4.51 M9.67MSMSdfSSMSDCBAAA同理：变异来源 平方和 自由度 均方 F值 Fa显著水平 A49.99316.6650.48F0.05(3,35)=2.88*B33.42311.1433.76F0.01(3,35)=4.40*C29.0139.6729.3*D13.5434.5113.67*误差e19.653重复误差e2 2.0132误差e11.6635总和 137.634721eeeSSSS

18、SS21eeedfdfdf11-21-231-21-411-2 314）（）（，CBCABADCBdfdfdfdfdfdfdfA13132133Tdf)24(12116L)24(12116L)24(12116L)24(12116L15162L因 素ABCBCD空列空列试验号构构造造的的新新列列第4列 第5列 第6列 第7列 第8列 第9列 第10列 第11列 第12列 第13列 第14列 第15列 11 11111111111110.4121 11111222222220.2531 12222111122220.3741 12222222211110.3052 21122112211220.1

19、362 21122221122110.2572 22211112222110.0882 22211221111220.3193 31212121212120.34103 31212212121210.58113 32121121221210.39123 32121212112120.51134 41221122112210.29144 41221211221120.48154 42112122121120.35164 42112211212210.44K1j1.332.732.732.762.722.3632.993.072.732.952.722.74K2j0.772.752.752.722.763.122.482.492.412.752.532.762.74K3j1.82K4j1.56SSj1.5E-012.0E-053.0E-051.0E-041.0E-043.6E-021.7E-021.6E-022.7E-023.0E-051.1E-021.0E-040.0ABAC试验结果变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平 A0.1530.051.3E+03*B0.00002512.5E-05A