食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)論文

1、 ?食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理?課程論文正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序和步驟 姓 名 院 系 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 教 授日 期 2021 年 12 月 19 日目錄前言：前言： .3 31.1.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) .3 32.2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例 .3 33.3.基于案例的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序分析基于案例的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序分析 .4 43.1 明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo) .43.2 挑因素，選水平 .43.3 選擇適宜的正交表 .43.4 進(jìn)行表頭設(shè)計(jì) .53.5 確定試驗(yàn)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn) .53.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析方差分析 .64.4. 結(jié)論

2、結(jié)論 .9 94.1 優(yōu)化工藝條件確實(shí)定 .94.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序 .9參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .1010正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序和步驟摘要：摘要：本文結(jié)合“研究啤酒酵母最適合的自溶條件這個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例具體闡述了“正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序和步驟。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：正交試驗(yàn)；試驗(yàn)設(shè)計(jì)；根本程序；根本步驟前言：前言：正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法是目前最常用的工藝優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法, 是局部因子設(shè)計(jì)的主要方法。正交試驗(yàn)以概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為根底, 利用標(biāo)準(zhǔn)化正交表安排試驗(yàn)方案, 并對(duì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析,最終迅速找到優(yōu)化方案, 是一種高效處理多因素優(yōu)化問題的科學(xué)計(jì)算方法。本文通過研究啤酒酵母最適合的

3、自溶條件的試驗(yàn)具體說明正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序和步驟，以求對(duì)學(xué)習(xí)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析工作者有一定的幫助。的特點(diǎn)的特點(diǎn)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法。它是由試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選局部有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)的，通過對(duì)這局部試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合。對(duì)于單因素或兩因素試驗(yàn)，因其因素少 ，試驗(yàn)的設(shè)計(jì) 、實(shí)施與分析都比擬簡(jiǎn)單 。但在實(shí)際工作中 ，常常需要同時(shí)考察 3 個(gè)或 3 個(gè)以上的試驗(yàn)因素 ，假設(shè)進(jìn)行全面試驗(yàn) ，那么試驗(yàn)的規(guī)模將很大 ，往往因試驗(yàn)條件的限制而難于實(shí)施 。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)就是安排多因素試驗(yàn) 、尋求最優(yōu)水平組合 的一種高效率試

4、驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本特點(diǎn)是：用局部試驗(yàn)來代替全面試驗(yàn)，通過對(duì)局部試驗(yàn)結(jié)果的分析，了解全面試驗(yàn)的情況。2.2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例【案例 1】為了研究啤酒酵母最適合的自溶條件，選擇 3 因素 3 水平正交試驗(yàn)。因素有溫度A和 pHB ，加酶量C3 個(gè)，試驗(yàn)指標(biāo)為蛋白質(zhì)含量，試驗(yàn)指標(biāo)越大越好。選用 L9(34) 正交表，試驗(yàn)方案和結(jié)果如下表，目標(biāo)是作方差分析，并找出啤酒酵母最適合的自溶條件。試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 L L9 9(3(34 4) )處理號(hào)溫度ApHBC加酶量試驗(yàn)指標(biāo)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)%115016.512.016252127.022.424973137.532.834544

5、2551237535223155462312550735813211483213109933218953.3.基于案例的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序分析基于案例的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序分析3.13.1 明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)在【案例 1】中，試驗(yàn)?zāi)康木褪菍で笃【平湍缸钸m合的自溶條件，用蛋白質(zhì)含量作為試驗(yàn)指標(biāo)。3.23.2 挑因素，選水平挑因素，選水平在【案例 1】中，影響啤酒酵母最自溶的因素有溫度A和 pHB ，加酶量C3 個(gè)，并且每個(gè)因素都有 3 個(gè)水平。于是，就可以列出本試驗(yàn)的因素水平表表3-1 。表表 3-13-1 研究啤酒酵母最適合的自溶條件試驗(yàn)因素水平表研究啤

6、酒酵母最適合的自溶條件試驗(yàn)因素水平表ABC水平溫度pH加酶量1502553583.33.3 選擇適宜的正交表選擇適宜的正交表確定好因素和水平后，根據(jù)因素、水平及需要考慮的互交作用的多少來選擇適宜的正交表。從水平數(shù)、因素?cái)?shù)、試驗(yàn)的次數(shù)考慮，我們可選擇 L934 。要考察的因素及互交作用的自由度總和小于所選正交表的總自由度來確定。本例各因素的自由度分別為：A 因素的自由度2131 adfAB 因素的自由度2131 bdfBC 因素的自由度2131 cdfC各因素的自由度之和6222dCBAdfdff總自由度 8191 ndfT所以選用 L934是適宜的。3.43.4 進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)進(jìn)行表頭設(shè)計(jì) 正交

7、表選好后，就可進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)。在在【案例 1】中不考察互交作用時(shí)，可將溫度A 、pHB和加酶量C依次安排在 L934表的第一列、第二列、第三列上，第四列為空列表 3-2 。表表 3-23-2 【案例案例 1】1】的表頭設(shè)計(jì)的表頭設(shè)計(jì)列號(hào)1234因素ABC空列3.53.5 確定試驗(yàn)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn)確定試驗(yàn)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn) 在表頭設(shè)計(jì)的根底上，將所選正交表中對(duì)應(yīng)上因素的相應(yīng)水平，可得如下的實(shí)驗(yàn)方案， 【案例 1】的試驗(yàn)方案表 3-3 。表表 3-33-3 研究啤酒酵母最適合的自溶條件的試驗(yàn)方案研究啤酒酵母最適合的自溶條件的試驗(yàn)方案ABCD處理號(hào)溫度PH加酶量空列蛋白質(zhì)%1150112.01215027.

8、022.42315037.532.834255122.43525527.032.81625537.512.027358132.82835827.012.03935837.522.413.63.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析方差分析方差分析采用正交表設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，都可用正交表分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本例用的是方差分析法。根據(jù)【案例 1】的試驗(yàn)方案，用方差分析法的根本方法，我們對(duì)以下選擇啤酒酵母自溶條件的案例進(jìn)行分析，經(jīng)試驗(yàn)后得到以下結(jié)果：可做出本試驗(yàn)的結(jié)果表 3-4 。表表 3-43-4 研究啤酒酵母最適合的自溶條件的試驗(yàn)結(jié)果研究啤酒酵母最適合的自溶條件的試驗(yàn)結(jié)果ABCD處理號(hào)溫度PH加酶量空

9、列蛋白質(zhì)%1150112.01215027.022.42315037.532.834255122.43525527.032.81625537.512.027358132.82835827.012.03935837.522.41K1jK2jK3j65.58(T)K1jK2jK3j6,337.29x Rj然后我們就可以對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)蛋白質(zhì)含量作方差分析了。整理資料。表 3-4 中一共有 A、B、C 3 個(gè)因素，沒一因素的水平數(shù)分別用 a,b,c 表示，本例 a=b=c=3,各因素每一水平的重復(fù)次數(shù) m=3，總處理次數(shù)為 9 次n 。平方和與自由度的分解。平方和的分解：矯正數(shù) 8596.4779/58.

10、65222nTnxCTi總平方和 CCxSSiT222295. 897. 425. 6A 因素平方和 CCmKSSiAA3/ )25.3157.1876.15(2222B 因素平方和 CCmKSSiBB3/ )99.1841.2118.25(2222C 因素平方和 CCmKSSiCC3/ )48.2145.2165.22(2222誤差平方和 CBATeSSSSSSSSSS對(duì)于空列也可用同樣方法計(jì)算平方和：D空列平方和 CCmKSSiDD3/ )97.2287.2174.20(2222自由度的分解： 總自由度 8191 ndfTA 因素的自由度2131 adfAB 因素的自由度2131 bdfB

11、C 因素的自由度2131 cdfC誤差 22228CBATedfdfdfdfdfF 測(cè)驗(yàn)。處理間均方 7011.2224021.45AAAdfSSMS 2437. 324873. 6BBBdfSSMS1561. 023122. 0CCCdfSSMS4145. 028289. 0DDDdfSSMS處理內(nèi)均方 4144. 028288. 0eeedfSSMS方差分析的結(jié)果見表 3-5 。表表 3-53-5 方差分析表方差分析表變異來源SSdfMSFFaA溫度2*F0.05(2,4)BpH2275*F0.01(2,4)C加酶量267D空列2誤差2總變異8由于 FA F0.01(2.4)那么因素 A溫

12、度在各水平間差異極顯著，F(xiàn)0.05(2.4)FB F0.01(2.4)，那么因素 BPH在各水平間差異顯著，F(xiàn)C F0.05(2.4),那么因素 C加酶量在各水平間差異不顯著。那么由方差分析的結(jié)果可知，A 因素溫度對(duì)啤酒酵母自溶有的影響極為顯著，其次為 B 因素pH 。通過上表可以看出：因素 A 高度顯著，因素 B 顯著，因素 C 不顯著。因素主次順序 ABC用 q 檢驗(yàn)法對(duì) A、兩因素各水平進(jìn)行多重比擬。表 2-63717. 03/4144. 0mMSSex表表 3-63-6 多重比擬用多重比擬用 q q 及及 LSRLSR 值值秩次距 K23q34LSR表表 3-73-7 A A 因素個(gè)水

13、平均值多重比擬因素個(gè)水平均值多重比擬qq 檢驗(yàn)法檢驗(yàn)法A 因素A3A2A1ix005abb顯著性ABB由上表的多重比擬的結(jié)果可看出，A3為最好。表表 3-83-8 B B 因素個(gè)水平均值多重比擬因素個(gè)水平均值多重比擬qq 檢驗(yàn)法檢驗(yàn)法B 因素B1B2B3ix005aabb顯著性AABB由上表的多重比擬的結(jié)果可看出 B1為最好，B2也可作為考慮，可作為分析其他指標(biāo)后綜合平衡選擇之用。4.4. 結(jié)論結(jié)論4.14.1 優(yōu)化工藝條件確實(shí)定優(yōu)化工藝條件確實(shí)定本試驗(yàn)指標(biāo)越大越好。對(duì)因素 A、B 分析，確定優(yōu)水平為 A 、B 因素 C 的水平改變31對(duì)試驗(yàn)結(jié)果幾乎無(wú)影響，所以理論上講可在各自所取的水平范圍內(nèi)任取一水平，從操作的難易度、本錢的經(jīng)濟(jì)性、試驗(yàn)條件的可行性等方面綜合考慮確定選 C 。優(yōu)水平組合1為 A B C 。即溫度為 58，pH 值為，加酶量為 2.0%。3114.24.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序通過研究分析啤酒酵母自溶的最優(yōu)條件，我們可以總結(jié)出正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本程序是設(shè)計(jì)方案和處理試驗(yàn)結(jié)果兩大局部。主要步