正交试验设计表

10.19 10.12 10.24 10.23 10.21 9.42 9.9 K1j 2.76 2 1 1 2 1 2 2 8 2.79 1 2 2 1 1 2 2 7 2.4 1 2 1 2 2 1

2 6 2.36 2 1 2 1 2 1 2 5 2.58 1 1 2 2 2 2 1 4 2.66 2 2 1 1 2 2 1 3 2.24 2 2 2 2 1 1 1 2 2.42 1 1 1 1 1 1

1 1 吸光度 空列 B×C A×C C A×B B A 试验号 0.2818 总 和 0.00308 3 0.0923 误差

e ? 0.004 1 0.0036 误差e 0.000 1 0.0001 B×C ? 2.96 0.009 1 0.0091 A×C 2.53

0.008 1 0.0078 C 0.006 1 0.0055 A×B? ** F0.01 1,3 34.12 76.19 0.235 1 0.2346 B F0.05 1,3 10.13 6.82 0.021 1 0.0210 A 显著水平 临界值Fa F值 均方 自由度 平方

和 变异来源 表10-26 方差分析表 (2)显著性检验 因素B高度显著，因素A、C及交

互作用A×B、A×C、B×C均不显著。各因素对试验结果影响的主次顺序为:B、A、A×C、

C、A×B、B×C。 (3)优化条件确定 交互作用均不显著，确定因素的优水平时可以

不考虑交互作用的影响。对显著因素B，通过比较K1B和K2B的大小确定优水平为B2;同

理A取A2，C取C1或C2。优组合为A2B2C1或A2B2C2。 方差分析可以分析出试验误差的

大小，从而知道试验精度;不仅可给出各因素及交互作用对试验指标影响的主次顺序，而且

可分析出哪些因素影响显著，哪些影响不显著。对于显著因素，选取优水平并在试验中加以

严格控制;对不显著因素，可视具体情况确定优水平。但极差分析不能对各因素的主要程度

给予精确的数量估计。 混合型正交试验方差分析 混合型正交试验方差分析与等水平正

交试验方差分析没有本质区别。 (1)计算 二水平列: 46.24 K4j2 96.04 K3j2 108.16 116.64 161.29 132.25 20.25 K2j2 156.25 146.41 104.04 129.96 3.24 K1j2 6.8 K4j 9.8 K3j 10.4 10.8 12.7

11.5 4.5 K2j 12.5 12.1 10.2 11.4 1.8 K1j 3 2 1 1 2 4 8 3.8 1 2 2 1 4 7 4.7 1 2 1 2 3 6 5.1 2 1 2 1 3 5 3

1 1 2 2 2 4 1.5 2 2 1 1 2 3 0.8 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 试验指标 空列 空列 油炸时间s C 含水

量,B 油温?A 试验号 表10-27 试验方案及结果分析 (2)显著性检验 因素A显著，因

素C不显著，因素B对试验结果无影响，各因素作用的主次顺序为:A,C,B。 自由度计

算: 7 18.879 总 和 0.254 3 0.764 误差e ? 0.381 2 0.763 误差e F0.05 1,3

10.13 F0.01 1,3 34.12 3.07 0.781 1 0.781 C 0.00125 1 0.00125 B? * F0.05 3,3 9.28, F0.01 3,3 29.46 22.75 5.778 3 17.334 A 显著性 临界值Fa F值 均方 自由度 平方和

变异来源 表10-28 方差分析表 (3)优化条件的确定 通过比较因素A各水平K值，可确

定其优水平为A3;因素B不显著，可根据情况确定优水平，因素C对试验结果无影响，为

缩短加工时间，应选C1。因此，优化工艺条件为A3B1C1或A3B2C1。 下一张 主 页 退

出 上一张 所谓表头设计，就是把试验因素和要考察的交互作用分别安排到正交表

的各列中去的过程。 在不考察交互作用时，各因素可随机安排在各列上;若考察交

互作用，就应按所选正交表的交互作用列表安排各因素与交互作用，以防止设计“混杂” 。

此例不考察交互作用，可将加水量 A 、加酶量 B 和酶解温度 C 、酶解时间(D)依次安

排在L9 34 的第1、2、3、4列上，见表10-4所示。 (4) 表头设计 D C B A 因素 4 3 2 1 列

号 表10-4 表头设计 下一张 主 页 退 出 上一张 (5)编制试验方案，按方案进

行试验，记录试验结果。 1 2 3 3 9 3 1 2 3 8 2 3 1 3 7 2 1 3 2 6 1 3 2 2 5 3 2 1 2 4 3 3 3 1 3 2 2 2 1

2 1 1 1 1 1 D C B A 因 素 试验号 表10-5 试验方案及试验结果 说明:试验号并非试验

顺序，为了排除误差干扰，试验中可随机进行; 安排试验方案时，部分因素的水

平可采用随机安排。 1(10) 2(50) 3(90) 2(4) 3(7) 1(1) 2(35) 1(20)

3(50) 3 3.5 2 2.5 1 1.5 42 18 1 28 47 12 24 17 0 试验结果 (液化率 %) 例10-2 鸭

肉保鲜天然复合剂的筛选。试验以茶多酚作为天然复合保鲜剂的主要成分，分别添加不同增

效剂、被膜剂和不同的浸泡时间，进行4因素4水平正交试验。试设计试验方案。(西南农业大学) 有机酸和盐处理对鸭肉保鲜有明显效果，但大部分属于合成的化学试剂，在卫生安全上得不到保证，并且不符合满足消费者纯天然、无污染的要求。 ? 明确目的，确定指标。本例的目的是通过试验，寻找一个最佳的鸭肉天然复合保鲜剂。 ? 选因素、定水平。根据专业知识和以前研究结果，选择4个因素，每个因素定4个水平，因素水平表见表10-6。 ? 选择正交表。此试验为4因素4水平试验，不考虑交互作用，4因素共占4列，选L16(45)最合适，并有1空列，可以作为试验误差以衡量试验的可靠性。 表头设计。4因素任意放置。 编制试验方案。试验方案见表10-7。 4 1.0,葡萄糖 生姜汁 0.4 4 3 1.0,海藻酸钠 0.2,β-CD 0.3 3 2 0.8,海藻酸钠 0.1,柠檬酸 0.2 2 1 0.5,海藻酸钠 0.5,维生素C 0.1 1 D浸泡时间/min C被膜剂种类 B增效剂种类 A茶多酚浓度/, 水平 因素 表10-6 天然复合保鲜剂筛选试验因素水平表 4 4 1 1 2 2 3 3 1 1 4 4 3 3 2 2 E 空列 32.80 3 4 4 4 16 34.02 2 2 2 3 15 35.62 4 4 2 2 14 38.02 1 2 4 1 13 34.54 4 2 1 4 12 32.87 1 4 3 3 11 30.90 3 2 3 2

10 38.79 2 4 1 1 9 32.64 2 3 3 4 8 32.37 3 1 1 3 7 35.02 1 3 1 2 6 31.77 4 1 3 1 5 29.32 1 1 2 4 4

30.09 4 3 4 3 3 31.54 2 1 4 2 2 36.20 3 3 2 1 1 结果 D浸泡时间/min C被膜剂种类 B增效剂种类 A茶多酚浓度/, 试验号 表10-7 天然复合保鲜剂筛选试验方案 极差分析 方差分析 Kjm，kjm 计算简便，直观，简单易懂，是正交试验结果分析最常用方法。以上例为实例来说明极差分析过程。 3 正交试验的结果分

析 3.1 直观分析法,极差分析法 极差分析法,R法 1. 计算 2. 判断 Rj 因素主次 优水平 优组合 Kjm为第j列因素m水平所对应的试验指标和，kjm为Kjm平均值。由kjm大小可以判断第j列因素优水平和优组合。 Rj为第j列因素的极差，反映了第j列因素水平波动时，试验指标的变动幅度。Rj越大，说明该因素对试验指标的影响越大。根据Rj大小，可以判断因素的主次顺序。 (1) 确定试验因素的优水平和最优水平组合 分析A因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出，A1的影响反映在第1、2、3号试验中，A2的影响反映在第4、5、6号试验中，A3的影响反映在第7、8、9号试验中。 A因素的1水平所对应的试验指标之和为KA1 y1+y2+y3 0+17+24 41，kA1 KA1/3 13.7; A因素的2水平所对应的试验指标之和为KA2 y4+y5+y6 12+47+28 87，kA2 KA2/3 29; A因素的3水平所对应的试验指标之和为KA3 y7+y8+y9 1+18+42 61，kA3 KA3/3 20.3。 不考察交互作用的试验结果分析 根据正交设计的特性，对A1、A2、A3来说，三组试验的试验条件是完全一样的(综合可比性)，可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时，那么kA1、kA2、kA3应该相等，但由上面的计算可见，kA1、kA2、kA3实际上不相等。说明，A因素的水平变动对试验结果有影响。因此，根据kA1、kA2、kA3的大小可以判断A1、A2、A3对试验指标的影响大小。由于试验指标为液化率，而kA2 kA3 kA1，所以可断定A2为A因素的优水平。 同理，可以计算并确定B3、C3、D1分别为B、C、D因素的优水平。四个因素的优水平组合A2B3C3D1为本试验的最优水平组合，即酶法液化生产山楂清汁的最优工艺条件为加水量50mL/100g，加酶量7mL/100g，酶解温度为50?,酶解时间为1.5h。 根据极差Rj的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次。本例极差Rj计算结果见表10-8，比较各R值大小，可见RB RA RD RC,所以因素对试验指标影响的主?次顺序是BADC。即加酶量影响最大，其次是加水量和酶解时间，而酶解温度的影响较小。 (2) 确定因素的主次顺序 以各因素水平为横坐标，试验指标的平均值(kjm)为纵坐标，绘制因素与指标趋