minitab正交试验设计.doc

食品科学研究中实验设计的案例分析 ——正交设计优选白芨多糖包合丹皮酚最佳工艺以及包合物的鉴定[1] 学 年 2010-2011 第一 学期 课程名称 食品实验优化设计 专业年级 考试方式 学生姓名 学 号 成 绩 摘要：本实验采用用minitab软件设计L9(34)正交试验优选白芨多糖包合丹皮酚的最佳工艺，结果显示：以丹皮酚和白芨多糖的物料比、反应时间和反应温度为考察指标，得到优化工艺为：物料比1:6、反应时间4h、温度30℃，包封率可达29.38%，收得率74.29%。 关键词：正交设计 minitab 1 正交试验因素水平的确定 选择丹皮酚与白芨多糖的A物料比(W/W)、B反应时间(h)、C包合温度(℃)三个对试验结果影响较大的因素为考察对象，每个因素各取三个水平(表1)。采用L9(34)正交试验表进行正交试验。以所得包合物的收得率和药物包封率为考察指标，确定最佳工艺。 表一 正交试验因素水平表 水平 因素 A物料比（w/w） B反应时间（h） C反应温度（℃） 1 1：2 2 30 2 1：4 3 40 3 1：6 4 50 4) 5 点击“因子”选项，得到如下图窗口，可以对其名称进行设计，如“A”改为“A物料比” 6 设计完成，得到如下图的正交试验表 7 导入数据（包封率和收得率） 8 点击“DOE” —＞“田口”—＞“分析田口设计”，得到下图 9 在响应数据位于栏中选择“包封率” 10 在“项”选项中，选中A B C的内容，注意不要选中误差列，按下图进行设计。 11 点击确定，可得出下列的分析数据。（再按上述8-11，对收得率进行分析，可得出另外一个分析数据） 12 点击“统计” —＞“方差分析”—＞“一般线性模型” 13 在“响应”栏中选择“包封率”,在“模型”栏中选择A B C D 14 点击确定，得出方差分析数据，如下图。 15 重复上述动作，对收得率进行方差分析 2 结果与分析 2.1原论文案例白芨多糖包合丹皮酚正交试验数据分析 白芨多糖包合丹皮酚的L9(34)正交试验结果见表2。经SPSS15.0软件分析结果表明，以包封率为指标，投料比因素的极差最大，表明投料比的影响最大，各因素对包封率的影响程度依次为A(投料比)＞C(温度)＞B(时间)，且A因素对包封率的影响达到了显著性差异(p＜0.05)A3B3C1。以收得率为指标，投料比因素的极差也最大，投料比的影响最大，各因素对收得率的影响依次为A＞C＞BA3B3C3。综合考虑包封率和收得率两个指标，投料比对包封率的影响显著(p＜0.05)A3和B3。从节约能源又不太影响结果的角度考虑，温度选择30℃。所以最佳组合应为A3B3C1，即投料比1:6、包合时间4h、温度30℃、在此条件，包封率达29.39%，收得率74.29%。(A3B3C1)制备3批样品，结果白芨多糖包合丹皮酚：收得率的均值为74.37%，包封率均值为30.12%均明显优于正交试验的其他组，可以验证正交试验的结果。 2.2 本人对白芨多糖包合丹皮酚正交试验数据分析 表2 正交试验直观分析图 序列号 A物料比 B反应时间 C反应温度 D误差 包封率% 收得率 % 1 1 1 1 1 8.54 54.67 2 1 2 2 2 4.63 50.67 3 1 3 3 3 4.34 58 4 2 1 2 3 20.36 70 5 2 2 3 1 15.81 69.6 6 2 3 1 2 27.65 70.4 7 3 1 3 2 17.85 78 8 3 2 1 3 29.39 74.29 9 3 3 2 1 21.01 73.71 包封率% k1=5.837 15.583 21.86 k2=21.273 16.61 15.333 k3=22.750 17.667 12.667 R=16.913 2.083 9.193 收得率% k1=54.45 67.56 66.45 k2=70.00 64.85 64.79 k3=75.33 67.37 68.37 R=20.89 2.7 3.74 　 　 　 　 　 　 　 表3.1 以包封率为指标的方差分析 来源 自由度 误差平方和SS 调整后的SS 调整后的均方MS F P A物料比 2 526.53 526.53 263.27 41.33 0.024 * B反应时间 2 6.51 6.51 3.26 0.51 0.662 C反应温度 2 134.23 134.23 67.11 10.54 0.087 误差 2 12.74 12.74 6.37 合计 8 680.01 S =