正交试验设计方案推荐-正交实验怎么做？

安排试验时,只要把所考察的每一个因子任意地对应于正交表的一列(一个因子对应一列,不能让两个因子对应同一列),然后把每列的数字翻译成所对应因子的水平。这样,每一行的各水平组合就构成了一个试验条件(不考虑没安排因子的列)。

对于[例1],因子A、B、C都是三水平的,试验次数要不少于 3×(3-1)+1=7(次) 可考虑选用L9()。因子A、B、C可任意地对应于L9()的某三列,例如A、B、C分别放在l、2、3列,然后试验按行进行,顺序不限,每一行中各因素的水平组合就是每一次的试验条件,从上到下就是这个正交试验的方案,见表2。这个试验方案的几何解释正好是图2。

三个3水平的因子,做全面试验需要3*3*3=27次试验,现用L9()来设计试验方案,只要做9次,工作量减少了2/3,而在一定意义上代表了27次试验.。 再看一个用L9()安排四个3水平因子的例子。 [例2]某矿物气体还原试验中,要考虑还原时间(A)、还原温度(B)、气体流速(C)、还原气体比例(D)这四个因子对全铁合量X〔越高越好)、金属化率Y(越高越好)、二氧化钛含量Z(越低越好)这三项指标的影响。希望通过试验找出主要影响因素,确定最适工艺条件。 首先根据专业知以确定各因子的水平: 时间:A1=3(小时),A2=4(小时),A3=5(小时) 温度:B1=1000(℃),B2=1100(℃),B3=1200(℃) 流速:Cl=600(毫升/分),C2=400(毫升/分), C3=800(毫升/分) CO:H2:D1=1:2,D2=2:1,D3=1:1 这是四因子3水平的多指标(X、Y、Z)问题,如果做全面试验需3^4=81次试验,而用L9()来做只要9次。具体安排如表3。同全面试验比较,工作量少了8/9。由于缩短了试验周期,可以提高试验精度,时间越长误差干扰越大。并且对于多指标问题,采用简单对比法,往往顾此失彼,最适工艺条件很难找;而应用正交表来设计试验时可对各指标通盘考虑,结论明确可靠。

正交试验设计法,就是使用已经造好了的表格--正交表--来安排试验并进行数据分析的一种方法。它简单易行,计算表格化,使用者能够迅速掌握。下边通过一个例子来说明正交试验设计法的基本思想。

[例1]为提高某化工产品的转化率,选择了三个有关因素进行条件试验,反应温度(A),反应时间(B),用碱量(C),并确定了它们的试验范围:

A:80-90℃

B:90-150分钟

C:5-7%

试验目的是搞清楚因子A、B、C对转化率有什么影响,哪些是主要的,哪些是次要的,从而确定最适生产条件,即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率高。试制定试验方案。

这里,对因子A,在试验范围内选了三个水平;因子B和C也都取三个水平:

A:A1=80℃,A2=85℃,A3=90℃

B:B1=90分,B2=120分,B3=150分

C:C1=5%,C2=6%,C3=7%

当然,在正交试验设计中,因子可以是定量的,也可以是定性的。而定量因子各水平间的距离可以相等,也可以不相等。

目的:优选黄连解毒汤中有效成分的提取工艺.方法:以小檗碱和黄芩苷的含量为测定指标,以HPLC法为含量测定方法。影响因素是溶媒倍数、浸提时间、浸提次数,应用L9(34)正交试验设计筛选黄连解毒汤中有效成分的最佳提取工艺条件.结果:最佳提取条件为:加5倍水量,煎煮1.5h,共煎2次,根据优选工艺验证实验表明,浸膏得率和有效成分提取率均较高,且重现性较好。