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实验设计作业2016


《试验设计与优化》大作业
1.用新旧两种工艺冶炼某种金属材料,分别从两种冶炼工艺生产的 产品中抽样,测定产品中 的杂质含量(%) ,结果如下: 旧工艺(1) :2.69,2.28,2.57,2.30,2.23,2.42,2.61,2.64,2.72, 3.02,2.45,2.95,2.51; 新工艺: (2)2.26,2.25,2.06,2.35,2.43,2.19,2.06,2.32,2.34 试问新冶炼工艺是否比旧工艺生产更稳定, 并检验两种工艺之间是否 存在系统误差? (α =0.05)

2. 作图 表 1 催化剂的重复利用性
Batch 1 2 3 4 5 6 Initial glucose releasing rate (mg ml-1 h-1) 0.15 2.54 2.52 2.46 2.41 2.37 Glucose yield (%) 20.4 86.8 86.4 85.9 84.1 84.0

某催化剂可催化纤维素水解为葡萄糖, 在评价该催化剂重复使用稳定 性的实验中,进行了 6 次重复实验,每批次测定了该催化剂催化纤维 素的初速度(初始葡萄糖生产速率)和葡萄糖得率,最终结果列于表 1,试将实验结果在同一幅图中表示。 (推荐使用软件 origin)

3. 某产品的得率与反应温度 X1 (70-100℃) 、反应时间 X2(1-4 h) 及某反应物含量 X3(30-60%)有关,不考虑因素间的交互作用, 选用正交表 L8(27)进行一次回归正交试验,并多安排 3 次零水平 试验,试验结果依次为(%) :12.6,9.8,11.1,8.9,11.1,9.2, 10.3,7.6,10.0,10.5,10.3。 (1) 用一次回归正交试验设计确定产品得率与三个因素之间 的函数关系; (2) 对回归方程和回归系数进行显著性检验; (3) 确定因素主次和优方案。

4. 为了提高某微生物产油脂能力,需要获得最优的培养基配 方使得此菌生物量和油脂产量最高,经过单因素试验确定 了对该菌生长和油脂产量影响较大的 4 个因素:发酵糖含 量(2.5—12.5g/L) 、大豆蛋白胨含量 (60—100 g/L)、CaSO4 含量 (0.07—0.11 g/L)、初始 PH (4.5—6.5)。随后,根据中 心组合设计(CCD)原理,以生物量和油脂产量为响应值设 计试验,设计实验方案及实施后的试验结果如表 1 所示。 (1)请用表格列出各因素水平的编码表; (2)采用响应面分析软件 Design-Expert 进行响应面分析,得 出拟合方程,并用方差分析检验方程的显著性。 (叙述方程类型, 写出表达式,指出各项系数的显著性及各因素主次) (3)获得响应面图和等高线图,分析其意义。

(4)预测最优方案(各因素最优值)和最优方案下的最优响 应值。 表 1 CCD 法试验方案及试验结果
Run X1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Factor X2 X3 X4 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 0 0 -2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 0 0 -2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 -2 2 0 0 0 0 0 0 Biomass (g/L) Observed 1.02 1.13 0.96 1.15 1.01 1.03 0.97 1.07 0.92 1.04 0.85 1.05 0.88 0.91 0.82 0.97 0.83 1.07 1.03 0.96 1.06 0.91 1.11 0.93 1.04 1.05 1.06 1.07 1.05 1.07 yield (%) Observed 36.35 33.61 40.03 35.43 32.87 33.12 35.56 34.01 38.35 36.15 41.35 37.50 40.23 40.86 42.16 41.04 38.43 33.59 36.76 40.21 35.09 35.36 34.73 43.26 40.32 39.07 39.44 40.03 39.19 40.17

要求: 1. 严禁抄袭 2. A4 纸打印(需存档) 3. 6 月 20 日(周一)下午 15:30——16:30 交至工四 315 室。 4. 写上姓名与学号;学委排序。



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