-配方试验设计
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文档推荐
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食品配方设计知识页数:8
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第八章 配方试验设计页数:37
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第09章 配方试验设计页数:29
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胡第9章 配方试验设计页数:69
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-配方试验设计页数:60
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30-60kg生长猪复合预混饲料配方设计和制作-动科101-韩莎
猪复合预混料配方设计学校：山西农业大学院系：动物科技学院班级：动科101姓名：韩莎学号：2010020414一、设计思路以30~60千克生长育肥猪，复合预混料在全价料中的添加量为2﹪为例。
一，复合预混料的配方设计1.确定复合添加剂预混料的组成此复合添加剂预混料里包含赖氨酸，维生素，矿物素，微量元素，风味剂，防霉剂，抗氧化剂等有效成分。
2.确定微量元素预混料量据实践经验，微量元素预混料一般占全价饲料的0.5﹪。
据国家猪的饲养标准得到猪的微量元素需要量如下表：1kg全价配合饲料中微量元素的添加量元素名称添加量（mg／kg）铜10铁100锌110锰 4碘0.2硒0.25预混料中微量元素一般需要量即为添加量，所以添加量为上表所示。
其次要选用适宜的微量元素添加剂原料，如下表：添加剂原料中有效元素含量（%）元素名称价钱（元／kg）元素含量（%）五水硫酸铜24 25.0一水硫酸亚铁 4.8 30.0一水硫酸锌0.045 35.0一水硫酸锰 3.5 31.8碘化钾65 1亚硒酸钠60 1综上可得下表：微量元素预混料配方设计元素名称每千克饲料预混料中元素添加剂添加剂原料1kg预混料中添添加量（mg）添加剂（mg／kg）原料名称规格加剂用量（g）序号 1 2 3 4 5计算方法—1÷0.5％——2÷4÷1000铜10 2000 硫酸铜25.0﹪ 8铁100 20000 硫酸亚铁30.0％66.67锌110 22000 硫酸锌35.0﹪ 62.86锰 4 800 硫酸锰31.8﹪ 2.52碘0. 2 40 碘化钾1﹪ 4硒0.2 5 50 亚硒酸钠1﹪ 5合计 149.05所以载体若选择石粉的话，用量为1000-149.05=850.95，则可确定微量元素预混料的用量及配方：微量元素预混料配方设计元素名称每千克饲料预混料中元素添加剂添加剂原料1kg预混料中添添加量（mg）添加剂（mg／kg）原料名称规格加剂用量（g）序号 1 2 3 4 5计算方法—1÷0.5％——2÷4÷1000铜10 2000 硫酸铜25.0﹪ 8铁100 20000 硫酸亚铁30.0％66.67锌110 22000 硫酸锌35.0﹪ 62.86锰 4 800 硫酸锰31.8﹪ 2.52碘0. 2 40 碘化钾1﹪ 4硒0.2 5 50 亚硒酸钠1﹪ 5载体 850.95 3.确定维生素预混料量据实践经验维生素预混料一般占全价饲料的0.1﹪。
肥料配方设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在了解肥料配方设计的基本原理和方法，掌握不同肥料成分对作物生长的影响，以及如何根据作物需求和土壤条件设计合理的肥料配方，以提高作物产量和品质。
二、实验材料1. 试验作物：水稻2. 试验土壤：灌南县水稻土3. 试验肥料：氮肥、磷肥、钾肥、复合肥4. 试验设备：土壤样品采集器、土壤养分测定仪、施肥设备、测量工具等三、实验方法1. 土壤样品采集：在试验田内随机选取5个点，使用土壤样品采集器采集0-20cm土层土壤样品。
2. 土壤养分测定：将采集到的土壤样品送检，测定土壤中的氮、磷、钾等养分含量。
3. 肥料配方设计：根据土壤养分测定结果，结合水稻需肥规律，设计不同肥料配方。
4. 试验实施：将不同肥料配方分别施用于试验田，每个配方设置3个重复，每个重复面积为100平方米。
5. 作物生长观测：在作物生长期间，定期观测作物的生长状况，包括株高、叶色、分蘖数、产量等。
6. 数据统计与分析：对实验数据进行统计分析，比较不同肥料配方对作物生长的影响。
四、实验结果与分析1. 土壤养分测定结果经测定，灌南县水稻土的养分含量如下：氮：0.12%；磷：0.05%；钾：0.10%2. 肥料配方设计根据土壤养分测定结果和水稻需肥规律，设计以下肥料配方：（1）配方A：纯氮60kg/hm²、纯磷30kg/hm²、纯钾60kg/hm²（2）配方B：复合肥（氮磷钾比例为15:15:15）300kg/hm²（3）配方C：有机肥（鸡粪）15000kg/hm²、纯氮30kg/hm²、纯磷15kg/hm²、纯钾15kg/hm²3. 作物生长观测结果在作物生长期间，对三个肥料配方进行处理，观测结果如下：（1）株高：配方A、B、C的株高分别为90cm、85cm、88cm。
（2）叶色：配方A、B、C的叶色分别为深绿色、绿色、黄绿色。
（3）分蘖数：配方A、B、C的分蘖数分别为15个、12个、13个。
SBS改性乳化沥青试验配方设计与生产
SBS改性乳化沥青试验配方设计与生产祁长有【摘要】通过采用复配的方式对SBS改性乳化沥青进行了室内试验与生产,选择各种优质的原材料,进行合理的配方设计,达到能够符合技术指标要求的SBS改性乳化沥青.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2012(028)018【总页数】4页(P126-128,150)【关键词】SBS改性乳化沥青;配方设计;材料选择【作者】祁长有【作者单位】甘肃省武威公路总段,甘肃武威733000【正文语种】中文【中图分类】U418当前，在我国经济宏观调控的影响下，对新建公路项目的投资将趋于缓和，今后公路建设的重点将以对现有路面的维护和路面材料再生应用为主。
乳化沥青作为路面粘结料的主要原材料，将会被大量应用。
同时随着国民经济的发展，交通量迅速增长，重载超载车辆日益增多以及车辆渠道化等原因，交通对路面的要求越来越高，普通乳化沥青已无法满足高速公路建设和养护的需要。
改性乳化沥青对于提高沥青路面的高、低温性能有着明显的改善作用。
因此，要提高沥青路面的质量，延长路面的使用寿命，就必须对乳化沥青进行改性。
改性乳化沥青是沥青为基料，以高分子聚合物为改性材料，在一定的设备和工艺条件下，通过乳化剂及助剂的作用，使沥青、改性剂与水混溶而成的乳液。
随着对改性乳化沥青研究的深入，改性剂的品种越来越多。
目前，国内外使用最多的改性剂是SBS和SBR。
SBR改性乳化沥青其加工生产方式比较简单，SBR对基质沥青的低温性能有明显的改善作用，有较好的低温抗裂性，但对高温稳定性改善不明显，而我国的气候条件是全国各地夏季普遍气温较高，尤其是甘肃武威地区气候条件、地质条件、交通条件地理位置尤为明显。
部分路段处于高寒阴湿区域夏季最高气温高达35℃以上冬季最低气温达－20℃以下。
对沥青粘结料的高低温稳定性要求比较苛刻。
而且传统SBR改性乳化沥青所用的改性剂价格昂贵，加入量大，生产成本高。
其次是SBS(苯乙烯－丁二烯－苯乙烯)改性剂。
典型乳制品配方单因素试验设计(含乳饮料)(精)
果汁复合型含乳饮料配方设计的单因素试验1材料及方法1.1 材料与设备1.1.1 主要材料提子、蛇果、红枣（去心），购于淮安市淮海路苏果超市，新鲜、无霉变、无病虫害；乳粉，购于淮安市淮海路苏果超市；纯净水，由江苏食品药品职业技术学院实训中心提供；白砂糖，江苏白玫糖业有限公司；1.1.2 仪器与设备九阳果汁打浆机，南通市万川贸易有限公司；JY5002电子天平，上海精密科学有限公司；DS-1组织捣碎机，上海精科有限公司；DK-S28型电热恒温水浴锅，江苏省金坛市环宇科学仪器厂；调配罐、均质机、灌装机，江苏金荣机械有限公司。
1.1.3试剂高锰酸钾、果胶酶、硅藻土，上海昊岳实业有限公司；柠檬酸，山东省中创柠檬生化有限公司生产；Vc，上海华顿食品添加剂有限公司。
1.2 工艺流程1.2.1提子汁生产工艺流程提子→挑选→清洗→破碎→除梗→加热→压榨→杀菌→冷却→酶处理→过滤→调配→提子汁→备用1.2.2蛇果汁生产工艺流程原料选择→清洗→破碎→护色→榨汁→澄清、过滤蛇→果汁→备用1.2.3红枣汁生产工艺流程红枣→选果清→洗浸提→过滤红→枣汁→备用1.2.4 复合型含乳饮料生产工艺流程提子汁、蛇果汁、红枣汁、辅料→调配→均质→脱气→灭菌→热灌装、封口→冷却→入库→成品→检验出厂1.3 操作要点1.3.1 提子汁的制备（1）挑选、清洗：要求提子八成熟左右，成熟度过低没有提子的风味，过高贮藏加工过程中易出现腐烂，加工时要及时挑去腐烂果、不成熟果等。
提子清洗一般先采用0.03％的高锰酸钾，然后再用清水冲洗干净。
（2）破碎、除梗：提子清洗之后，立即进行破碎与除梗，便于榨汁，减少果梗带来的异味。
（3）加热：将破碎后的提子浆加热至60℃左右，维持1 h，软化果肉，有利于果皮与果肉中色素的溶出和榨汁。
（4）压榨、杀菌：热处理后的果浆应尽快榨汁，压榨后的果渣加入适量水进行第二次榨汁，两次汁液混合后立即进行巴氏杀菌（80℃左右），避免在后续加工过程中果汁发酵，杀菌后将果汁冷却至40℃进行酶处理。
乳胶涂料调色基础漆的配方设计
2008-09-01 11:22 | 只看楼主树型| 收藏| TOP乳胶涂料调色基础漆的配方设计张朝平洪星兰铁纯 (广东鸿昌化工集团有限公司,顺德 528329)摘要：阐述了调色对乳胶涂料性能的影响，并介绍了调色基础漆的展色性能和配方设计要点。
关键词：乳胶涂料；基础漆；调色1 前言在涂装应用过程中，乳胶涂料的调色是必不可少的。
正是因为它方便的调色性能,满足了人们在装饰自己的生活空间中的个性化需要，使它的应用越来越广泛。
目前,国内大多数厂家的主要产品是白色涂料,当客户需求有色乳胶涂料时仅仅就是简单地加入色浆进行颜色调配。
在调配浅颜色时,这种方法是可行的,但当调配较深颜色时,这种办法就有许多弊端。
因为调深颜色时必然要加入大量的色浆,这就会对产品的各项性能指标产生较大的影响:粘度会大幅下降、光泽降低、施工性变差等。
同时外加色浆与原来乳胶涂料体系的相容性问题也随之产生：施工后浮色、发花等涂膜缺陷等。
再有就是白色颜料含量不合理造成的调色困难：(1) 颜色无法达到要求：（2) 色浆加入量过大造成成本过高及涂膜性能大幅下降，降低产品的市场竞争力。
所以，当调配较深颜色时研制一种专门的基础漆是非常必要的。
用于调配深色乳胶涂料的基础漆应该具有展色性好，涂刷后无浮色、发花，调色后粘度下降在正常范围，施工性、保色性好等性能。
2 实验部分2.1 原材料及配方(见表 1)表1 原材料及配方2.2 操作工艺将水、分散剂、润湿剂、部分消泡剂及其它助剂投入分散缸中，搅拌均匀，然后投入颜、填料，分散至细度合格，投入乳液、 pH 调节剂、成膜助剂、增稠剂及剩余消泡剂搅拌均匀 , 检测。
2.3 产品生产控制指标及检测方法(见表 2)表2 产品生产控制指标及检测方法3 结果与讨论3.1 乳液的选择乳液作为主要成膜物质，对涂膜的性能起着决定性的作用。
不同的乳液具有不同的性能，常用乳液性能比较见表 3 。
表3 常用乳液性能比较（注 :5 为最好 ;1 为最差。
试验设计与数据处理(第三版)李云雁 第9章 配方试验设计
第 9章
配方试验设计
配方试验设计（formula experiment design ） 混料试验设计（mixture experiment design） 合理地选择少量的不同配比的试验，以确定最佳的 产品配方
9.1 配方试验设计约束条件
若y表示试验指标，x1，x2，…，xm表示配方中m种组分各 占的百分比，则混料约束条件 ：
编码公式：
x j a j (1 a j ) z j
j 1
m
或
zj
xj aj 1 a j
j 1 m
例：
x1 a1 , x2 a2 , x3 a3
x1 [1 (a1 a2 a3 )]z1 a1
x2 [1 (a1 a2 a3 )]z2 a2 x3 [1 (a1 a2 a3 )]z3 a3
＊9.3 配方均匀设计
单纯形设计 ：
设计、分析简单 试验点在试验范围内的分布不十分均匀 配方均匀设计： 使试验点在单纯形中散布尽可能均匀
无约束的配方均匀设计步骤： （1）配方均匀设计表的选用
配方均匀设计表：
UMn（nm）或UMn*（nm） n：试验次数
m ：组分数
xj≥ 0 （j＝1，2，…，m）
x1＋x2＋…＋xm＝1
9.2 单纯形配方设计
9.2.1 单纯形的概念
单纯形（simplex ）：凸形
正规单纯形： 例：正三角形，正四面体
高为1的正规单纯形可表示混料组成
正规单纯形内任一点到各个面的距离之和是1 顶点代表单一成分组成的混料 棱上的点代表两种成分组成的混料 面上的点代表多于两种而≤m 种成分组成的混料 内部的点则是代表全部m种成分组成的混料
配方试验设计
配方试验设计（formula experiment design ） 混料试验设计（mixture experiment design） 合理地选择少量的不同配比的试验，以确定最佳的 产品配方
9.1 配方试验设计约束条件
若y表示试验指标，x1，x2，…，xm表示配方中m种组分各 占的百分比，则混料约束条件 ：
编码公式：
x j a j (1 a j ) z j
j 1
m
或
zj
xj aj 1 a j
j 1 m
例：
x1 a1 , x2 a2 , x3 a3
x1 [1 (a1 a2 a3 )]z1 a1
x2 [1 (a1 a2 a3 )]z2 a2 x3 [1 (a1 a2 a3 )]z3 a3
＊9.3 配方均匀设计
单纯形设计 ：
设计、分析简单 试验点在试验范围内的分布不十分均匀 配方均匀设计： 使试验点在单纯形中散布尽可能均匀
无约束的配方均匀设计步骤： （1）配方均匀设计表的选用
配方均匀设计表：
UMn（nm）或UMn*（nm） n：试验次数
m ：组分数
xj≥ 0 （j＝1，2，…，m）
x1＋x2＋…＋xm＝1
9.2 单纯形配方设计
9.2.1 单纯形的概念
单纯形（simplex ）：凸形
正规单纯形： 例：正三角形，正四面体
高为1的正规单纯形可表示混料组成
正规单纯形内任一点到各个面的距离之和是1 顶点代表单一成分组成的混料 棱上的点代表两种成分组成的混料 面上的点代表多于两种而≤m 种成分组成的混料 内部的点则是代表全部m种成分组成的混料
配方设计基础知识点
配方设计基础知识点配方设计是指根据产品需求，合理选择原料并确定其比例、使用方法和操作流程的过程。
在各行业中，配方设计都是一个至关重要的环节。
本文将介绍一些配方设计的基础知识点，包括原料选择、比例确定和流程优化等。
一、原料选择在配方设计中，选择适合的原料是非常重要的。
原料的选择应考虑产品的性质、用途和成本等因素。
以下是一些常见的原料选择原则：1. 功能性原料：根据产品的功能需求选择相应的功能性原料。
比如，如果需要防晒的化妆品，就需要选择具有防晒功能的原料。
2. 安全性原料：选择对人体安全无害的原料，确保产品的质量和使用安全。
3. 成本控制：在保证产品质量的前提下，选择成本适中的原料，以降低生产成本。
4. 稳定性原料：选择稳定性好的原料，以延长产品的保质期和稳定性。
5. 产地选择：根据不同地区的原料供应情况选择合适的产地，以确保原料的质量和供应的稳定性。
二、比例确定在配方设计中，各种原料的比例和配比非常重要。
不同的产品需要不同的比例关系来达到理想的效果。
以下是一些比例确定的基本原则：1. 考虑产品性质：不同的产品对原料比例的要求不同。
比如，洗发水中洗净力对于清洁产品非常重要，因此洗发水配方中洗净力的比例应该较高。
2. 相容性考虑：不同原料之间的相容性对产品的稳定性有很大影响。
在确定比例时要考虑原料之间的相容性。
3. 保持一致性：同一产品的不同批次应保持一致的配方比例，以确保产品的质量和稳定性。
4. 多次试验：在确定最终比例之前，可以进行多次试验，根据不同比例配方的效果选择最佳比例。
三、流程优化配方设计的流程优化对于提高产品的生产效率和质量非常重要。
以下是一些流程优化的基本原则：1. 合理排列：根据原料添加的顺序和操作步骤的要求，合理排列配方中各个原料的添加顺序。
2. 简化操作：尽量简化复杂的操作步骤，减少不必要的工序，提高生产效率。
3. 自动化装置：在条件允许的情况下，可以引入自动化装置，提高生产效率和产品的一致性。
添加剂预混料的配方设计方案
2.活性成分添加量 总供给量为基础饲料中的含量和通过预混料供给的部分，后
者为活性成分添加量。
2021/6/14
4
（二）确定活性成分添加量的原则
总原则：依据饲养标准，动物生产特点结合活性成分的理化特性 1.维生素添加量 忽略基础饲料中维生素含量，直接以饲养标准推荐的最低需要量 为添加量。同时应考虑有效期内的损失。 2.微量元素添加量 生产上，往往将基础饲料中的含量忽略不计，但毒性较大的微量 元素（硒、碘）需考虑基础饲料中的含量。 3.药物成分添加量 严格遵守国家有关规定，同时注意药物配伍禁忌。
2021/6/14
5
2021/6/14
6
(三) 原料与载体的选择
（一）原料的选择
1.维生素：考虑原料稳定性和生物学效 价兼顾价格 2.微量元素：多选用硫酸盐或碳酸盐、 氯化物和氧化物。 3.药物添加剂：选用高效、低毒、低残 留药物，严禁使用违禁药物。
2021/6/14
7
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。20 21/6/14 2021/6/14Mon day , June 14, 2021
的计算公式为商品原料添加量=微量元素添加量/纯品中元素含量（%） /商品纯度（%）》
微量元素商品 （%）
元素含量（%）商品原料纯度 每千克饲料用 预混料含量
（%）
商品原料量 （%）
（mg）
硫酸铜 25.5 98
32.01 1.601
碘化钾 76.45 98
0.47 0.023
硫酸亚铁 20.1 98
3．复合添加剂预混料
由不同类型原料组成的预混料 由二类或多类添加剂
者为活性成分添加量。
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（二）确定活性成分添加量的原则
总原则：依据饲养标准，动物生产特点结合活性成分的理化特性 1.维生素添加量 忽略基础饲料中维生素含量，直接以饲养标准推荐的最低需要量 为添加量。同时应考虑有效期内的损失。 2.微量元素添加量 生产上，往往将基础饲料中的含量忽略不计，但毒性较大的微量 元素（硒、碘）需考虑基础饲料中的含量。 3.药物成分添加量 严格遵守国家有关规定，同时注意药物配伍禁忌。
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(三) 原料与载体的选择
（一）原料的选择
1.维生素：考虑原料稳定性和生物学效 价兼顾价格 2.微量元素：多选用硫酸盐或碳酸盐、 氯化物和氧化物。 3.药物添加剂：选用高效、低毒、低残 留药物，严禁使用违禁药物。
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9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。20 21/6/14 2021/6/14Mon day , June 14, 2021
的计算公式为商品原料添加量=微量元素添加量/纯品中元素含量（%） /商品纯度（%）》
微量元素商品 （%）
元素含量（%）商品原料纯度 每千克饲料用 预混料含量
（%）
商品原料量 （%）
（mg）
硫酸铜 25.5 98
32.01 1.601
碘化钾 76.45 98
0.47 0.023
硫酸亚铁 20.1 98
3．复合添加剂预混料
由不同类型原料组成的预混料 由二类或多类添加剂
典型乳制品配方单因素试验设计(调制乳)(精)
香蕉可可奶配方设计的单因素试验
1.材料及方法 1.1 主要材料
香蕉，购于江苏商联超市；德国德亚纯牛奶，购于苏果超市；白砂糖，江苏白枚糖业 有限公司生产；可可粉和软化水，均由江苏食品药品职业技术学院发酵食品生产车间提供 和制备。 1.2 仪器与设备
电子天平；GYB60-GS 型均质机；JYL-350A 型九阳料理机；电磁炉，胶体磨，手提式 灭菌锅。 1.3 工艺流程
香蕉去皮抽丝→护色打浆→过滤→香蕉浓浆 蔗糖和乳化稳定剂→部分鲜奶（水浴预热） → 调配→均质→杀菌冷却→灌装 可可粉→煮沸加热
1.4 操作要点 1.4.1 可可粉的预处理
将可可粉溶于热水中，煮沸 30 min 后放置到恒温箱内保温。可可粉含有大量的芽孢， 经过加热保温后，可可粉杀菌更加彻底，口感也更佳。 1.4.2 香蕉的护色
4
条件下，选择可可粉的添加量分别为 0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，确定可可粉的最佳添加量， 结果如图 2 所示。
图 2 可可粉添加量与产品感官评分值的关系 由图 2 可知，在香蕉浆的最佳添加量为 1.5%，配方中鲜奶和乳化稳定剂的添加量为 34%、0.06%的条件下，可可粉添加量为 1.2%时，产品感官评分最高，为 82 分，即风味最 佳。由此得出结论，1.2%是可可粉的最佳添加量。 2.5 鲜牛奶添加量的确定 在香蕉浆、可可粉的最佳添加量分别为 1.5%、1.2%，乳化稳定剂为 0.06%的条件下， 选择鲜奶的添加量分别为 30%、32%、34%、36%、38%，确定鲜奶的最佳添加量。
离心管的重量 X1，加入 40g 的样品后，放入离心机中 3000r/min 离心 20min，将离心
管中清液倒出，称其重量为 X2。沉淀率用下式计算:
沉淀率=( X2-X1)/40 * 100%
1.材料及方法 1.1 主要材料
香蕉，购于江苏商联超市；德国德亚纯牛奶，购于苏果超市；白砂糖，江苏白枚糖业 有限公司生产；可可粉和软化水，均由江苏食品药品职业技术学院发酵食品生产车间提供 和制备。 1.2 仪器与设备
电子天平；GYB60-GS 型均质机；JYL-350A 型九阳料理机；电磁炉，胶体磨，手提式 灭菌锅。 1.3 工艺流程
香蕉去皮抽丝→护色打浆→过滤→香蕉浓浆 蔗糖和乳化稳定剂→部分鲜奶（水浴预热） → 调配→均质→杀菌冷却→灌装 可可粉→煮沸加热
1.4 操作要点 1.4.1 可可粉的预处理
将可可粉溶于热水中，煮沸 30 min 后放置到恒温箱内保温。可可粉含有大量的芽孢， 经过加热保温后，可可粉杀菌更加彻底，口感也更佳。 1.4.2 香蕉的护色
4
条件下，选择可可粉的添加量分别为 0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，确定可可粉的最佳添加量， 结果如图 2 所示。
图 2 可可粉添加量与产品感官评分值的关系 由图 2 可知，在香蕉浆的最佳添加量为 1.5%，配方中鲜奶和乳化稳定剂的添加量为 34%、0.06%的条件下，可可粉添加量为 1.2%时，产品感官评分最高，为 82 分，即风味最 佳。由此得出结论，1.2%是可可粉的最佳添加量。 2.5 鲜牛奶添加量的确定 在香蕉浆、可可粉的最佳添加量分别为 1.5%、1.2%，乳化稳定剂为 0.06%的条件下， 选择鲜奶的添加量分别为 30%、32%、34%、36%、38%，确定鲜奶的最佳添加量。
离心管的重量 X1，加入 40g 的样品后，放入离心机中 3000r/min 离心 20min，将离心
管中清液倒出，称其重量为 X2。沉淀率用下式计算:
沉淀率=( X2-X1)/40 * 100%
配方实验设计
配方试验设计配方试验设计配方配比问题是工业生产及科学试验中经常遇到的一类问题，在化工、医药、食品、材料等工业领域，许多产品都是由多种组分按一定比例混合起来加工而成，这类产品的质量指标只与各组分的百分比有关，而与混料总量无关。
为了提高产品质量，试验者要通过试验得出各种成分比例与指标的关系，以确定最佳的产品配方。
配方试验设计又称混料试验设计，其目的就是合理地选择少量的试验点，通过一些不同配比的试验，得到试验指标与成分百分比之间的回归方程，并进一步探讨组成与试验指标之间的内在规律。
配方设计的方法主要有：单纯形格子点的设计，单纯形重心设计，配方均匀设计。
1 配方试验设计的约束条件在配方试验或混料试验中，如果用y 表示试验指标，X 1,X 2,...,X m 表示配方中m 中组分各占的百分比，显然每个组分的比例必须都是非负的，而且它们的总和必须为1，所以混料约束条件可以表示为()1...,,...,2,1021=+++=≥m j x x x m j x （1-1）如果产品含有三种成分，其比例分别为x 1、x 2、x 3，则试验指标y 与x 1、x 2、x 3之间的三元二次回归方程可以表示为：2333222221113223311321123322110ˆx b x b x b x x b x x b x x b x b x b x b b y +++++++++= （1-2） 由于()()()()213233122232121321001,1,1,x x x x x x x x x x x x x x x b b --=--=--=++= 整理可得322331132112332211ˆx x b x x b x x b x b x b x b y+++++= （1-3） 回归方程没有了常数项和二次项，只有一次项和交互项。
又由于 2131x x x --= ，所以上述回归方程还可以表示如下22222111211222110ˆx b x b x x b x b x b b y+++++= （1-4）可见，在配方试验中，试验因素为各组分的百分比，而且是无印次的，这些因素一般是不独立的，所以往往不能直接使用前面介绍的用于独立变量的试验设方法。
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说明：在混料设计中，每个混料成分的含量都必须
表示成分的百分比。显然每个成分的含量百分比 应该是非负的并且它们的总和必须等于1。这也是 混料设计与独立变量设计最主要的区别。
9.1.2 混料配方设计中的数学模型(The mathematical models of formula experimental design) 例：试验指标y与x1，x2，x3之间的三元二次回 归方程
第9章配方(混料)试验设计(Formula Experimental Design) 1.教学目标-掌握配方试验设计的基本原理及分 析计算 2.教学重点-单纯形格子点的配方设计 3.教学难点-单纯形的引入，试验配方的确定
9.0 概述(Overview)
所谓混料，是指若干种不同成分按百分比 混在一起。如饮料、巧克力等。 9.0.1配方试验设计(Formula Experimental Design)，又称混料试验设 计(Mixture Experimental Design)：其目 的是合理地选择少量的试验点，通过一些 不同配比的试验，得到试验指标与成分百 分比之间的回归方程，并进一步探讨组成 与试验指标之间的内在规律。
9.0.3 混料参数优化必要性
某工序若没有进行系统的混料参数优化， 混料参数搭配不合理，势必造成消耗高、 质量差、技术经济指标欠佳的状况。 若曾经采用过某些方法进行过工艺参数优 化，达到过较好的水平，但是，随着设备 的老化、原料产地的多元化等因素的影响， 工艺参数处于非最佳状态，需要采用更新 的技术进行优化，才能降低消耗、提高技 术经济指标，恢复或超越以往的辉煌。
无约束的配方设计：是指除了配方设计的约束条 件，不再有对各组分含量加以限制的其它条件
各组分含量xj的变化范围可用高为1的正单纯形表 示 每种组分的百分比xj的取值与阶数d有关，为1/d的 倍数： xj＝0，1/d，2/d，…，d/d＝1 xj 编码：xj＝zj 对于无约束单纯形格子设计，不 必区分规范变量与自然变量。
单纯形格子点设计表的选用
先将自然变量xj（j＝1，2，…，m）进行编码 编码公式：
m
x j a j (1 a j ) z j
j 1
或
zj
xj aj 1 a j
j 1 m
0≤zj≤1 若自然变量xj无约束，则xj＝zj 根据组分数m选择合适大小的设计表
பைடு நூலகம்
要进行新产品的开发，按照全面质量管理的要求， 质量是设计出来的，而不是生产出来的。在产品 的设计开发阶段，优化工艺参数，使产品达到高 质量、低消耗、低成本、高效益，在一个较高的 水平上进入市场，在国内外市场上才能占有一席 之地。要实现这一目标，没有高超的试验设计手 段是不行的。 因此，新产品的开发和老产品的技术改造都需要 工艺参数优化。搞好工艺参数优化可促进科学技 术转变为生产力，对企业提高技术管理水平和经 济效益大有益处。
b13 4 y13 2( y1 y3 ) 4 6.8 2 (6.5 7.5) 0.8 b23 4 y23 2( y2 y3 ) 4 5.4 2 (5.5 7.5) 4.4
2
2
4
23
(3)回归方程的建立
也可能引用公式(9-10)。
9.0.2 混料试验设计的应用(The applications of formula experimental design)
混料试验设计在工业、农业和科学试
验中都得到广泛的应用。在工业试验 方面，如食品、医药、汽油混合物、 混凝土、聚合物塑料、合金、陶瓷、 油漆、洗涤剂、混纺纤维及烧结矿等 产品都会遇到混料设计问题。
y a b1 x1 b2 x2 b3 x3 b12 x1 x2 b13 x1 x3 b23 x2 x3
2 2 b11 x12 b22 x2 b33 x3 经变换无常数项与二次项，只有一次项与交互项 ： 最 y b1x1 b2 x2 b3 x3 b12 x1x2 b13 x1x3 b23 x2 x3
bj y j b jk 4 ykj 2( yk y j )
, k j, k 1, 2,, m 1
得： b1 y1 6.5 b2 y2 5.5 b3 y3 7.5
b12 4 y12 2( y1 y2 ) 4 8.5 2 (6.5 5.5) 10.0 b13 4 y13 2( y1 y3 ) 4 6.8 2 (6.5 7.5) 0.8 b23 4 y23 2( y2 y3 ) 4 5.4 2 (5.5 7.5) 4.4
第9章 配方(混料)试验设 计(Formula Experimental Design)
第9章 配方(混料)试验设计 (Formula Experimental Design)
9.0 简述(Overview) 9.1 配方试验设计约束条件(Constraint conditions of formula experimental design) 9.2 单纯形配方设计(Simplex formula design) 9.3 配方均匀设计(Uniform mixture design)
9.1 配方试验设计约束条件 (Constraint conditions of formula experimental design)
9.1.1 约束条件(Constraint conditions) 若y表示试验指标，x1，x2，…，xm表示配方中m 种组分各占的百分比，则混料约束条件 ： xj≥ 0 （j＝1，2，…，m） x1＋x2＋…＋xm＝1
正规单纯形的顶点代表单一成分组成的混料，棱 上的点代表两种成分组成的混料，面上的点代表 多于两种而少于等于m种成分组成的混料，而内 部的点则是代表全部m种成分组成的混料。
高为1的正规单纯形可表示混料组成
顶点代表单一成分组成的混料
棱上的点代表两种成分组成的混料
面上的点代表多于两种而≤m 种成分组成的混料 内部的点则是代表全部m种成分组成的混料： 正规单纯形内任一点到各个面的距离之和是1
可变为如下的二元二次方程：
y a b1x1 b2 x2 b12 x1x2 b x b x
2 11 1
2 22 2
可用数据分析求解回归方程
常 用 的 模 型
9.2 单纯形配方设计(Simplex formula design)
9.2.1单纯形的概念(The concepts of simplex) 单纯形是指顶点数与坐标空间维数相等的 凸图形。在单纯形混料设计中，一般都是用 正单形，如正三角形，正四面体等。 平面上的正规单纯形是等边三角形，三维 空间的正规单纯形是正四面体，当维数>3时， 正规单纯形不能用图画出。
z3
0 0 1 0 0 1/3 2/3 1/3 2/3
②有约束单纯形格子点设计
除配方设计的约束条件，还要受其它约束条件限制， 如： aj ≤xj≤bj， j＝1，2，…，m
②有约束单纯形格子点设计
有下界约束的单纯形格子点设计 ： aj ≤xj
试验范围为原正规单纯形内的一个规则单纯形
1/2 1/2
0.45 0.45
5 6
1/2 0
0
1/2 0.45 0
0 0.45
0.55 0.55
6.8(y13) 5.4(y23)
1/2 1/2
(3)回归方程的建立
本例{3,2}单纯形格子点设计的回归方程为三 元二次方程，即：
y b1z1 b2 z2 b3 z3 b12 z1z2 b13 z1z3 b23 z2 z3
9.2.2.3 单纯形格子点设计基本步骤
(1)明确试验指标，确定混料组分 (2)选择单纯形格子点设计，进行试验设计 (3)回归方程的建立 (4)最优配方的确定 (5)回归方程的回代 有下界约束时： 将zj 转换成xj 无约束时：不用回代
例9-1：p.207~208 某种葡萄汁饮料主要
是由纯净水（x1）、白砂糖（x2）和红 葡萄浓缩汁（x3）三种成分组成，其中 要求红葡萄浓缩汁（x3）的含量不得低 于10%，试通过配方试验确定使试验指 标y最大的最优配方。试验指标为综合评 分，越高越好。
表9-2 {3,2}单纯形格子点设计
试验号 1 z1 1 z2 0 z3 0
2
3 4
0
0 1/2
1
0 1/2
0
1 0
5
6
1/2
0
0
1/2
1/2
1/2
表9-3 {3,3}单纯形格子点设计
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
z1
1 0 0 2/3 1/3 2/3 1/3 0 0
z2
0 1 0 1/3 2/3 0 0 2/3 1/3
9.2.2 单纯形格子点设计 （Simplex-lattice design ）
9.2.2.1 设计原理(Design principle)
9.2.2.1 设计原理(Design principle)
将图a中高为1的等边三角形三条边各二等分，如图b。 则此三角形的三个顶点与三个边中点的总体称为二阶 格子点集，记为{3，2}单纯形格子点设计，其中3表 示正规单纯形的顶点个数，即组分数m＝3，2表示每 边的等分数，即阶数d＝2。 将等边三角形各边三等分，如图c。为三阶格子点集， 记为{3，3}单纯形格子点设计，前面的3表示了正规 单纯形顶点个数，即组分数m，后面的3表示了每边 的等分数，即阶数d。 用类似的方法，可得到其它各种格子点集。三顶点正 规单纯形的四阶格子点集记为{3，4}，总共有15个点。 四顶点正规单纯形的二阶和三阶格子点集分别用{4， 2}和{4，3}表示，如图e和f所示。