刻意学习20:用MINITAB做BBD响应面试验数据统计分析

原创 数据小兵  2019-12-01 13:35  阅读 79 次
视频课程《SPSS统计分析:从入门到实践提高》

影响纤维素产酶的三个主要因素,即装液量、稻草粉浓度和麦麸浓度,采用Box-Benhnken试验设计对产纤维素酶发酵条件进行3因素3水平的响应面分析实验,包括12个析因试验和3个中心试验。

因素水平表如下:

用MINITAB生成本次试验方案:

15次试验,记录试验指标即响应量(纤维素酶产量,望大)Y,具体如下:

菜单:统计→DOE→响应面→分析响应面设计

另外输出四合一的残差诊断图形。

由上表可知,A、B的线性项,A、B、C的平方项对于纤维素酶产量都具有显著作用。得到二次多项式如下:

方差分析结果显示,该模型失拟不显著,回归显著。而且模型决定系数 调整后的 R² =0.926,离回归标准差 S=2.471 ,说明回归方程的拟合程度较好,模型可用于纤维素酶生产的理论预测。

根据回归方程可利用MINITAB绘制出响应面等高线图,如上图所以。每个等高线图代表着两个独立变量之间的交互作用,此时第三个变量保持在零水平。

当麦麸浓度或者稻草粉浓度固定在零水平时,在40~56.5ml范围内,纤维素酶产量随着装液量的增大而显著提高,装液量高于56.5ml后纤维素酶产量开始降低。

具体方法:将两个变量固定在零水平,比如稻草粉浓度固定在35,麦麸浓度固定在12,此时,将装液量从40开始以0.5(间隔跨度可以自定)步进至60,依次代入回归方程式计算响应量Y。即可确认出在40~56.5ml范围内,纤维素酶产量随着装液量的增大而显著提高,装液量高于56.5ml后纤维素酶产量开始降低。

同理,可解读其他两个交互作用。

利用MINITAB对回归方程求解当响应量Y 取最大值时各因素最佳水平。菜单:统计→DOE→响应面→响应优化器,所得如下结果:

当装液量56.6mL、稻草粉浓度37.3g/L和麦麸浓度11.2g/L时,理论最大纤维素酶产量为63.4U/mL。

参考资料:

潘春梅, 王辉, 任敏. 纤维素酶液体发酵工艺条件的响应面分析优化[J]. 环境科学与技术(08):120-124.

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《正交试验与响应面试验数据分析—基于SPSS与MINITAB》

课程地址:

http://study.163.com/course/introduction/1005047028.htm

本文地址:http://www.datasoldier.net/archives/1643
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