課程小論文---正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1、基于正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在辣椒干燥中的基于正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在辣椒干燥中的應(yīng)用及試驗(yàn)分析應(yīng)用及試驗(yàn)分析學(xué)學(xué) 院：機(jī)械交通學(xué)院院：機(jī)械交通學(xué)院團(tuán)隊(duì)成員：張玉坤團(tuán)隊(duì)成員：張玉坤 孫超偉孫超偉 王星王星 高小東高小東 王偉王偉偉偉 朱勇朱勇 劉云劉云 李楚鵬李楚鵬 盛會(huì)盛會(huì) 楊相飛楊相飛 王海新王海新試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)意義試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)意義連續(xù)式辣椒干燥機(jī)在進(jìn)行辣椒干燥的過(guò)程中，采用傳送裝置將辣椒向前輸送，在不同的干燥倉(cāng)變換熱風(fēng)流動(dòng)方向進(jìn)行辣椒干燥。干燥過(guò)程中熱風(fēng)的溫度、風(fēng)量、干燥時(shí)間對(duì)辣椒的干燥效果均有較大影響，因此對(duì)連續(xù)式辣椒干燥機(jī)進(jìn)行辣椒干燥試驗(yàn)研究并進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化，以達(dá)到最好的辣椒干燥效果。試驗(yàn)材料及方法試驗(yàn)材

2、料及方法辣椒干燥工藝流程（如圖）挑選合格椒挑選合格椒清洗并瀝干清洗并瀝干裝袋、儲(chǔ)藏裝袋、儲(chǔ)藏緩蘇、冷卻緩蘇、冷卻提升機(jī)傳輸?shù)教嵘龣C(jī)傳輸?shù)礁稍飫┎剂蠙C(jī)干燥劑布料機(jī)含水量降至含水量降至14%后出料后出料干燥機(jī)中進(jìn)行干燥機(jī)中進(jìn)行連續(xù)式干燥連續(xù)式干燥指標(biāo)的測(cè)量方法指標(biāo)的測(cè)量方法干燥速率干燥速率 在干燥試驗(yàn)的辣椒中取若干樣品，測(cè)定辣椒的初始含水率和表面積，干燥中記錄間隔記為：t1， t2， tn，在相應(yīng)的時(shí)間從干燥機(jī)取出樣品測(cè)量樣品含濕量計(jì)為C1, C2, ,Cn,其中n均為正整數(shù)。辣椒的干燥速率為： 式中： As第n時(shí)間段辣椒的干燥速率，kg/（s）； S物料的蒸發(fā)面積，； Gs物料的絕干質(zhì)量，kg；

3、 C物料平均含水量，kg/kg； t時(shí)間，s。dtdcSGsAs色澤色澤 使用色差儀測(cè)量辣椒的紅色度a值，在辣椒干燥實(shí)驗(yàn)取a進(jìn)行比較，a=0表示紅色度小，a=60表示純紅色，a值在060間的取值表示辣椒的紅色深淺。均勻性均勻性 辣椒干燥后含水率為1214的辣椒為干燥合格，含水率小于12的辣椒為過(guò)干辣椒。干燥的均勻性為干燥合格的辣椒個(gè)數(shù)占取樣個(gè)數(shù)的百分比，則辣椒干燥的均勻性為： 式中：Nn第n次測(cè)量干燥合格的辣椒個(gè)數(shù)，個(gè)； Kn第n次測(cè)量辣椒干燥均勻性。%100100NnKn辣椒干燥的正交試驗(yàn)辣椒干燥的正交試驗(yàn) 為確定辣椒在連續(xù)式辣椒干燥機(jī)中干燥時(shí)各因數(shù)對(duì)辣椒干燥速率、紅色度、和干燥均勻性影響的

4、主次關(guān)系，進(jìn)行了辣椒干燥的正交試驗(yàn)。選擇辣椒的層厚、風(fēng)量和熱風(fēng)的溫度作為試驗(yàn)因素。其中辣椒的層厚范圍在150mm250mm，循環(huán)風(fēng)量的范圍為8800m/h10800 m/h，熱風(fēng)的溫度范圍6070，如表:因數(shù)水平表因數(shù)水平表根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)為3因素3水平實(shí)驗(yàn)選用L9（34）正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表頭設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析續(xù)續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：（1）辣椒層厚（A） 辣椒的層厚對(duì)辣椒的干燥均勻性、干燥速率和紅色度均有較大影響，而在干燥的均勻性中辣椒的層厚影響更大一些，因此選擇A1水平。（2）風(fēng)量（B） 干燥過(guò)程中熱風(fēng)的循環(huán)風(fēng)量對(duì)辣椒干燥的影響比辣椒的層

5、厚（A）和熱風(fēng)溫度（C）小，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇B3。（3）熱風(fēng)溫度（C） 熱風(fēng)溫度對(duì)辣椒的均勻性和辣椒的紅色度影響最大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇C1綜上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇辣椒干燥的優(yōu)化方案為A3 C1 B3，該優(yōu)化方案為正交表 的第9次實(shí)驗(yàn)中， 即辣椒的層厚為150mm，熱風(fēng)溫度為70，風(fēng)量為10800m3 /h?；谝陨蠈?shí)驗(yàn)結(jié)果，我們進(jìn)行了正交設(shè)計(jì)的方差分析基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們進(jìn)行了正交設(shè)計(jì)的方差分析實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：均勻性實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：均勻性表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表因?yàn)樗怨士蓪B 并入誤差平方和Se 中，得：相應(yīng)的自由度也并入fe，得：查下分布表得 F0.90(2,4)

6、=4.32 F0.95(2,4)=6.94 F0.99(2,4)=1878. 2256. 5eeefSS56. 12 SSBeBSS78. 256. 112. 756. 156. 5BeeSSS422Beefff均勻性分析表的方差表的方差分析（顯著性計(jì)算比較）故因素A對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是高度顯著的。故因素C對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是顯著的。99. 018646.82412. 7222.294FfSfSFeeAAA95. 094. 6932.13412. 7256.49FfSfSFeeeee實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：干燥速率實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：干燥速率表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表因?yàn)樗圆橄路植急淼?/p>

7、 F0.90(2,2)=9 F0.95(2,2)=19 F0.99(2,2)=99計(jì)算F值：故A的試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響0067. 020134. 0eeefSS0067. 0015. 02 SSB故無(wú)須合并90. 0943.1320134. 02018. 0FfSfSFeeAAA99. 09172. 120134. 020157. 0FfSfSFeeBBB95. 01912.3120134. 02417. 0FfSfSFeeeee故B的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)顯著性的影響故C的試驗(yàn)結(jié)果的影響是顯著的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：紅色度實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：紅色度 表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表表頭設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表因?yàn)樗杂?jì)算F值

8、故A的試驗(yàn)結(jié)果不具有顯著性影響445. 3289. 6eeefSS445. 311. 22/2 SSB90. 0988. 3411.11256.21FfSfSFeeAAA查下分布表得 F0.90(2,4)=4.32 F0.95(2,4)=6.94 F0.99(2,4)=1811.1122. 489. 6BeeSSS故可將SB 并入誤差平方和Se 中，得：90. 0992. 2411.11222.16FfSfSFeeeeB故C的試驗(yàn)結(jié)果不具有顯著性影響（2 2）通過(guò)對(duì)辣椒熱風(fēng)干燥性的研究，得出在辣椒干燥過(guò)程中應(yīng)該采用）通過(guò)對(duì)辣椒熱風(fēng)干燥性的研究，得出在辣椒干燥過(guò)程中應(yīng)該采用適當(dāng)高的熱風(fēng)溫度，減少層厚及大的風(fēng)量以提高辣椒的干燥速率。適當(dāng)高的熱風(fēng)溫度，減少層厚及大的風(fēng)量以提高辣椒的干燥速率。 結(jié)論結(jié)論（1 1）通過(guò)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)方差分析可得，直觀分析的優(yōu)化方案）通過(guò)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)方差分析可得，直觀分析的優(yōu)化方案A3C1B3A3C1B3，即，即辣椒的層厚為辣椒的層厚為150mm，熱風(fēng)溫度為，熱風(fēng)溫度為70，風(fēng)量為，風(fēng)量為10800m3 3 /h/h的方案