《表4 相同因素和水平数的析因设计、正交设计、星点设计实验次数》

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《星点设计效应面法优化可溶性糖的提取工艺》

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研究多因素、多水平的工艺优化过程中，通常采用析因设计、正交设计、星点设计．本实验之所以采用星点设计，主要基于以下原因：首先，星点设计实验次数较少．析因设计是全面实验，能够对主效应和交互作用做出精确的估计，但实验次数也较多．正交设计和星点设计是部分实验，实验次数少．由于星点设计是5水平，因此以3因素5水平、4因素5水平、5因素5水平为例，比较3种实验设计的实验次数（为了方便比较，假设都无重复，也不考察因素间的交互作用），结果见表4．由表4可见，因素数越多，越能突显正交设计和星点设计实验次数少这一优势．其次，星点设计具有精度高、预测性好等优点．与星点设计相比，正交设计、析因设计都存在共同的弊端：（1）均是基于线性模型的设计，实际上自变量和因变量间可能是曲线关系；（2）通常自变量的取值只取一部分而不可能是全部，而极值点未必在取值点上．例如本实验中乙醇浓度取值0，17%，40%，63%，80%，最终结果是54%的乙醇最佳，若采用正交设计和析因设计则无法精确找出这个最佳点，只能从这5个水平中选出．星点设计之所以有良好的预测性，是因为其要求自变量必须是连续变量，而正交设计和析因设计可以不是连续变量．例如，研究3因素（浸种药剂、浸种时间、氯化钠）5水平对种子发芽率的影响，若浸种药剂的5个水平分别为：蒸馏水、2%硝酸钾、5%聚乙二醇、0.1%水杨酸、0.1%脱落酸，只能选择正交设计或析因设计，不能选择星点设计，但是如果5个水平分别为：1%，2%，3%，4%，5%硝酸钾，则3种实验设计皆可．