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1、意式咖啡机咖啡粉萃取条件的优化1、实验过程及目的1.1实验过程：【1】选取同一批次产出的咖啡豆，磨成粗细相同的粉。制作成同样体积的粉饼。【2】在其他实验因素相同的情况下，控制萃取温度为75，80， 85，90，95。萃取水量为30ml,35ml,40ml,45ml,50ml。【3】使用意式咖啡机在设定好的条件下，对咖啡粉进行萃取。【4】测定萃取完成的咖啡中咖啡因含量。1.2实验目的： 探究最适合咖啡粉萃取的温度以及萃取水量。2、实验单元咖啡粉，购买统一批次咖啡粉。天平，购买，测量咖啡粉质量。咖啡机，购买，用于制作咖啡。量杯，购买，用于测量水的体积。温度计，购买，用于控制水温。测量方法：高效液相
2、色谱仪，采用HPLC测定咖啡因的含量。测量对象：不同条件下萃取出的咖啡中咖啡因含量3、实验效应 指标：不同条件下萃取出的咖啡中咖啡因含量；测量工具：高效液相色谱仪；计量单位：%最优实验效应：一杯咖啡中咖啡因所占比例最大。4、实验因素【1】萃取温度（A），可控，为处理因素，计量单位摄氏度，通过调节萃取的水温来控制。【2】萃取水量（B），可控，为处理因素，计量单位毫升ml。【3】咖啡粉质量，可控，为非处理因素，通过天平控制。【4】咖啡粉饼体积，可控，为非处理因素，通过制作粉饼力度控制。5、实验数据表1 不同实验条件下咖啡因所占的比例 单位：%水量 /ml温度/7580859095304.765.5
3、06.66.456.074.735.546.636.426.044.795.526.596.476.084.745.526.576.466.104.805.516.616.436.05354.936.477.086.856.554.916.477.106.836.574.896.457.086.846.564.906.467.056.836.564.916.497.076.876.53405.026.767.937.77.395.006.737.977.717.44.996.748.006.977.415.016.768.046.997.375.046.788.077.027.38455.13
4、7.357.777.477.095.127.367.787.487.15.17.347.767.767.115.157.337.747.747.095.147.377.797.797.08505.075.836.926.926.265.085.826.936.936.255.115.866.946.946.285.065.826.896.896.245.095.816.946.946.276、误差分析6.1随机误差检验【1】检验数据：第一组数据7.93,7.97,8.00,8.04,8.07，来自萃取水量40ml， 萃取温度85水平下的实验结果。第二组数据7.47,7.48,7.45,7.46
5、,7.45，来自萃取水量45ml， 萃取温度90水平下的实验结果。【2】检验目的：检验两次不同因素水平下测量结果的精密度是否有显著差异，比较哪次实验的随机误差更小一些。 检验方法：F检验（双侧检验，单侧检验）【3】显著性水平：0.05 【4】检验过程第一组数据的均值为8.002第二组数据的均值为7.648第一组数据的离差平方和为 = 0.00307第二组数据的离差平方和为 = 0.02527F= = 0.12149【5】结论根据显著性水平=0.05，=4，（1）查F分布表得双侧检验的临界值为=0.104 =9.60由于F，则两次测量的精密度无显著差异.（2）要比较哪次随机误差更小一些，应用单侧
6、右检验。查F分布表得临界值为=0.157由于F ,所以所用仪器的测量结果存在显著的系统误差。6.3异常值检验【1】检验数据：6.76,6.73,6.74,6.76,6.78，来自40ml萃取水量水平，80萃取温度水平下的实验结果。【2】检验目的：记录数据是好像有一个数据不知是否记录准确，检验一下是否有数据应当被剔除。 检验方法：格拉布斯检验法【3】显著性水平：=0.05 【4】检验过程数据的均值为=6.754离差平方和为=0.00038因为6.78与算术平均值相比偏差最大，所以先检验该数。|dp|=|-|=|6.78-6.754|=0.026【5】结论根据显著性水平=0.05，n=5临界值为=
7、1.672，则s=0.0326由于|dp|根据实验结果，最优实验方案为:A因素40ml萃取水量水平，B因素85萃取温度水平8、 回归分析8.1 求解回归方程对全体数据进行分析【1】分析目的：（1）确定水量、温度与萃取出的咖啡因含量之间的近似关系，并用具体的公式反应出来（2）同方差分析一样，回归分析也可以判断因素的主次，并指导下一步实验（3）根据分析结果，在实际咖啡店制作中合理调整实验各因素的配比，使其达到最优的效果【2】所使用的回归方程如下：y=a+b22x22优化目标为：确定使y取得最大值的、建立回归方程将上述方程转换成如下的线性形式y=a+B4X4通过对原始实验数据的整理和计算表3 数据转
8、换计算表NO.X4417535753556254.90828050805064005.82838530853072256.60049045904581007.64859540954090257.390求和4252004252003637532.374平均值8540854072756.4748 可得：=85 =40 =7225 =6.4748回归方程为y=-116.954+2.440166+0.805326-0.01371-0.009998.2 回归方程显著性检验【1】检验目的：衡量所求回归方程的可信性或拟合效果。 检验方法：复相关系数检验显著性水平：=0.05 【2】检验过程和结论R=1对于给定的显著性水平=0.05，n=25,自变量个数m=4时
