BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA COLEGIO DE INGENIERÍA QUÍMICA DISEÑO DE EXPERIMENTOS Y ANÁLISIS DE DATOS ESTUDIO DEL EFECTO DEL DOS FACTORES DE COCCIÓN SOBRE LA DENSIDAD DE UN PURÉ DE TOMATE DELGADO LÓPEZ CRISTAL SARAHI SÁNCHEZ GÓMEZ OSCAR ALEJANDRO El estudio de los datos se realiza de la siguiente forma: Introducción: El diseño de experimentos, es una herramienta muy importante para el análisis e interpretación de resultados de pruebas experimentales, ya que ayuda a determinar la influencia de ciertos factores sobre una variable de respuesta la cual nos interesa. En el presente trabajo se desarrollará un diseño de experimentos factorías 2 x 3, para el siguiente caso de estudio: Se desea estudiar el efecto que tienen dos factores en el proceso de cocción de un puré de tomate, por lo que se realizan pruebas y se estudia el efecto de la temperatura de cocción y el porcentaje de agua añadida, en un parámetro de calidad seleccionado, el cual corresponde a la densidad del puré, la cual se desea que tenga el valor más alto posible. Objetivos: • Encontrar las condiciones de preparación de puré de tomate de manera que se cumpla el requisito de calidad. • Determinar si es conveniente aumentar la temperatura de cocción de manera que se mantenga dentro de los parámetros de calidad. • Determinar el porcentaje de agua que debe ser añadida. Suma de cuadrados SCA= 0.0043 SCB= 0.1414 SCAB= 0.0005 SCe= 0.0074 SCT= 0.1536 Metodología: Se realizaron pruebas a dos temperaturas; i. 120°C – Baja ii. 170°C – Alta Efectos principales 1.95 Y se utilizaron 3 porcentajes de agua añadida; i. 5 % ii. 10 % iii. 15 % 1.9000 1.85 1.8500 1.8 1.8000 1.75 1.7500 A 1.7 1.9500 Para la determinación de la densidad se utilizó el siguiente material: 1.9000 • • • • • 1.8500 -1 Fo 13.7616 228.3118 0.7391 B 1 -1 0 1.7000 1 -1 1 Interacción AB 𝐿𝑆𝐷24 = 0.019 𝑌𝐴1 − 𝑌𝐴2 = 0.0341 𝑌𝐴1 − 𝑌𝐴3 = 0.1597 𝑌𝐴2 − 𝑌𝐴3 = 0.1256 𝑌𝐵1 − 𝑌𝐵2 = 0.0358 1.8000 1.7500 Se realizó un diseño de experimentos factorial 2 x 3 para el análisis de los resultados mediante el cual se busca comprobar las siguientes hipótesis: Para los Valor P tres casos 0.9539 se acepta 0.8152 H0 0.9893 Interacción BA 1.9500 1.9 Durante las pruebas se analizaron muestras de puré preparadas en todas las combinaciones de ambos tratamientos con 5 repeticiones para un total de 30 muestras analizadas. Las muestras se realizaron a partir de tomates cocidos a las dos temperaturas consideradas, los cuales eran luego molidos con el correspondiente contenido de agua añadida. Picnómetro de 25 mL Balanza granataria Pipeta de 10 mL Parrilla de calentamiento Vaso de precipitado de 50 mL Tabla ANOVA GL Cuadrado medio 1 CMA= 0.0043 2 CMB= 0.0707 2 CMAB= 0.0002 24 CMe= 0.0003 29 1.7000 -1 0 Del análisis de comparación de media LSD, determinamos que todos los niveles de los tratamientos son significativos. 1 Se verifican los siguientes supuestos: 1. 𝐻0 : 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 = 0 2. 𝐻𝑎 : 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 ≠ 0 Normalidad 1. 𝐻0 : 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 0 2. 𝐻𝑎 : 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 ≠ 0 1. 𝐻0 : 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 = 0 2. 𝐻𝑎 : 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 ≠ 0 Resultados: 0.0400 0.02 0.0200 0 -3 -2 -1 0 -0.02 -0.04 Se obtuvieron los siguientes resultados experimentales de densidad de puré: Varianza constante 0.04 -0.06 1 2 3 0.0000 -0.0200 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 -0.0400 -0.0600 Conclusiones: Temperatura (°C) Alto (170) Bajo (120) Porcentaje de agua (%) 5 10 15 1.8902 1.8621 1.7592 1.9116 1.8723 1.7715 1.9179 1.8906 1.7151 1.9198 1.8840 1.7602 1.9160 1.8646 1.7857 1.8907 1.8633 1.7374 1.8950 1.8668 1.7494 1.8752 1.8517 1.6867 1.8910 1.8658 1.7067 1.9000 1.8449 1.7386 De acuerdo al análisis de los resultados experimentales podemos concluir que la interacción entre los factores es débil, a la vez que cada uno de ellos presenta poca variación de la variable de respuesta al ser esta estable durante las mediciones. Las hipótesis nulas fueron aceptadas debido a los resultados. Por último, podemos concluir que la temperatura alta, aumenta ligeramente la densidad, aunque no parece ser tan determinante, siendo la proporción de agua el factor que mas influye en la misma. Referencias: • Montgomery, Douglas C.. DISEÑO Y ANÁLISIS DE EXPERIMENTOS. EUA: Limusa Wiley, 2004. • Vargas, F. "Elaboración de un Póster. https://www.seep.es/images/site/informatica/Preparacion_Poster.pdf.
