CAPÍTULO VI TRABAJO ASIGNADO POR LA EMPRESA DETERMINACION DE LOS PARAMETROS FISICOQUIMICOS DE CHIPS COBERTURA SABOR CHOCOLATE CON LECHE 6.1. OBEJTIVO GENERAL Determinar por medio un diseño experimental con arreglo de tres factores, los parámetros fisicoquímicos óptimos de densidad, viscosidad, micronaje y alto de chips para la planta MADISA SA. 6.2. Objetivos específicos Determinar las hipótesis Ho y Ha para definir los parámetros fisicoquímicos. Calcular la F de tabla y la F calculada para rechazar o aceptar una hipótesis 6.3. Justificación Los “Chips sabor a Chocolate” son un producto elaborado cuidadosamente con materias primas de alta calidad, en equipos de alta tecnología. Su formulación está diseñada para ser utilizada básicamente en línea de galletería, repostería, algunas líneas de panadería y heladería en general. Determinar los parámetros óptimos de proceso, es de importancia tecnológica; ya que estos ayudaran a obtener rendimientos óptimos, y un producto de calidad para que la organización pueda tener rendimientos económicos. 6.5. Delimitación o alcance Límite temporal Este trabajo se realizó durante la práctica industrial, se realizó en un tiempo De 6 meses Limite espacial El trabajo se realizó en la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, para la empresa MADISA Mayoreo y Distribución S.A. Ubicada en la Carretera a Cotoca km. 11 Guapillo. 6.6. Marco teórico 6.6.1. Materia Prima a) El cacao en polvo Se define a la parte del cacao desprovista de su manteca. El cacao en polvo se elabora por medio de la reducción de la manteca mediante el uso de prensas hidráulicas y disolventes alimentarios especiales (que en este caso suelen ser Álcalis) hasta lograr una textura pulverulenta. El cacao en polvo suele tener contenidos grasos por debajo del 20% de manteca de cacao. El cacao en polvo se suele emplear en la industria chocolatera como un paso intermedio para la elaboración de confituras de chocolate, productos para untar (Nocilla, Nutella, siropes de chocolate, etc). La versión más popular incluye la elaboración de bebidas bajo diferentes marcas comerciales, estas suelen mezclarse con leche (batidos) con la intención de dar sabor de chocolate a la leche. b) Azúcar Se denomina azúcar a la sacarosa, también llamado azúcar común o azúcar de mesa. La sacarosa es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera. En cambio en ámbitos industriales se usa la palabra azúcar o azúcares para designar los diferentes monosacáridos y disacáridos, que generalmente tienen sabor dulce, aunque por extensión se refiere a todos los carbono. El azúcar puede formar caramelo al calentarse por encima de su punto de fusión, especialmente en presencia de compuestos amino (Reacción de Maillard). El azúcar es una importante fuente de calorías en la dieta alimenticia moderna, pero es frecuentemente asociado a calorías vacías, debido a la completa ausencia de vitaminas y minerales. c) Aceite de semilla de palma hidrogenada e interestratificado El aceite de palma es obtenido de la pulpa blanda del fruto de la palma (eleisguineensis), árbol que crece principalmente en indonesia, malasia y filipinas. El contenido de aceite es de 40-65%. El aceite de palma se somete a un proceso de hidrogenación para la obtención de aceite de palma hidrogenado. Es un producto solido a temperatura ambiente (funde a 50-54 C) y de color blanquecino. El proceso de hidrogenación al que es sometido es un proceso químico mediante el cual los aceites se transforman en grasas solidas mediante la adicción de hidrogeno a altas presiones y temperaturas y en presencia de un catalizador. Según el concejo de aceite de palma en estados unidos, el aceite de palmiste hidrogenado contiene una menor cantidad de grasas trans que otros aceites hidrogenados. Debido a que el aceite de palmiste ya posee un alto contenido de grasas saturadas, los productores no necesitan hidrogenarlo tanto como otros aceites, como aceites, como el de la semilla de soya. Esto reduce la cantidad de las Grass trans generadas. d) Leche entera en polvo La leche en polvo es la leche totalmente deshidratada, cuyo contenido en agua es igual o inferior a un 5% en peso del producto final. Se obtiene mediante la deshidratación de la leche natural entera, total o parcialmente desnatada. Para reconstituir este tipo de leche, se añaden 9 partes de agua a una parte de leche en polvo, así se obtiene, la leche de composición normal. La leche en polvo tiene un alto valor energético y una cantidad muy elevada de proteínas por efecto de la concentración. También tiene una proporción muy alta de calcio y una elevada cantidad de vitamina A, si se parte de leche entera. Sin embargo, la mayoría de la leche en polvo se elabora a partir de leche desnatada, siendo aproximadamente un tercio de su peso el contenido de proteína. La leche en polvo conserva la mayor parte de las propiedades nutricionales de la leche líquida. Sin embargo, las condiciones de almacenamiento inadecuadas, como una alta humedad relativa y una temperatura ambiente elevada, pueden degradar significativamente el valor nutritivo de la leche en polvo. e) Leche descremada en polvo Se obtiene mediante la deshidratación de la leche pasteurizada la cual ha sido previamente desgrasada, pero conserva su cantidad de proteína. Se obtiene un polvo de color marfil claro. Las aplicaciones en la industria alimentaria son como aditivo para la panadería, confitería, productos lácteos, cremas, salsas postres congelados y muchos otros productos alimenticios. f) Lecitina de Soya Se utiliza lecitina de soya líquida, estandarizada, obtenida de material de soya por métodos físicos. Es una mezcla de triglicéridos apolares con fosfolípidos y glucolípidos polares con una pequeña fracción de hidratos de carbono. Su función es como emulsificante en los chocolates. Sensorialmente es un jarabe viscoso, color café oscuro, olor predominante de soya, sabor a soya. g) Esencia de Vainilla: Es un concentrado proveniente de la vaina de la vainilla. Se considera como aditivo líquido para uso alimentario el mismo que otorga sabor y aroma. Color trasparente, posee un aroma característico de la esencia y su sabor es vainilla. Debe ser conservado en un lugar fresco. h) Cloruro de sodio El cloruro de sodio (NaCl), es mayormente conocido como sal común, la cual es compuesto químico que se encuentra en su formal mineral. El cloruro de sodio es una de las sales que forma la salinidad propia de los océanos, así como también del líquido extracelular de diversos organismos vivos. Es un compuesto iónico formado por un catión sodio (Na+) y un anión cloruro (Cl-) y como tal puede reaccionar para obtener cualquiera de estos dos iones. Tiene un marcado sabor salado, se disuelve fácilmente en el agua. Principales propiedades del cloruro de sodio son: Densidad: 2,16g/𝑐𝑚3 Masa molar:58,44g/mol Punto de fusión: 801°C Punto de ebullición 1413°C 6.6.2 Parámetros Fisicoquímicos Los parámetros fisicoquímicos de interés, son los que se describen a continuación y fueron consultados por la bibliografía. 6.6.2.1 Determinación de viscosidad La viscosidad es un parámetro de control de vital importancia en la que podemos conocer el comportamiento de un producto en su proceso de fabricación, lo cual es importante en la industria para el control del proceso y por tanto decisivo para conseguir la mejor calidad del producto. Figura 6.1. Medidor de viscosidad 6.6.2.2 Determinación de granulometría La medición del tamaño de la partícula del azúcar y la harina juega un papel importante para la elaboración del producto final. Figura 6.2. Micrómetro 6.6.2.3 Medición de longitudes El pie de rey digital es un instrumento portátil para medir dimensiones lineales exteriores, interiores y de profundidad. El sistema de medida es directo. Consta de una regla graduada con dos contactos perpendiculares a la regla, uno fijo y otro móvil; sobre el último va montado un nonius para aumentar la resolución de la medida. El pie de rey digital suele tener un campo de medida de 150 mm aunque existen pies de rey de medidas superiores a 2 m. La resolución de los pies de rey digitales suele ser de 0,01mm aunque resoluciones de 0,05 ó 0,005 mm están disponibles de manera usuaria. Estos instrumentos de medida son los instrumentos más utilizados en las mediciones industriales ya que su relación precio y calidad metrológica suele ser muy buena. Esto es debido, entre otros factores, a que este tipo de tecnologías de medida están disponibles desde hace un tiempo considerable. Son instrumentos utilizados en las industrias o instrumentos de laboratorio pertenecientes a la Metrología Dimensional. Figura 6.3. Pie de rey 6.6.3 Proceso de elaboración de Chips de Chocolate 6.6.3.1 Recepción de materia prima En este punto clave para la producción, se tiene un almacen donde se recepciona toda la materia prima de los proveedores comerciales. Se realiza la gestión correspondiente y luego se libera para su uso en planta. Es en esta parte donde diariamente se destina la cantidad necesaria a usar para la semana de producción. Los ingredientes necesarios para la producción que se recepcionan son: Manteca vegetal de palma, Azucar (empresa Aguaí), Cacao en polvo, Leche entera en polvo, Lecitina de Soya, Esencia de Vainilla, Cloruro de Sodio. 6.6.3.2 Pesado Se realiza el pesado de las materias primas como ser la manteca vegetal, azúcar, cacao en polvo y demás micro-ingredientes en una habitación aparte donde se pesan usando balanzas según la capacidad. Todos los ingredientes pesados se vierten a un recipiente para su pre-mezclado, aquí solo se mezclan la materia prima que esta en POLVO. - Preparación de la manteca La manteca se recepciona sólida en la fábrica. Una vez que se pesa en una sala aparte esta se derrite en baño maria y luego se dispone en un tanque para su utilización. Para usarse en el proceso pasa por una tubería hasta el lugar del mezclado. 6.6.3.3 Mezclado Esta etapa se realiza el mezclado de la materia prima. Para este proceso lo primero que se realiza es abrir las válvulas para el ingreso de los ingredientes en polvo previamente mezclados. Así mismo la manteca derretida es añadida. Algo particular es que, para el mezclado, las materias primas en polvo y la manteca se añaden de forma intercalada al tanque de mezclado. Este proceso de intercalado se hace hasta que se termine toda lo que se pesó. 6.6.3.4 Refinado En esta etapa es donde se reduce el tamaño de partícula del chocolate, a través de la trituración de los componentes. Aquí las partículas se hacen más pequeñas se llega al micronaje deseado y se forma el chocolate como tal. Para que este proceso suceda se realiza la agitación de la mezcla en un tanque especial que contiene pequeñas esferas de acero para reducir los componentes solidos este tanque se conoce con el nombre de Mixer. La temperatura a la que llega el chocolate en esta etapa es de 48 °C. 6.6.3.5 Templado Cuando la mezcla pasa por el refinado, el chocolate toma su forma deseada, y este producto es llevado a unos tanques donde se almacena. Para pasar por la etapa de atemperado, primero se manda chocolate que estaba almacenado a otro tanque donde se reduce un poco más la temperatura del chocolate, hasta llegar a los 37 °C. 6.6.3.6 Dosificado Luego de que el chocolate se templa en el tanque de templado. Este se manda a una tolva donde continua a la etapa de dosificado. Desde la tolva, el chocolate se manda a través de una plancha dosificadora. Esta pieza de acero inoxidable, es la encargada de dar forma al chocolate. Una vez pasa por la plancha el chocolate pasa por una revisión del personal de calidad, para verificar que se cumplan con los parámetros de calidad aceptable; estos parámetros son: altura de chip, diámetro de chip y el peso. Los chips formados por la plancha caen en una cinta transportadora, que los lleva al equipo de enfriamiento. 6.6.3.7 Enfriado Los chips de chocolate formados pasan al túnel de enfriamiento a través de la cinta transportadora. Este equipo se encarga de reducir considerablemente la temperatura de los chips para prolongar su vida útil. La temperatura a la que llegan los chips en el enfriado es de 16 °C. 6.6.3.8 Almacenado Posteriormente al enfriado, el producto es almacenado a granel en cajas de cartón con bolsa. Las cajas con el producto se llevan a una cámara de frío para almacenar el producto a una temperatura adecuada. Para que el producto sea envasado, primero se revisa que cumpla con las especificaciones de producto aceptable. 6.6.4 Diagrama de proceso de elaboración de chip de chocolate con leche. A continuación, se muestra el diagrama de proceso para la elaboración de chips de chocolate. Diagrama 1. Elaboración de chips de chocolate Recepcion de la materia prima Adición de micro ingredientes Pesado Mezclado Mezclado por 20 min Refinado Templado Dosificado Enfriado Almacenado 6.7 Metodología 6.7.1 Metodología experimental Para este trabajo se utilizó como metodología el diseño experimental. Se trata de una técnica que pertenece al ámbito de la estadística que permite valorar las causas y los efectos que tiene una variable (variable independiente) sobre otra (Variable dependiente) dentro de una investigación experimental. Así mismo nos permite hacer distintas pruebas para sacar una conclusión basado en cálculos estadísticos y en base a hipótesis establecidas. 6.7.2 Variables Dentro de la gran cantidad de variables que existen, dos son las fundamentales. En primer lugar, la variable independiente es aquella que se manipula y pone a prueba en una investigación para corroborar la veracidad o falsedad de una hipótesis. Específicamente, una variable es una cualidad, aspecto o característica que afecta a otra variable. Como el nombre lo indica, es una variable cuyos valores no se modifican durante la investigación. En segundo lugar, una variable dependiente es aquella cualidad o característica que se ve afectada como consecuencia de la manipulación de la variable independiente. Estas son, precisamente, las variables que se miden para interpretar los datos de una investigación. Para este trabajo, se utilizaron las siguientes variables: Variables independientes: Temperatura (T), tiempo (t) Variables dependientes: Plancha 1, plancha 2. 6.7.3 Hipótesis La hipótesis nula (H0) es una hipótesis que el investigador trata de refutar, rechazar o anular. El ‘nulo’ a menudo se refiere a la visión común de algo, mientras que la hipótesis alternativa es lo que el investigador realmente piensa que es la causa de un fenómeno. Ho: La plancha 1 arroja chips con parámetros fisicoquímicos dentro de las especificaciones. La hipótesis alternativa es igualmente una afirmación acerca de la población de origen. Muchas veces, aunque no siempre, consiste simplemente en negar la afirmación de H0. La hipótesis alternativa se designa con el símbolo H1. HA: La plancha 2 arroja valores exactos y que están dentro de las especificaciones deseadas. 6.7.4 Experimentos Factoriales con diferentes números de repeticiones En ocasiones se tienen planteamientos en arreglos factoriales y resulta que por efectos ajenos a los tratamientos se pierden observaciones, lo cual imposibilita el análisis de los datos restantes. A continuación, se describe el número de arreglo factoriales que se usó para este trabajo. 6.7.5 Arreglo con tres factores También en este caso y a manera de ejemplo, se tienen tres factores, A,B y C donde el factor A tendrá 3 niveles (A1, A2, A3), el factor B dispondrá de 3 niveles (B1, B2, B3), y finalmente a C se le han asignado 3 niveles (C1, C2, C3). El número de tratamientos (t) vendrá dado por el producto entre el número de niveles del factor A, el número de niveles del factor B, y el número de niveles del factor C, es decir, t = axbxc. El número de experimentos será expresado por el valor de N, y es equivalente a la sumatoria de rijk = rN De la misma forma que para igual número de tratamientos, el modelo estadístico será: Yijkl = µ + Ai + Bj + Ck + ABij + ACik + BCjk + ABCijk + ɛijkl Donde: i = 1,2,3,….a j = 1,2,3,….b k = 1,2,3,…c I = 1,2,3,….R Para verificar las hipótesis: Ho: Ai = Aj Ho: Bi = Bj Ho: Ci = Cj Ho: (AB)i = (AB)j Ha: Ai ≠ Aj Ha: Bi ≠ Bj Ha: Ci ≠ Cj Ha: (AB)i ≠ (AB)j Luego se debe analizar los datos obtenidos del siguiente cuadro de agrupación de datos para tres factores a continuación: Imagen 2. Tabla de recolección de datos para tres factores. Cuadro 1. Arreglo con tres factores FACTOR B Total A B1 B2 B3 A1 Y111+Y112+Y113 Y121+Y122+Y123 Y131+Y132+Y133 α1 Factor A2 A Y211+Y212+Y213 Y221+Y222+Y223 Y231+Y232+Y233 α2 A3 Y311+Y312+Y313 Y321+Y322+Y323 Y331+Y332+Y333 α3 ɣ1 ɣ2 ɣ3 T Total B ɣj Cuadro 2. Arreglo con tres factores FACTOR C Total A C1 C2 C3 A1 Y111+Y122+Y131 Y112+Y122+Y132 Y113+Y123+Y132 α1 Factor A2 A Y211+Y221+Y231 Y212+Y222+Y232 Y213+Y223+Y233 α2 A3 Y311+Y321+Y331 Y312+Y322+Y332 Y313+Y323+Y333 α3 λ1 λ2 λ3 T Total C λk Cuadro 3. Arreglo con tres factores FACTOR C Total A C1 C2 C3 B1 Y111+Y211+Y311 Y112+Y212+Y312 Y113+Y213+Y313 ɣ1 Factor B2 B Y121+Y221+Y321 Y122+Y222+Y322 Y123+Y223+Y323 ɣ2 B3 Y131+Y231+Y331 Y132+Y232+Y332 Y133+Y233+Y333 ɣ3 λ1 λ2 λ3 T Total C λk A continuación, se muestra la forma de cómo calcular la suma de cuadrados para el análisis de varianza: Arreglo con tres factores 𝑎 ̅̅̅̅̅̅ 2 ∑ 𝛼𝑖 Sc A = ̅̅̅̅ 𝑋𝑎 =[ 𝑖=1 𝑏𝑐𝑟 ̅̅̅̅ =[ ScC = 𝑋𝑎 ∑𝑐𝑘=1 ̅̅̅̅̅̅ 𝜆𝑘 2 𝑎𝑏𝑟 𝑇2 𝑎𝑏𝑐𝑟 Sc B = ̅̅̅̅ 𝑋𝑎 [ ] 𝑇2 - 𝑎𝑏𝑐𝑟] Sc AC = ̅̅̅̅ 𝑋𝑎 =[ Sc AB = [ 𝑎𝑐𝑟 𝑏 2 ∑𝑎 𝑖=1 ∑𝑗=1(𝑌𝑖𝑗𝑘 )𝐴𝐵 𝑐𝑟 𝑐 2 ∑𝑎 𝑖=1 ∑𝑘=1(𝑌𝑖𝑗𝑘 )𝐴𝐶 𝑏𝑟 ∑𝑏 ɣ𝑗 2 𝑗=1 ̅̅̅̅ - - 𝑇2 𝑎𝑏𝑐𝑟 ] 𝑇2 - 𝑎𝑏𝑐𝑟] – Sc A - ScB 𝑌2 𝑎𝑏𝑐𝑟 ] – Sc A- ScC Sc BC = ̅̅̅̅ 𝑋𝑎 =[ Sc ABC = [ 𝑐 2 ∑𝑏 𝑗=1 ∑𝑘=1(𝑌𝑖𝑗𝑘 )𝐵𝐶 𝑏 𝑐 2 ∑𝑎 𝑖=1 ∑𝑗=1 ∑𝑘=1 𝑌𝑖𝑗𝑘 𝑟 𝑎𝑟 - - 𝑇̅ 2 𝑎𝑏𝑐 ] – Sc B- ScC 𝑇2 ] – Sc A – SC B – Sc C – Sc AB – Sc AC – 𝑎𝑏𝑐𝑟 Sc BC Sc trat. = Sc A + Sc B + Sc C + Sc AB + Sc AC + Sc BC + Sc ABC 𝑎 𝑏 2 𝑐 𝑟 Sc Total = ∑𝑖=1 ∑𝑗=1 ∑𝑘=1 ∑𝑙=1 𝑥𝑖𝑗𝑘𝑙 − 𝑇2 𝑎𝑏𝑐𝑟 Sc E. Exp. =Sc Total – Sc Trat. Cuadro 4. Analisis de varianza para tres factores FV Factor A Factor B Factor C AxB AxC BxC AxBxC gl a–1 b–1 c–1 (a -1)(b -1) (a -1)(c -1) (b -1)(c -1) (a -1)(b -1)(c -1) Sc Sc A Sc B Sc C Sc (AB) Sc (AC) Sc (BC) Sc (ABC) CM Sc A/(a – 1) Sc B/(b – 1) Sc C/(c – 1) Sc(AB)/(a-1)(b-1) Sc(AC)/(a-1)(c-1) Sc(BC)/(b-a)(c-1) Sc(ABC)/(a-1)(b-1)(c-1) Tratamiento E.Exp Total abc - 1 abc (r – 1) abcr - 1 Sc (Trat.) Sc (E.Exp.) Sc (total) Sc(Trat.)/(abc-1) Sc (E.Exp.)/abc(r-t) N = rN (número total de experimentos) Fc CM (A)/CM(E.Exp.) CM (B)/CM(E.Exp) CM (C)/ CM(E.Exp.) CM (AB)/CM(E.Exp.) CM (AC)/CM (E.EXp) CM (BC)/CM(E.Exp.) CM (ABC)/CM(E.Exp.) CM (trat.)/CM(E.Exp) t = a x b x c (número total de tratamientos Regla de decisión: Sobre las estadísticas de prueba (fc) está en función del contraste de éstas, respecto del valor de tabla, para los grados de libertad de la fuente de variación en cuestión y el error experimental. Cuando las estadísticas de prueba son significativas (Fcal) la hipótesis nula se rechaza, caso contrario se rechaza la hipótesis alternativa, es decir: Si Fcal > Ftabla para α = 0.05, entonces rechazamos Ho. Si Fcal < Ftabla para α = 0.05, entonces rechazamos Ha. 6.8 Desarrollo 6.8.1 Preparación de la muestra La preparación del chocolate se realizó el pesado de los ingredientes. Para esta operación se pesaron por separado los ingredientes en polvo y los ingredientes líquidos para luego hacer pruebas con la plancha 1 y posteriormente con la plancha 2. Entre los ingredientes en polvo están: - Cacao en Polvo Azúcar Leche descremada en polvo Micro ingredientes: Vitaminas, carbonato de calcio Para elaborar los chips de chocolate con leche, se modificó la fórmula original para el chocolate y se retiró de los ingredientes el PGPR debido a que este hacia que la mezcla sea muy viscosa y hace que los chips de chocolate pierdan estructura. Los ingredientes líquidos son los siguientes; hay que destacar que la manteca vegetal se derrite primero antes de mezclarlo con los otros ingredientes. Esto se lo hace en un tanque por separado. - Manteca vegetal Lecitina de soya Esencia de vainilla 6.8.2 Refinado Una vez preparado los ingredientes, estos se pesaban al momento de usarlo y se vertían en las dosis especificadas a un tanque conocido como Mixer. Donde se mezclaban y trituraban los componentes que hacían el chocolate con leche. Aquí es donde se hacia las pruebas de tiempo y temperatura, para obtener el micronaje deseado, y un producto con los parámetros óptimos de calidad. 6.8.3 Dosificado En esta etapa luego de que el chocolate se atemperó en el tanque de atemperado, se vierte el chocolate en una tolva donde se manda a una plancha que contiene boquillas por donde pasa la mezcla y se forma los chips de chocolate. Aquí se hicieron pruebas con dos distintos tipos de plancha: Plancha 1: esta pieza de metal es la que se usaba por la empresa normalmente para elaborar productos de chocolate obtener como, por ejemplo: Gotas de chocolate. Plancha 2: esta plancha fue una alternativa a la plancha 1, se elaboró para conseguir un producto con los parámetros de calidad aceptable. Imagen 2. Chips de chocolate de la plancha 1 Imagen 3. Cuando se subió la temperatura a más de 34 °C Imagen 3. Chips de la plancha 1 a 34 °C, aceptable. Imagen 4. Chips de la plancha 1 de 36 a 38 °C Imagen 5. Chips a 36 °C de la plancha 1 Imagen 5. Chips obtenidos de la plancha 2 a 36 °C. Imagen 7. Chips a 36 °C de la plancha 2. Imagen 8. Chips a 36 °C de la plancha 2. Imagen 6. Chips saliendo de la plancha 2 a 38 °C Imagen 7. Chips saliendo de la plancha 2 a 34 °C 6.8.4 Diseño experimental con arreglo de tres factores Ho: La plancha 1 arroja chips con parámetros fisicoquímicos dentro de las especificaciones. HA: La plancha 2 arroja valores mejor con la altura especificada y parámetros fisicoquímicos deseadas. A= (PLANCHA 1; PLANCHA 2) B= TEMPERATURAS (35°C, 40°C, 45°C) C= TIEMPO (90min, 120min, 150min) a = 2, b = 3, c = 3, r = 3 Cuadro 5. Agrupación de datos para tres factores FACTORES Plancha Tempera Tiempo tura (°C) (Min) 34 Plancha 1 37 40 34 Plancha 2 Repeticiones (V.D.) 37 40 R1 R2 R3 120 6,23 6,31 7,56 150 7,68 8,42 8,88 180 4,53 3,98 4,32 120 4,56 3,96 3,53 150 4,23 3,56 3,46 180 3,11 3,78 4,12 120 2,56 2,55 3,25 150 2,65 2,85 2,63 180 2,85 2,05 2,93 120 8,95 8,85 9,56 150 9,9 9,3 9,1 180 7,8 7,5 7,7 120 9,15 8,35 9,1 150 9,99 9,55 10,01 180 7,65 8,32 7,55 120 4,65 5,23 6,55 150 5,53 5,96 6,6 180 4,81 3,96 4,21 TOTALES suma 20,1 24,98 12,83 12,05 11,25 11,01 8,36 8,13 7,83 27,36 28,3 23 26,6 29,55 23,52 16,43 18,09 12,98 322,37 PROMEDIO 6,70 8,33 4,28 4,02 3,75 3,67 2,79 2,71 2,61 9,12 9,43 7,67 8,87 9,85 7,84 5,48 6,03 4,33 5,97 Cuadro 6. Interacción de factor A y B FACTOR B Temperatura °C (A) A1 PLANCHA Plancha 1 A2 Plancha 2 B1 34 B2 37 B3 40 19,31 11,44 8,11 Total (A) Plancha 38,86 26,22 26,56 15,84 68,62 38 23,95 107.48 Total (B) 45,53 Temperatura Cuadro 7. Interacción de factor A y C FACTOR C TIEMPO (Min) (A) A1 PLANCHA Plancha 1 A2 Plancha 2 Total (C) Tiempo C1 120 C2 150 C3 180 13,51 14,79 10,56 Total (A) Plancha 38.86 23,47 25,31 19,84 68,62 36,98 40,1 30,4 107,48 Cuadro 8. Interacción de factor B y C FACTOR C Tiempo (Min) (B) B1 Temperatura 34 (°C) B2 37 B3 40 Total (C) Tiempo C1 120 C2 150 C3 180 Total (B) Temperatura 15,82 17,76 11,95 45,53 12,89 13,6 11,51 38 8,27 8,74 6,94 23,95 36,98 40,1 30,4 107,48 a = 2, b = 3, c = 3, r = 3 Sc A= (𝟑𝟖.𝟖𝟔)𝟐 + (𝟔𝟖.𝟔𝟐)𝟐 𝟑𝒙𝟑𝒙𝟑 𝟏𝟎𝟕.𝟒𝟖)𝟐 – (𝟐𝒙𝟑𝒙𝟑𝒙𝟑 ) = 230.3261 – 213.9250 Sc A = 16.4011 Sc B = (𝟒𝟓.𝟗𝟖)𝟐 + (𝟑𝟖)𝟐 +(𝟐𝟑.𝟗𝟓)𝟐 𝟐𝒙𝟑𝒙𝟑 Sc B = 13.3296 – 213.9259 Sc C = (𝟑𝟔.𝟗𝟖)𝟐 + (𝟒𝟎.𝟏)𝟐 +(𝟑𝟎.𝟒)𝟐 𝟐𝒙𝟑𝒙𝟑 – 213.9259 Sc C = 2.7245 Sc AB = [ 19.31)2 + (11.44)2 + (8.11)2 + (26.22)2 + (26.56)2 + (15.84)2 3𝑥3 − 𝑇2 𝑎𝑏𝑐𝑟 –16.4011 – 13.3296 Sc AB = (245.9277 – 213.9259) – 16.4011 – 13.3296 SC AB = 2.2720 Sc AC = [ 𝑇2 𝑎𝑏𝑐𝑟 (13.51)2 +(14.79)2 + (10.56)2 + (23.47)2 + (25.31)2 + (19.84)2 3𝑥3 − ] – 16.4011 – 2.7245 Sc AC = (233.0934 – 213.9350) – 16.4011 – 2.7245 Sc AC = 0.0428 Sc BC =[ 2 2 (15.82)2 +(17.76)2 + (11.95)2 + (12.89)2 + (13.6)2 + (11.51)2+(8.27) + (8.74) +(6.94) 𝑇2 ] 𝑎𝑏𝑐𝑟 2 2𝑥3 − – 13.3296 – 2.7245 Sc BC = (230.8381 – 213.9250) – 13.3296 – 2.7245 Sc BC = 0.8590 Sc ABC = [2253.6619 – 213.9259] – 16.4011 – 13.3296 – 2.7245 – 2.2720 – 0.0428 – 0.8590 Sc ABC = 2004.1079 Sc Trat. = 16.4011 + 13.3296 + 2.7245 + 2.2720 + 0.0428 + 0.8590 + 2004.1079 Sc Trat. = 2039.7369 Sc Total = 2262.3349 – 213.9250 Sc Total = 2048.4099 Sc E Exp. = 2048.4099 – 2039.7369 Sc E Exp = 8.673 ] 6.9 Resultados En base a los cálculos para arreglo de tres factores se tienen los siguientes resultados del cuadro de Análisis de Varianza: Cuadro 9. Análisis de Varianza para tres factores Fv Factor A Factor B Factor C AxB AxC BxC AxBxC Tratamiento E Exp. Total gl 1 2 2 2 2 4 4 36 17 53 Sc 16.4011 13.3296 2.745 2.2720 0.0428 0.8590 2002.1079 2039.7369 8.673 2048.4099 CM 16.4011 6.6648 1.3725 1.136 0.0214 0.21475 501.027 119.9845 0.2409 Fc 68.08 27.77 5.7 4.72 0.09 0.89 2079.81 498.06 Ftabla 4.115 3.265 3.265 3.265 3.265 2.635 2.635 Del análisis de varianza podemos demostrar lo siguiente: Como los valores de f calculada son mayores que el f de tabla, por tanto, se rechaza la Hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa. 6.9.1 Parámetros Fisicoquímicos Haciendo las mediciones en el tanque de refinado y mediciones luego de obtenido los chips de chocolate a partir de la plancha 2 se obtuvieron los siguientes valores: Cuadro 10. Parámetros fisicoquímicos obtenidos para un producto aceptable Peso Densidad Viscosidad (refinación) 45 – 50°C Viscosidad (tanque) 36°-38° Micronaje Diámetro de chips Alto de chips Peso de chips Mínimo Máximo 2700 cp. 1.20 g/ml 4700 cp. 8000 cp. 17000 cp. 43µ 7 mm 0.7 mm 0.2 g 53µ 10.5 mm 10 mm 0.4 g 6.10 Conclusiones Durante la investigación y desarrollo de los chips con cobertura de chocolate se pudo realizar un diseño experimental con los 3 factores fisicoquímicos en el que se utilizaron 2 hipótesis para determinar la plancha para el proceso de los chips de chocolate. Se determinaron las hipótesis respectivas para definir los parámetros fisicoquímico en el cual se determinaron una hipótesis nula y una hipótesis alternativa, de acuerdo con el diseño experimental y el cálculo realizado se calculó la F correspondiente de tabla en el cual se llegó a aceptar la hipótesis alternativa (HA)donde la plancha 2 arroja mejores valores con la altura especificada y parámetros fisicoquímicos adecuados y la hipotesis nula(HO) fue rechazada, por lo tanto el diseño y desarrollo de los chips de chocolate serán realizados con la alternativa de la hipótesis alternativas(HA) con los respectivos parámetros fisicoquímicos Bibliografia Diseño experimental Apuntes de Metodología de la investigación. Autor José María Garrido. Información de la sacarosa: https://www.sabermas.umich.mx/archivo/articulos/267-numero-31/479-la-sacarosael-dulce-de-las-plantas.html.
