Elaboracion De Gaseosas 24771

UNIVERSIDAD CATÓLICA

SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

O R IB T O I T

HERRAMIENTAS Y CONTROL ESTADÍSTCO DE LA CALIDAD

Ingeniería Industrial

CONTROL ESTADÍSTICO DE CALIDAD DE BEBIDA GASIFICADA Docente: MSc.. Martha Tesén Arroyo

Integrantes: AMPUERO CHICO, Claudia I. CUEVA CABANILLAS, Yemy CHAPOÑAN CHIMOY, Orlando J. Ciclo: VI

Chiclayo – Julio 2015

M O G R O VE J O DE

I S D R A E D S V I A N N U

O

Escuela:

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de gestión de calidad que existen en la actualidad, son aplicables en cualquier empresa, pues todos ellos requieren de métodos para la solución de problemas y para ello necesitan el uso de herramientas estadísticas en los procesos de fabricación, lo cuales serán claves para la toma de decisiones y solución de problemas. En lo que respecta al estudio más evolucionado referente a la calidad es Calidad Total, que abarca dos etapas: la primer basada en Control de Calidad (técnicas de inspección aplicadas a producción) y la segunda Aseguramiento de la Calidad (persigue garantizar un nivel contínuo). En la mejora continua en lo que respecta a la calidad de un producto ya sea de un bien o servicio, son fundamentales la aplicación de las Herramientas de Control Estadísticos de Calidad, pues constituyen un conjunto de instrumentos para la recopilación sistemática de datos y el análisis de resultados. Es así que varios de ellos fueron desarrollados en Japón, por el profesor. Ishikawa, para hacer más eficaz la solución de los problemas por parte de todos los trabajadores. Estas herramientas son: histograma, diagrama de dispersión, estratificación, hoja de control, Diagrama de Pareto, gráficos de control, diagrama causa-efecto. La combinación de éstas y otros como: muestreo por lotes, etc, proporciona una metodología práctica y sencilla para: solución efectiva de problemas, mejoramiento de procesos, establecimiento de controles en las operaciones del proceso, contribuyendo a una mejora continua. Es así que el presente trabajo de Control Estadístico de Calidad de producto terminado de la bebida gasificada 500 mL; desarrollado en el laboratorio de la Universidad Privada Santo Toribio de Mogrovejo, tiene como objetivo principal identificar que Herramientas de Control Estadístico de la Calidad se pueden aplicar en todo el proceso de fabricación de la bebida gasificada y como objetivo secundario aplicar las herramienta de Control estadístico de la Calidad en lo que respecta al producto terminado utilizando para ello los datos obtenidos en el laboratorio; por lo que no solo se deberá recolectar datos, también analizarlos y plasmarlos mediante gráficos utilizando para ello las herramientas de calidad, que nos permita saber la capacidad del proceso, variabilidad, si se encuentran dentro de las especificaciones establecidas de acuerdo con la ficha técnica de control de calidad lo cual permitirá conocer mejor cada proceso en la elaboración, así como también permitirá establecer una mejora y soluciones de problemas de darse el caso según y/o lo requiera.

I. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO MATERIA PRIMA E INSUMOS I.1. Descripción del producto

I.1.1. Denominación del producto. Bebida Gasificada Jarabeada I.1.2. Descripción general De acuerdo a la NTP 214.00112 de 1985, la bebida jarabeada gasificada es el producto obtenido por disolución de edulcorantes nutritivos y dióxido de carbono en agua potable tratada, pudiendo estar adicionada de saborizantes naturales y/o artificiales, jugos de frutas, acidulantes, conservadores, emulsionantes y estabilizantes, antioxidantes,

colorantes,

amortiguadores,

agentes

de

enturbiamiento, antiespumantes y espumantes u otros aditivos alimentarios permitidos por la Autoridad Sanitaria. Bebida saborizada, efervescente (carbonatada) y sin alcohol.

I.1.3.

Ingredientes principales Bebida Gasificada Jarabeada Agua de pozo tratada, Azúcar Blanca de caña y refinada, Benzoato de

Sodio

(SIN211),

Ácido

Cítrico,

Cafeína,

Edulcorantes,

Saborizantes (Guaraná y Manzana), Colorantes (Amarillo Ocaso [SIN110], Rojo Allura [SIN 129], Extractos Naturales (Extracto Semilla de Guaraná), Vitaminas B1 y B3 y Dióxido de Carbono.

I.1.4. Características La bebida gasificada se caracteriza por su apariencia del Líquido de color característico, brillante sin sedimentos visibles y efervescentes. Se muestran valores referenciales de acuerdo a la hoja técnica de especificaciones:

I.2.

Descripción de materia prima e insumos

I.2.1. Materia Prima 

Agua tratada de pozo.

Es el agua previo tratamiento con cal hidratada, sulfato de Aluminio e Hipoclorito de Calcio, para reducir la alcalinidad (40-60 ppm), pasando luego por unos filtros de grava (retención de Cal hidratada), filtro carbón (retirar el cloro libre), pulidor y bolsa gaf (retener partículas algunas propias del de tratamiento de agua). I.2.2. Insumos 

Agua tratada de pozo.

Es el agua previo tratamiento con cal hidratada, sulfato de Aluminio e Hipoclorito de Calcio, para reducir la alcalinidad, pasando luego por unos filtros (retener partículas algunas propias del de tratamiento de agua). I.2.3. Insumos 

Azúcar Blanca de caña y refinada: Azúcar blanco es el producto cristalizado, obtenido del cocimiento del jugo fresco de la caña o de la remolacha azucarera, previamente purificado en un proceso de clarificación con cal y azufre y el azúcar refinado es el producto cristalizado obtenido por fundición del azúcar

crudo o azúcar blanco seguido de un proceso de decoloración y purificación.( INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN)



Benzoato de Sodio (SIN211): Polvo fino, gránulos o escamas, blancos o casi blancos, ligeramente higroscópicos. Fácilmente soluble en agua y bastante soluble en etanol al 90%. El sodio benzoato tiene propiedades antibacterianas y antifúngicas,

y

se

utiliza

como

conservante

en

formulaciones

farmacéuticas, cosméticas y en alimentación. El ácido benzoico y los benzoatos son usados como conservantes en los productos ácidos, ya que actúan en contra de las levaduras y las bacterias, más no de los hongos (poco efectivos). Así mismo, son ineficaces en productos cuyo pH tiene un valor superior a 5 (ligeramente ácido o neutro). Las altas concentraciones resultan en un sabor agrio, lo cual limita su aplicación.

Entre el grupo de los diversos compuestos, los benzoatos son normalmente preferidos debido a su mejor solubilidad. Por ser un conservante bactericida y funguicida, es comúnmente utilizado

en:

bebidas

carbónicas,

ensaladas

de

fruta,

jugos,

mermeladas, jaleas, caviar, margarinas, caramelos, pasteles de fruta, salsas etc.

Fuente: Manucar



Ácido Cítrico El ácido cítrico (C6H8O7) es un acidulante ampliamente usado, inocuo con el medio ambiente. Es prácticamente inodoro, de sabor ácido no desagradable, soluble en agua, éter y etanol a temperatura ambiente. Es un sólido incoloro, traslúcido o blanco, que se presenta en forma de cristales, granular o polvo. Es anhidro o contiene una molécula de agua de

hidratación.

Químicamente,

el

ácido

cítrico

comparte

las

características de otros ácidos carboxílicos. Cuando se calienta a más de 175°C, se descompone produciendo dióxido de carbono y agua. Es empleado como reductor de PH en los fluidos de perforación base agua.

Fuente: www.nortemchem.com/ficha-tecnica



Cafeína: Es una sustancia que pertenece a la familia de las metilxantinas, que también incluye otros compuestos similares, como son la teofilina y la teobromina. En su estado puro es un polvo blanco muy amargo. Su fórmula química es C8H10N4O2 y su nombre sistemático es 1, 3,7trimetilxantina. Se metaboliza en el hígado y los primeros productos son las dimetilxantinas. En farmacia se emplea en la fabricación de analgésicos como excitante del sistema nervioso. En veterinaria se usa como estimulante cardiaco y respiratorio, también como agente esterilizador contra plagas. En industria alimentaria se utiliza en la fabricación de bebidas de cola y energéticas como aromatizante. La cafeína es un potente estimulante del sistema nervioso central, y actúa primero sobre la corteza cerebral, después sobre el bulbo, y finalmente sobre la médula espinal.

Fuente:https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/11148/PFC1.pdf? sequence=1



Edulcorante Acesulfame K: Polvo blanco cristalino, inodoro que tiene un intenso sabor dulce, aproximadamente 200 veces el dulzor de la sacarosa. Como cualquier edulcorante, el acesulfame K tiene un límite de dulzor máximo, este límite se sitúa en 800 mg/L, aproximadamente, por lo que la adición de cantidades por encima de dicho límite carece de sentido. Se trata de un endulzante no calórico sintético. Se usa frecuentemente combinado con otros edulcorantes para intensificar su grado de dulzor y disminuir su sabor amargo.

Fuente:



FRANKONIA CORPORATION LIMITADA

Aspartame Es un edulcorante artificial compuesto por un metil ester de un dipéptido formado por el ácido L – aspártico y L – fenilalanina. Es 180 y 200 veces más dulce que el azúcar y aporta 4 calorías por gramo (5). Debido a que el aspartamo contiene fenilalanina, el consumo de éste en las personas que padecen fenilcetonuria está contraindicado, por esta razón los productos que contienen aspartamo deben indicar en la etiqueta “Fenilcetonúricos: contiene fenilalanina”. Este producto fue aprobado inicialmente por la FDA en 1980, con algunas restricciones, las cuales fueron anuladas en 1986, quedando el producto, a partir de entonces, libre de restricciones para su registro y venta.



Colorantes (Amarillo Ocaso [SIN110]: También llamado amarillo ocaso o FD&C amarillo 6, confiere a los alimentos un color amarillo oscuro (tipo yema de huevo) o anaranjado. Pertenece al grupo de los colorantes azoicos, es del tipo monoazo, consiste principalmente de 2-hidroxi-1-(4-sulfonato felilazo)-naftaleno66sulfonato disódico junto con el cloruro y/o sulfato de sodio como los principales compuestos no coloreados. Se obtiene por síntesis química y se presenta en formas de polvo o gránulos de color anaranjado. Es soluble en agua y glicerina e insoluble en etanol. La estabilidad de este color

ante es buena, manteniendo sus

características al exponerse a altas temperaturas, a la luz y a distintas condiciones de pH, se comporta bien a pH 3,0 y 8,0.



Rojo Allura [SIN 129]: También llamado FD&C Rojo 40, consisite esencialmente de 6-hidrxi 5(2-metoxi-5metil-4-sulfonato-fefenilazo) -2-naftaleno sulfonato disódico, en presencia de sulfato y/o cloruro de sodio como el principal compuesto no coloreado. Clasifica en el grupo de los colorantes azoicos, del tipo monoazo. Su presentación comercial es en polvo o gránulos de color rojo oscuro. Es soluble en agua e insoluble en etanol. La estabilidad de este colorante es buena. No resultando afectado al someterse a altas temperaturas, exposición a la luz y distintas condiciones de PH, desde 3,0 a 8,0. Presenta importantes usos en bebidas de fantasía, helados, postres, caramelos y en algunos productos cárnicos.



Extractos Naturales (Extracto Semilla de Guaraná) El extracto de guaraná, tiene por principio activo la cafeína, por lo que pasa a ser un estimulante del sistema nervioso central. La composición química de la guaraná se caracteriza por la presencia de alcaloides del tipo metilxantinas tales como la cafeína, teofilina y teobromina (6), así como de terpenos, flavonoides y amidos (23, 24). Las xantinas metiladas presentes en la guaraná son estimulantes del sistema nervioso central, presentando la cafeína la acción más potente. Las semillas de guaraná son ricas en cafeína, pueden contener un 6,2% (25) y hasta un 8% (26); porcentaje significativamente más elevado (del orden de unas 4 veces) que las del café, 30 veces más elevado que el cacao y 10 veces más que el té yerba u otras bebidas populares estimulantes. Es el principal insumo es esta bebida gasificada.



Vitaminas B1: La vitamina B1, tiamina, aneurina, o vitamina antiberibérica es una sustancia cristalina e incolora. Actúa como coenzima (debe combinarse con una porción de otra enzima para hacerla activa) en el metabolismo de los hidratos de carbono, actuando en la síntesis de acetilcolina y liberando energía. También participa en la síntesis de sustancias que regulan el sistema nervioso.



Vitaminas B3: La nicotinamida, vitamina PP, niacina o vitamina B3 posee una estructura que responde a la amida del ácido nicotínico. Interviene como coenzima para liberar la energía de los nutrientes. La vitamina B3 o niacina es inodora, de sustancia blanca y cristalina, fácilmente soluble en agua. Es resistente al calor, la oxidación, y álcalisis. Es de hecho, una de las vitaminas más estables.

Fuente:http://www.guinama.com/media/tecnico/93772_FT%20Nicotinamida%20v02.pdf



Dióxido de Carbono: Es un gas formado por la combinación de carbono y oxígeno. Es incoloro e inodoro, con sabor ligeramente picante no siendo inflamable ni tóxico. Existe en bajas concentraciones en la atmósfera, es aproximadamente un 53% más pesado que el aire y no sostiene la vida. Dióxido de carbono es usado para la carbonatación de agua en la producción de bebidas carbonatadas. Para que se produzca la carbonatación [absorción de dióxido de carbono (CO2)], las bebidas refrescantes se enfrían en grandes sistemas de refrigeración basados en amoniaco. Esto es lo que confiere a los productos carbonatados su efervescencia y textura. El CO2 se almacena en estado líquido y se transfiere a través de tuberías a las unidades de carbonatación a medida que se necesita. El proceso se puede manipular para controlar la velocidad de absorción exigida por cada tipo de bebida. Dependiendo del producto, las bebidas refrescantes pueden contener desde 15 a 75 psi de CO2. Las bebidas refrescantes con sabor a frutas tienden a tener menos carbonatación que las colas o el agua con gas. Una vez carbonatados, los productos están listos para ser envasados en botellas o botes.

Fuente: http://pramec.com/pdf/gases_dioxido.pdf

I.3.

Presentación del producto:

II. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 2.1 Descripción del proceso. 2.1.1. Recepción y Almacenamiento de Insumos Luego de realizar la inspección visual y análisis correspondiente según corresponda, los insumos son recibidos y almacenados en zonas designadas en el área de almacén de Materiales. En el caso de los insumos como edulcorantes naturales y artificiales, saborizantes naturales y/o artificiales, emulsionantes, estabilizantes, y antioxidantes el almacenamiento se realiza en un almacén diseñado especialmente para este fin, el cual tiene una temperatura determinada y adecuada para mantener las características de los ingredientes. La ubicación en el almacén se realiza verificando las fechas de producción y de vencimiento y en orden de frescura manteniendo una adecuada rotación y despacho.

2.1.2. Elaboración de jarabe simple El proceso inicia en el tanque de dilución de azúcar donde en primera instancia se suministra y calienta agua tratada según el volumen de jarabe simple a elaborar, cuando la temperatura alcance entre 60 – 70 °C, se inicia el proceso de vaciado de azúcar de acuerdo al volumen a preparar para obtener jarabe simple con un Brix de 65 - 66.0 ºBx; seguidamente esta solución es llevada a temperatura entre 80 - 85 ºC con agitación mecánica constante y mantenida por 1 hora a esta temperatura.

2.1.3. Elaboración de Jarabe Terminado De acuerdo al volumen a elaborar se trasvasa Jarabe Simple a un Tanque de Jarabe Terminado donde se adicionará agua de proceso. En un tanque alterno de dilución de ingredientes se disuelve en primer lugar el preservante de acuerdo al volumen de jarabe terminado a elaborar, se verifica homogeneidad de la solución y se trasvasa al tanque de jarabe terminado que contiene el jarabe simple trasvasado. En otro tanque de dilución de ingrediente se disuelve el acidulante, los edulcorantes, colorantes, extractos auxiliares y saborizantes, de acuerdo al volumen de jarabe terminado a elaborar, durante 25 a 30 min por cada uno de los ingredientes o hasta disolución total y homogénea, luego se trasvasa hacia el Tanque de Jarabe Terminado en agitación, finalmente se completa con agua tratada para alcanzar el volumen final, continuando la agitación mecánica por 2 hora como mínimo.

Terminado el tiempo de agitación, se procede a reposar el jarabe y realizar los análisis fisicoquímicos y organolépticos con la finalidad de asegurar que el jarabe cumple con las especificaciones normadas. 2.1.4. Mezcla de Bebida Gasificada Jarabeada El jarabe terminado se envía a través de una bomba y tuberías hacia el equipo carbocooler, que está ubicado en la línea de envasado, que tiene también una línea de suministro de agua tratada esterilizada por radiación ultravioleta. En el carbocooler el jarabe es diluido con agua tratada simultáneamente la bebida diluida o mezcla, se envía hacia el tanque de saturación de CO2, donde sucede la carbonatación de la bebida en un ambiente frio. Usando como refrigerante amoniaco del proceso de carbonatación, este no tiene o directo con el producto o bebida.

2.1.5. Envasado de bebida gasificada jarabeada Depaletizado Los pallets que contienen los envases PET vacíos son aperturados y depositados por bandejas hacia la mesa de carga del transportador en envases. Enjuague de botellas PET Las botellas son transportadas por cadenas transportadoras hacia el equipo enjuagador de botellas Rinser donde los envases son enjuagados internamente a través de una batería de toberas de agua a presión, el agua de las toberas contiene residual de ozono, la presión de agua en las toberas es controlada para trabajar a presión mayor de 2 bar. 2.1.6. Envasado Los envases enjuagados ingresan a la máquina llenadora que contiene la bebida carbonatada y filtrada por un filtro de manga de 1 micra, el proceso se alcanza el volumen de llenado de 500mL. 2.1.7. Encapsulado Luego las botellas pasan por el capsulador, donde recibe la tapa plástica, asegurándose un correcto sellado de la botella. 2.1.8. Etiquetado

Las botellas con bebida jarabeada carbonatada son etiquetadas asegurándose una buena presentación del producto final. 2.1.9. Codificado Las botellas luego de ser etiquetadas pasan a ser codificadas inmediatamente se codifican indicándose la fecha, la planta, la línea y la hora de envasado asimismo se indica la fecha de vigencia del producto.

2.1.10. Empaquetado Luego de la colocación de etiquetas y codificado, las botellas son empacadas por un lámina termocontraible en cantidad de acuerdo a la presentación del producto. 2.1.11. Paletizado Luego del empaquetado los paquetes son transportados hacia la zona de paletizado donde manualmente son apiladas de acuerdo a la presentación del producto, quedando listas para su posterior traslado y almacenamiento en el almacén de producto terminado.

2.1.11. Almacenaje La manipulación, almacenamiento, embalaje, conservación y entrega de productos terminados, se efectúa con el cuidado respectivo, en condiciones de temperatura adecuadas, con la finalidad de mantener la calidad de nuestros productos intacta, teniendo cuidado de evitar daños provenientes de su manipulación y en el apilamiento de los pallets.

2.2 Diagrama de Flujo del proceso

Equipos utilizados para la medición de parámetros de calidad

III. APLICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS 3.1 Aplicación de las herramientas por etapas del proceso

HERRAMIENTA APLICADA PARA ETAPA

VARIABLE

CONTROL

JUSTIFICACIÓN

ESTADISTICO DE LA CALIDAD Gráfica

de

Dispersión.

RECEPCION

DE

MATERIA PRIMA

pH

(AGUA TRATADA) Diagrama

de

En el proceso de estabilización del pH del agua tratada, es necesario saber cuáles son las causas más relevantes que tienen influencia en el cambio de pH, pues es un inicio la alcalinidad que presenta es alta, para poder tenerlos bajo control; ya que esta es la etapa inicial y de la cual dependerá todo el proceso de producción de la gaseosa Guaraná.

Diagrama Ishikawa

El proceso de adicionar el azúcar a la gaseosa, en cuanto a la concentración (°Brix), deberá tener poca variabilidad, por lo que deberá evaluarse las causas más relevantes que influyen en este proceso para tenerlos bajo control.

Diagrama Pareto

Este proceso de elaborar jarabe simple es muy importante controlar las temperaturas, porque es aquí la etapa en donde se pasteuriza el jarabe, por lo tanto deberá evaluarse las causas más relevantes que afectan al proceso y dar prioridad a una de estas.

Ishikawa

°Brix

ELABORACION DE

JARABE

SIMPLE Temperatura (calentamiento y enfriamiento)

Utilizamos la gráfica de dispersión, ya que el pH tiene una relación lineal negativa con la alcalinidad, siendo la alcalinidad (variable independiente: X) y el pH (variable dependiente: Y) dos variables en el proceso de agua tratada son muy importantes, por lo tanto es necesario saber cuáles son las causas más relevantes que tienen influencia en el cambio de estas variables, para así poder tenerlos bajo control; ya que esta es la etapa inicial y de la cual dependerá todo el proceso de producción de la gaseosa Guaraná

pH

MEZCLA JARABE

DE

Histograma

El proceso de estabilización del pH, tiene que ser capaz lo cual tiene la finalidad de indicar que el pH dentro del proceso de producción de Guaraná se encuentra dentro de las especificaciones establecidas.

CO2 MEZCLA DE

Gráfico Dispersión

de

BEBIDA GASIFICADA JARABEADA °Brix

Gráfica de Control de Estadístico por variables (media y desviación estándar)

Histograma

ENVASADO

Volumen

- Determinación que se encuentra bajo control estadístico o no y que se encuentren dentro de las especificaciones establecidas. -Mediante el Índice de Capacidad se determina la capacidad de proceso en cuanto a los grados °Brix de la gaseosa. -El proceso de envasado, deberá buscar ser capaz pues es muy importante que en esta operación el volumen de la gaseosa se encuentra dentro de las especificaciones establecidas, que este centrado y exista poca variabilidad. -Se establece el diagrama Pareto para establecer cuáles son las causas más representativas que ocasionan la mayor cantidad de variabilidad presentada en el volumen en el momento de envasado de darse el caso para establecer un mayor control de calidad en estos puntos.

Pareto

Gráfica

de

Control

por

Variables.

-Establecer la variabilidad de pérdida de C02 en cuanto al tiempo, si podemos aplicar un gráfico de dispersión en esta etapa del proceso ya que existe relación entre la temperatura de carbonatación y la presión del CO2. En el laboratorio de la universidad no medimos estas variables, por lo tanto no lo podemos graficar.

Para determinar si el volumen de la bebida gasificada se encuentra bajo control estadístico de la calidad y mediante el índice de capacidad saber si el proceso es capaz (si se encuentra dentro de los límites establecidos).

3.2 Aplicación de las herramientas en el control de calidad del producto terminado 3.2.1. Control de Calidad de producto terminado variable PH: 

Histograma

En el proceso de envasado de bebidas gasificadas una característica de calidad del producto es el pH. Siendo este de 3.1 con una tolerancia de ± 0.1. Así para considerar que el proceso de envasado fue satisfactorio, debe estar entre la especificación inferior =3,0 y la superior, =3,2 Para realizar el estudio de capacidad se obtuvieron los siguientes datos durante el análisis en el laboratorio de la universidad USAT.

Estadístico Medidas de tendencia central - Moda = 3,82 -

Media = 3,79

-

Mediana = 3,8050

Análisis y comentario - Las medidas de tendencia central son relativamente cercanos. - 50% de las 20 mediciones fue mayor o igual a 3,80. - El pH más frecuente fue de 3,82

Conclusiones Proceso descentrado con µ= 3,79

Medidas de variabilidad - Desviación estándar = 0, 05242

-

En forma aproximada se espera que el pH de las bebidas gasificadas jarabeadas varíe entre 3,79 ± 0,16 (3,63 a 3,95). La amplitud de estos límites es mayor a la variación Coeficiente de variación tolerada (± 0,1). Ambos límites están fuera = 1.38% de las especificaciones, por lo que se están envasando bebidas con pH que no cumplen 0,05242/3,79 *100= con las especificaciones. 1.38% Límites

-

Límite superior= Promedio + 3 veces (Desv. Est.) = 3,79+ (0,05242*3)=3,95 Límite Inferior = Promedio - 3 veces (Desv. Est.) =3,79- (0,05242*3)=3,63 Límite central = 3,79 Rango = 0,23

-

La variación real del proceso es demasiado, por lo que se está envasando producto fuera de las especificaciones.

Gráfica de la capacidad - Histograma

Especificación Especificación Superior = 3,2 Especificación Central = 3,1 Especificación Inferior= 3,0 Amplitud Especificada = 0,1. Amplitud del Proceso = 3 veces la (Desv. Estándar) = 0,15726 AP > AE = Muy Variable 0,16 > 0,10

Interpretación En el presente histograma se observan los pH de las bebidas gasificadas jarabeadas la media (3,79) , la moda (3,82) y la mediana (3,8050) Son valores cercanos entre sí, sin embargo al comparar con el promedio de la especificación (3,0) están muy alejados. Nota: Los datos obtenidos en el laboratorio de la universidad están muy alejados a las especificaciones. Esto nos indica que la agitación que se realizó para liberar el CO2 no fue la adecuada, ya que el dióxido de carbono (CO2) es un gas licuado ligeramente ácido. Respecto a las medidas de variabilidad se tiene una desviación estándar (0,05242) con un coeficiente de variación de 1,38% y límites. Límite Superior = 3,95 Límite central = 3,79 Límite inferior = 3,63 La amplitud especificada es de 0,1 y la del proceso calculado es de 0,16 siendo mayor a la especificada; por lo cual podemos mencionar que la variabilidad del proceso es alta, se tiene que los límites están fuera de las especificaciones. La variabilidad del proceso de medición de pH es alta.

Conclusiones y Recomendación: Con los datos obtenidos en el laboratorio de la universidad se puede concluir que el proceso no cumple con las especificaciones, es decir el proceso no es capaz, es muy variable está descentrado con sesgo a la derecha y sus límites están fuera de sus especificaciones es decir se están envasando bebidas gasificadas con mayor pH a lo especificado. Recomendaciones. Se recomienda evaluar las posibles causas que generan esta variabilidad que podrían ser en la toma de datos, Mano de Obra o Medición, es necesario mejorar la capacidad de proceso, calibrar la máquina y capacitar el personal.

3.2.2. Control de Calidad de variable CO2 

Gráfica de control

Datos obtenidos de análisis realizados en el laboratorio de la universidad para determinar la cantidad de CO2 en el producto terminado de la gaseosa.

En el siguiente gráfico de control el CO2 en la botella PET se observa que este proceso NO está bajo control estadístico, ya que los resultados del lote 11 y 13 están por encima del límite superior.

En dicha gráfica se observa también que el proceso es muy variable por lo que se recomienda evaluar las causas que originan esta variabilidad, se recomienda controlar el proceso productivo, mantenimiento continuo de la maquinaria, capacitación a los operarios en caso de que esto no funcione se recomienda automatizar el proceso. Determinamos el índice de Capacidad 1.- Especificaciones CO2 en botella PET Límite superior = 3,7 g/L. Límite central = 3,4 g/L. Límite inferior= 3,1 g/L.

2.- Verificar si se cumple con los supuestos a) Que el proceso esté bajo control estadístico Vistas las gráficas podemos validar que el proceso NO está bajo control estadístico. b) Supuesto 2 verificar si los datos sigan una distribución normal Ho = El CO2 sigue una distribución normal H1 = El CO2 NO sigue una distribución normal Prueba de Kolmogorov-Smirnov para una muestra CO2 N

52

Parámetros normalesa,b

Diferencias más extremas

Media

3,2377

Desviación típica

2,03164

Absoluta

,167

Positiva

,167

Negativa

-,115

Z de Kolmogorov-Smirnov

1,206

Sig. asintót. (bilateral)

,109

a. La distribución de contraste es la Normal. b. Se han calculado a partir de los datos.

Como podemos observar las hipótesis mediante la prueba de Kolmogorov calculamos el nivel de significancia (significancia asintótica), el valor fue de 0.109 es decir, es mayor a 0.05 si se acepta la hipótesis (Ho). Es decir los datos SI siguen una distribución normal. 3.- cálculo del , y k De acuerdo a los valores del y k podemos concluir: El k < <1 por lo tanto, el proceso no es capaz El proceso está descentrado La media está fuera de la especificación. Estadísticos del proceso Índices de funcionalidad

a K

,067 a

,031

Se asume la distribución normal. LSL = 3.1 y USL = 3.7. a. La sigma de funcionalidad estimada está basada en la media de las desviaciones típicas del grupo de muestra.

3.2.3 Control de Calidad de Variable° Brix.



Gráfica de Control por atributos np

Para controlar el °Brix en la elaboración de gaseosas, por lo tanto se tienen 5 muestras, cada una formada por 4 botellas. El número de botellas defectuosas en cada una de las muestras se detalla en el siguiente cuadro.

Límites de control LCS = 3,87 LC = 1,15 LCI = 0,0 En la gráfica de control de unidades defectuosas por °Brix en el envasado de gaseosas se observa que el proceso está bajo control estadístico, sin embargo

se observa que la variabilidad del proceso es alta, por lo que se recomienda evaluar las causas y para disminuir esta variabilidad.



Gráfica de Control por Variables

Se desea determinar si la gaseosa satisface las especificaciones. La botella PET debe tener 6,9 + 0,2 °Brix. Los Estudiantes de profesionalización de Ingeniería Industrial realizaron un análisis de la bebida en el laboratorio de la universidad USAT obteniendo los siguientes resultados: Sub Grupo 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6

° Brix 6,0 7,0 7,0 6,0 7,0 6,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 6,5 6,8 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 6,9 6,9 7,0 6,9 7,0

Sub Grupo 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 10 10 10 10 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 13

°Brix 7,0 6,9 7,0 6,9 6,0 7,0 6,9 6,8 6,8 6,6 6,0 6,8 6,0 5,9 7,0 6,0 7,0 5,0 7,0 7,0 5,6 7,0 7,2 6,6 3,77 7,2 7,0 6,8

Este gráfico nos muestra que el proceso está bajo control estadístico, es decir el °Brix de la bebida gasificada, se encuentran dentro de los límites de control.

En esta gráfica se observa que el proceso no está bajo control estadístico, además existe mucha variabilidad. Por lo tanto, se recomienda a la empresa evaluar las causas de esta variabilidad para realizar la mejora del proceso de °Brix del producto terminado. Determinación del Índice de capacidad de proceso 1.- Especificaciones Límite superior = 7,1 °Brix. Límite central = 6,9 °Brix. Límite inferior= 6,7 ° Brix.

2.- Verificar si se cumple con los supuestos a) Que el proceso esté bajo control estadístico. Vistas las gráficas podemos validar que el proceso No está bajo control estadístico. b) Supuesto 2 verificar si los datos sigan una distribución normal Ho = Los °Brix siguen una distribución normal H1 = Los °Brix NO siguen una distribución normal

Prueba de Kolmogorov-Smirnov para una muestra °Brix en botella PET N

52

Parámetros normalesa,b

Diferencias más extremas

Media

6,6687

Desviación típica

,62315

Absoluta

,314

Positiva

,259

Negativa

-,314

Z de Kolmogorov-Smirnov

2,266

Sig. asintót. (bilateral)

,000

a. La distribución de contraste es la Normal. b. Se han calculado a partir de los datos.

Como podemos observar las hipótesis mediante la prueba de Kolmogorov calculamos el nivel de significancia (significancia asintótica), el valor fue de 0.00 es decir, es menor a 0.05 no se acepta la hipótesis (H1). Es decir los datos No siguen una distribución normal. Los supuestos no se cumplen.

3.2.5. Control de Calidad de la variable Volumen:

 Histograma En el proceso de envasado de bebidas gasificadas guaraná Backus una característica de calidad del producto es el volumen. Siendo este de 500 + 5. Así para considerar que el proceso de envasado fue satisfactorio, debe estar entre la especificación inferior = 495 mL y la superior, = 505 mL (especificaciones basadas en la ficha de producto terminado). Para realizar el estudio de capacidad se obtuvieron los siguientes datos durante el análisis en el laboratorio de la universidad USAT. Y en donde eliminaremos datos atípicos de los número de muestra 37 y 38, para poder realizar un mejor análisis del histograma.

Estadístico

Análisis y comentario

Conclusiones

Medidas de tendencia central -Media: 504,520 -Mediana: 501,750 -Moda: 500

- Las medidas de tendencia central no son cercanas. - EL 50% de 50 mediciones fue mayor o igual a 501,750 mL.. - El volumen más frecuente fue de 500 mL.

El Proceso no está Centrado con µ=504,520 mL, tiene un sesgo hacia la derecha.

Medidas de Variabilidad - En forma aproximada del proceso se espera que La variabilidad de proceso es muy alta, -Desviación estándar: 7,0855 el volumen de la gaseosa Guaraná Backus varíe ya que la amplitud del proceso es mayor -Coeficiente de Variación: 1,40 % entre 506,231 mL + 21,2565 mL (483,2635 mL a a la amplitud de la especificación. 525,7765 mL). -Límites: -Lim. Superior: 525,7765 - El límite inferior, ni superior no cumplen con las -Lim. Central: 504,520 especificaciones. -Lim. Inferior: 483,2635 -Rango: 29

La variabilidad del proceso es muy alta, pues la amplitud del límite es mayor (21,2565 mL) que la

amplitud especificada (5 mL).

Gráfica de la capacidad - Histograma: Especificación Sup: 505 mL Especificación Central: 500 mL Especificacion Inf: 495 mL

Interpretación - En el presente Histograma se observa que el volumen (mL) de la gaseosa Guraná Backus . La media (504,520 mL), la mediana (501,750 mL), la moda (500 mL), son valores que se encuentran relativamente distantes, sin embargo al comparar con el promedio especificado (500 mL) se encuentran aún más alejados con un sesgo hacia la derecha, es decir el proceso está descentrado. -Respecto a las medidas de variabilidad se tiene una desviación estándar de 7,0855 con un coeficiente de variación de 1,40 % y límites ( sup: 525,7765 mL , central: 504,520 mL , inf: 483,2635 mL), la amplitud especificada es de± 5 mL y la del proceso calculada es de ± 21,2565 mL, siendo mayor a la especificada; por lo cual podemos decir que la variabilidad del proceso de medición del volumen de la gaseosa Guaraná Backus se encuentra fuera de las especificaciones, teniendo en cuenta que se hizo el cálculo utilizando datos tomados en el laboratorio. -En lo que respecta a la capacidad de proceso según los datos recolectados en el laboratorio, el proceso de envasado no es capaz, porque los límites de proceso no se encuentran dentro de las especificaciones establecidas. -Se recomienda central el proceso y a la vez capacitar al personal en la toma de datos, pues ha existido datos atípicos que hemos tenido que eliminar para desarrollar el histograma.

Conclusiones y Recomendación: De acuerdo a los datos tomados por los alumnos en el laboratorio, se puede concluir que el proceso no es capaz, esta descentrado, con sesgo hacia la derecha; tiene una alta variabilidad, pues sus límites tanto el inferior como el superior no se encuentra acorde con las especificaciones, es decir se están produciendo bebida gasificada con mayor volumen a lo especificado. -

Se recomienda centrar el proceso, pues el volumen no es el adecuado por lo que tendrá que analizarse aspectos de las 6 M.

-

Para disminuir el sesgo hacia la derecha, se recomienda la capacitación al personal en la toma de datos y la calibración de las máquinas para tener mejores resultados de acuerdo con las especificaciones.

-

Se recomienda evaluar y disminuir al mínimo las causas de la variabilidad, por lo que como prevención se sugiere que se realice un programa preventivo y correctivo de calibración.

-

Se recomienda finalmente hacer un gráfico de causa – efecto (Ishikawa).



3.2.6 Control de calidad de la Toma de Datos en el laboratorio – Herramienta: Ishikawa (Causa-efecto) MEDICIÓN -Tiempo

MATERIALES

de medición de pH, Brix,

MANO DE OBRA

- Falta papel tizú (3)

volumen, CO2 inadecuado. (4)

PRINCIPALES

-Falta capacitación (4)

- Falta de agua destilada (4)

-Cansancio (2)

-falta de vasos descartables (4)

CAUSAS

-Falta de responsabilidad (4) -Personal no calificado (2)

-Falta de aire acondicionado (2) -Deficiencia de iluminación (2)

- No hay un métodos estandarizados para la toma de datos. (4)

-Falta de equipos de laboratorio (4) -Equipos descalibrados (2)

-Falta de orden (3)

MEDIO AMBIENTE

VARIACI ÓN DE TOMA DE DATOS

-Equipos deteriorados (2)

MÉTODOS

MÁQUINAS

RESULTADO: Como podemos apreciar el diagrama de Ishikawa las causas principales para la exista alta variabilidad en la toma de datos con respecto a las variables medibles de la bebida gasificada son por motivo de la mano de obra, al no tener la capacitación suficiente, no estar calificado, mostrar cansancio, y falta de responsabilidad.

3.2.7. Control de Calidad de variables pH, CO2, volumen, °Brix.  Diagrama Pareto Defectos encontrados en el análisis de gaseosas realizado en el laboratorio de la universidad.

DIAGRAMA DE PARETO

INTERPRETACIÓN: Como podemos observar en el Diagrama de Pareto podemos concluir que los problemas principales a solucionar son: el pH y el CO 2. Por lo cual se recomienda a la empresa dar prioridad a la solución de estos dos problemas, ya que esto genera paradas en línea de envasado, afectando la productividad y eficiencia de fábrica y por lo tanto, si se eliminan las causas que los provocan desaparecería la mayor parte de los defectos.

3.2.8. Control de Calidad de variables pH y CO2 

Gráfico de Dispersión

En la gráfica de dispersión de las variables CO 2 Y pH, se muestra coeficiente de correlación R=0.0006, por lo que se concluye que estas variables no guardan relación, pues el coeficiente es menor a 0.98. Pudiendo deberse a un error en la toma de datos, pues el R debería ser mayor o igual a 0,98 y teniendo una relación negativa. En donde la variable independiente (x) es el CO2 y el pH es la variable dependiente (Y).

IV.CONCLUSIONES  En el presente trabajo de Control Estadístico de Calidad de producto terminado de la bebida gasificada 500 mL; desarrollado en el laboratorio de la Universidad Privada Santo Toribio de Mogrovejo, se determinó e identificaron las diferentes Herramientas de Control Estadístico de la Calidad que se pueden aplicar en cada etapa del proceso de fabricación de la bebida gasificada.  Se aplicaron las Herramienta de Control Estadístico de la Calidad en lo que respecta al producto terminado de la bebida gasificada, utilizando para ello los datos obtenidos en el laboratorio; por lo que no solo se recolectaron datos, sino también se analizaron; luego se plasmarlos mediante gráficos utilizando para ello dichas las herramientas de calidad. 

Las Herramientas de Control Estadístico de la Calidad que fueron aplicadas en el presente trabajo fueron: Histograma, Gráfico de Control por atributos, Grafico de Control por variables, Diagrama de Pareto, Diagrama de Dispersión, Diagrama Ishikawa (causa – efecto).

 Dichas herramientas fueron muy útiles para el control de calidad de la bebida gasificada, por lo que se trabajaron con los datos recolectados en el laboratorio : pH, temperatura, volumen, peso, densidad, masa y °Brix, los cuales se analizaron y compararon con las especificaciones de la ficha de producto terminado lo que permitió saber la capacidad del proceso, variabilidad, si se encuentran dentro de las especificaciones establecidas, lo que permitirá conocer mejor cada proceso en la elaboración, así como también permitirá establecer una mejora y soluciones a dichos problemas.

 Finalmente el presente trabajo de investigación nos permitió ampliar los conocimientos aprendidos de la teoría recibida en clase y poder ser aplicable al campo laboral y que mejor en una empresa industrial donde laboramos. Uno de los objetivos centrales para cualquier empresa industrial es lograr la excelencia de sus productos, la cual solamente puede lograrse y garantizarse si los defectos son prevenidos en la fuente en vez de separarlos o inspeccionarlos luego de ocurridos, es decir la responsabilidad del monitoreo de la calidad, así como del control y de las acciones correctivas estén integradas dentro de las actividades diarias y responsabilidades del equipo de producción y control de calidad para controlar cualquier desviación dentro del proceso, por lo tanto es aquí donde cada uno de nosotros podemos aplicar lo aprendido.

V. BIBLIOGRAFÍA 

IZAR, Juan y Jorge González. Las 7 herramientas básicas de la calidad. UASLP, 2004



LANCE A. Ward. Industria de Las Bebidas. Tomo 3. Cap 65.



CÓRDOVA, Jorge Herramientas estadísticas para la gestión en salud. 3ra edición. JC ediciones. Versión electrónica (formato CD). Mayo 2003. Perú



Betancourt, José: El sueño del Negocio. Revista Calidad Total. Año 1. N° 3. Marzo-Abril 1993. Pags. 23-25.



Betancourt, José: Ingeniería del Negocio: Herramienta para el cambio continuo y el control Tecnológico. Revista Calidad Total, N°1,1992. Pag.16.



BOE RD. Reglamento técnico sanitario para la elaboración, circulación y venta de bebidas refrescantes. Madrid. Pag 2517 a 2523.



Barca, R.G., (Junio 2001). Control Estadístico de Procesos. España; Editorial MAC.

ANEXOS:  Procesos de Tratamiento de Agua de Industria de Bebidas Gasificadas.

https://www.youtube.com/watch?v=dn6sh03gxsw#t=29  Proceso de producción completo de Bebidas Gasificadas.

https://www.youtube.com/watch?v=PmPvL1HyONA