Tema 1-diseño Factorial Con Minitab 17 (2) 3i1m4b

TÓPICOS ESPECIALES EN CIENCIAS ALIMENTARIAS Y PROYECTO DE TESIS

2017-II

DISEÑO FACTORIAL CON MINITAB 17 Se desea estandarizar el pelado quimico de papaya arequipeña a ser utilizado en la elaboración de conservas de almibar, para hacer posible este estudio de sustituir el pelado manual por el pelado químico se estructuró un diseño experimental factorial 23 , el cual presenta 3 factores (concentración de hidróxido de sodio, temperatura y tiempo), son 3 factores claves para la adecuada operación del proceso de pelado de la papaya arequipeña, lo que es reflejado en una variable de salida como la merma producida al momento que es sometido el producto al mencionado proceso, por tal motivo se decidió diseñar experimentos que permitan identificar la relación de las variables así como el efecto que tienen éstas sobre la variación en la variable de salida. A continuación, se presenta el desarrollo del experimento realizado. Para hacer posible este estudio se estructuró un diseño experimental factorial 23, el cual presenta 3 factores (Concentración de NaOH, temperatura y tiempo) los mismos que hay que estudiar cómo afectan en la merma en el proceso de pelado de la papaya arequipeña que es la variable de salida. Cuadro 1: Datos para realizar la modelación del diseño experimental Factor

Niveles

Concentración de NaOH Temperatura Tiempo

Bajo 2 95 3

Unidad Alto 10 100 5

% °C minutos

En particular, en Minitab el análisis de los diseños factoriales donde hay al menos uno que tiene más de dos niveles, se obtiene con la siguiente secuencia de opciones: Estadistica DOE  Factorial Crear diseño factorial y luego se elige el factorial dos niveles, y numero de factores el que presenta la investigacion.

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Cuadro 2: Matriz de diseño en orden estándar

Cuadro 3: Matriz de diseño aleatorizado con los resultados obtenidos para cada experimento

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Para el estudio experimental se analiza la significancia de los efectos de los factores en la variable de salida “merma”, lo cual se consiguió mediante un diagrama de Pareto de los efectos y confirmado con un gráfico de probabilidad normal. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Para el estudio experimental se analiza la significancia de los efectos de los factores en la variable de salida “merma”, lo cual se consiguió mediante un diagrama de Pareto de los efectos y confirmado con un gráfico de probabilidad normal.

Los resultados se obtendrán siguiendo los pasos dados a continuación:

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EFECTOS SIGNIFICATIVOS

GRAFICAS FACTORIALES

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Para culminar con el análisis y poder apreciar la información necesaria y resumida que da el diseño de experimentos, se utiliza un gráfico de cubo el cual permite observar los valores promedio de respuesta, estas últimas están ubicadas en cada una de las esquinas del cubo y representan las cuatro combinaciones posibles de los factores y sus niveles. El resultado se muestra a continuación:

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De este gráfico es posible concluir que en base a las medias de los datos recolectados la mejor combinación es de temperatura a 85 °C , concentración del NaOH 2% y un tiempo de 3 minutos, resultado que coincide con los demás análisis hechos anteriormente, y, observando los datos obtenidos, se tiene que la variable de salida merma sería de 8 Kg. de cada 100 Kg. de producto que entre al proceso de pelado químico.

Ejercicio 1: Se desea formular una bebida a base de pulpa de fresa y pimiento dulce, para ello se utiliza un diseño factorial 23. Presentándose para ello tres factores y dos niveles, como se muestra a continuación: Factores Niveles Alto

Bajo

Brix

12%

13%

% fresa

70%

90%

0,05%

0,07%

Estabilizante

Identificar la relación de las variables, así como el efecto que tienen estas sobre la variación en la variable de salida. Para ello se presenta el siguiente gráfico: a. Matriz de diseño aleatorizado con los resultados obtenidos para cada experimento. OrdenEst OrdenCorrida PtCentral Bloques 5 7 6 3 1 4 8 2

1 2 3 4 5 6 7 8

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1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

Brix

% fresa

12 12 13 12 12 13 13 13

70 90 70 90 70 90 90 70

% estabilizante 0.07 0.07 0.07 0.05 0.05 0.05 0.07 0.05

y: Aceptación 5 6 6.5 4.5 4 8 9 7.2

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