“Disminución de Tiempos en la producción de gelatinas”

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniero Industrial Administrador

Estadística y Diseño de Experimentos

Proyecto Integrador de Aprendizaje (PIA)

“Disminución de Tiempos en la producción de gelatinas”

Grupo: 04

Dra. García León Azucena Minerva

Fecha de entrega: 18 de mayo del 2021

San Nicolas de los Garza, Nuevo León.

ÍNDICE

Resumen        3

Introducción        4

Metodología        6

Resultados        8

Pareto        8

Gráfica De Efectos        9

Coeficientes Codificados        9

Análisis De Varianza        10

Ecuación De Regresión En Unidades No Codificadas        10

Coeficiente De Determinación        11

Analizar Y Ajustar Modelo Con Significancia        12

Análisis De Varianza Ajustado        12

Ecuación De Regresión En Unidades Codificadas        12

Estructura De Alias        12

Coeficientes Codificados        13

Coeficiente De Determinación        13

Gráfica De Efectos        13

Pareto        14

Análisi Residuales Estandarizados        15

Calcular Distancias De Cook        16

Gráficos De Condiciones Óptimas        17

Taguchi        18

Graficas De Contorno        19

Graficas De Superficie        20

Discusión Y Conclusión De Resultados        21

Anexo        23

Bibliografía        24

RESUMEN

En el siguiente diseño experimental se realizó una serie de repeticiones bajo diferentes circunstancias y así se generó nuestro experimento, se enfocó en la búsqueda de la disminución del tiempo en minutos para la producción de gelatinas caseras, siendo el objetivo principal la disminución del tiempo medido en minutos, obteniendo los mejores resultados posibles.

El presente diseño se analizó tres factores siendo la temperatura (ºC), el tamaño (gramos) y el porcentaje de grenetina (%) los que se estuvieron intercalando, cada factor cuenta con dos niveles diferentes (bajo y alto), además de que se realizaron tres réplicas para cada caso según correspondiera, con un alfa de 0.05 en todo momento del análisis. Primero se realizó un Pareto y una gráfica de efectos con las que se descubrió las variables significativas, para continuar con un ANOVA y proceder con la ecuación del modelo tanto completo como ajustado, finalmente se elaboraron los análisis correspondientes a dicho proyecto incluyendo los gráficos para poder visualizar de mejor manera las condiciones óptimas que se explicaran a continuación.

Se encontró que las condiciones óptimas son de una temperatura de nivel bajo (3ºC), un tamaño de nivel bajo (100 gramos) y un porcentaje de grenetina de nivel alto (2.5%), de esta forma se obtuvo una respuesta óptima de 88.67 minutos, cumpliendo así con el objetivo del proyecto.

Como conclusiones principales se obtuvo que, la rapidez en minutos (tiempo) del proceso de producción se disminuyó lo más posible. Durante la realización del estudio se encontró que había factores que ocasionaron que el tiempo fuera mayor de lo esperado. Dichos factores son: factor C (tamaño), interacción AC (temperatura x tamaño) e interacción BC (% grenetina x tamaño), estos son los significativos con un nivel de significancia del 95%.

INTRODUCCIÓN

La gelatina es un postre que se ha consumido por mucho tiempo, favorita de muchos niños y adultos debido ya sea por su rico sabor o por la facilidad con la que se puede adquirir o hacer.

En este proyecto se realizó una investigación y experimentación de la elaboración de gelatinas en casa, esta idea surgió mientras se preparaba el postre de forma casera. Se elaboró diferentes gelatinas siguiendo el mismo procedimiento únicamente se cambiaron tres factores: el tamaño de los recipientes en donde se contenían teniendo un total de dos tamaños, la temperatura de los refrigeradores en grados Celsius siendo dos los diferentes y la cantidad de grenetina que se usó para que cuajara, también se hicieron 3 repeticiones para cada caso. El objetivo de este proyecto es el de aumentar la rapidez de fabricación, se tiene como propósito el de confeccionar la receta para obtener el mejor resultado posible sin que se vea afectada de forma negativa el sabor, textura y calidad del producto. Se busca responder a las preguntas de ¿Cuál sería el tiempo óptimo que tarda en cuajar una gelatina?, ¿Cuánta grenetina se debe utilizar? Y la de ¿A qué temperatura es deseable para que no se congele y que sea lo más rápido posible? Se considera importante este trabajo porque, aunque se cree que es muy fácil realizar este postre, muchas veces no sale de la forma correcta, se puede vender esta receta a alguna fabricadora de gelatinas o comercializarla para obtener mejores resultados. Por otro lado, en otras empresas o negocios se han visto reflejados la adición de nuevos ingredientes o sabores a la gelatina tradicional como lo es el durazno y el yogur en donde se menciona “Vierte sobre la gelatina de durazno y refrigera 1.5 horas más o hasta que la gelatina cuaje. “(Cocina Fácil, 2019) o la presencia de fresas y vainilla en el cual se dice que “Refrigera hasta que cuaje, desmolda y sirve con fresas en rebanadas.” (Veyta, n.d.) otro ejemplo es el de la presencia de bebidas con algún porcentaje de alcohol como la de rompope que menciona “coloca en vasos y refrigera hasta que cuaje.” (Cocina Vital, 2018).

El diseño de experimentos permite analizar datos mediante modelos estadísticos para observar la interacción entre las variables independientes y como afectan a la variable dependiente. Montgomery (2001) establece que la importancia del diseño de experimentos recae en la necesidad que tienen las empresas de contar con procesos óptimos con la menor variabilidad para incrementar la calidad en sus productos o servicios. Esta metodología está basada en la experimentación. Al momento de realizar estos experimentos se debe de obtener réplicas y aleatorizar los datos. Mediante las réplicas se obtiene una estimación del error experimental, por lo que entre mayor sea el número de réplicas, menor será este error experimental, siempre y cuando los experimentos se den en las mismas condiciones. La aleatorización durante la realización del experimento es esencial para evitar la dependencia entre las muestras y asegurar que los resultados sean realmente causados por las variables dependientes y no por el experimentador.

Un diseño factorial es un tipo de experimento diseñado que permite estudiar los efectos que varios factores pueden tener en una respuesta. Al realizar un experimento, variar los niveles de todos los factores al mismo tiempo en lugar de uno a la vez, permite estudiar las interacciones entre los factores.

METODOLOGÍA

Se realizó una investigación en la producción de gelatinas caseras, deseando aumentar la rapidez de su producción, por lo tanto, la finalidad era encontrar el tiempo mínimo (minutos) en su realización de las mismas, sin que se vea implicada la calidad y el sabor de ellas. Para la elaboración de este experimento se contaron con dos refrigeradores con temperaturas Factor A de 5 y 3 grados Celsius respectivamente (que es la temperatura recomendada por las empresas fabricadoras de línea blanca), se utilizaron vasos de diferentes tamaños para almacenar las gelatinas, Factor C, 100 y 150 gramos cada uno; finalmente se descubrió que el porcentaje recomendado de grenetina Factor B para las gelatinas son de 1.5%, 2.5%. Se realizaron 3 réplicas en cada caso, cumpliendo con los factores y variables mencionados anteriormente. La siguiente tabla muestra los resultados obtenidos.

A continuación, se muestran las diferentes etapas de la metodología.

1. Planeación

Se investigó diferentes experimentos tanto en empresas como de la vida cotidiana para después elegirse el de la vida cotidiana, siendo así la producción de las gelatinas el objeto de estudio.

1. Recopilación y obtención de datos

Después de que se decidió que era lo que se iba a realizar como proyecto, se procedió a realizar las gelatinas siguiendo las condiciones con las que se deseó trabajar, midiendo los datos del tiempo por medio de un cronómetro en minutos, luego estos datos se reunieron y pasaron a una tabla.

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