ESPECIALIZACIÓN EN PROCESOS EN ALIMENTOS Y BIOMATERIALES DISEÑO EXPERIMENTAL

ACTIVIDAD No. 5 – TRABAJO COLABORATIVO

Presentado por:

Luis Eduardo Gómez Orozco

Presentado a:

M. Sc. Campo Riano

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN PROCESOS EN ALIMENTOS Y BIOMATERIALES

DISEÑO EXPERIMENTAL

2011

1. Supóngase que se tienen cuatro variedades de harina H1, H2, H3 y H4; y cuatro hornos de panadería E1, E2, E3, E4, estos últimos presentan diferentes grados de calentamiento-horneado. Se desea comprobar si existe alguna diferencia significativa entre las hornadas – en el color de estas diferentes variedades de harina.

Para lo cual se tomaron los resultados de la tabla 1.

De respuesta utilizando la estadística-módulo de curso, a las siguientes preguntas:

a. ¿Qué tipo de diseño experimental recomendarías?

b. Como realizarías la distribución de las Unid. Experimentales (diseño experimental) gráficamente haga un cuadro explicativo.

c. ¿Cómo las distribuirías?. ¿Qué procedimiento utilizarías?

d. Investiga y realice un ensayo de tres páginas sobre las ventajas y las características del arreglo o distribución seleccionada.

e. Plantea el procedimiento estadístico para la comprobación de la hipótesis y el análisis de varianza, Explicando cual tratamiento sería el mejor.

R/.

a. ¿Qué tipo de diseño experimental recomendarías?

Para este diseño se recomendaría un diseño completamente al azar (DBCA) de efectos fijos, ya que el investigador escoge en el mercado los tipos de harina y las temperaturas de horneado, las conclusiones que se obtengan de este experimento solamente serán validas para los cuatro tipos de harina y las cuatro temperaturas de horneado. Replanteando la idea de la investigación se diría que se quiere estudiar la reacción de cuatro harinas diferentes en el color final del horneado y estas se obtuvieron usando cuatro hornos de panadería con cuatro temperaturas de horneado diferente.

b. Como realizarías la distribución de las Unidades Experimentales (diseño experimental) gráficamente haga un cuadro explicativo.

La distribución de las unidades experimentales se explica en la tabla siguiente:

Tabla. Distribución de unidades experimentales.

Factor Tipo de Harina (4 Niveles)

Harina 1 Harina 2 Harina 3 Harina 4

Factor Temperatura de Horneado (4 Niveles) Bloque 1

18,9 16,5 16,99 13,91 Cuatro Replicaciones

20 10,5 17,22 13,51

18,25 14,3 17,4 13,89

20,07 9,5 17,18 13,365

Bloque 2 11,2 11,5 16,9 14,215 Cuatro Replicaciones

22,12 11 16,54 13,02

34,7 9,9 16,4 14,205

30,4 9,5 16,5 14,32

Bloque 3 16,5 10,5 17,44 13,885 Cuatro Replicaciones

36,5 9,6 16,22 14,2

21,5 10,9 16,69 13,965

19,7 11 17,7 13,837

Bloque 4 17,8 10,9 17,4 13,89 Cuatro Replicaciones

14,39 19 17,98 14,52

14,89 19,5 17,97 15,05

17,8 10,5 17,22 13,91

c. ¿Cómo las distribuirías? ¿Qué procedimiento utilizarías?

Diseño del experimento:

El experimento se llevo a cabo en una planta piloto en el área de panificación con cuatro hornos con una temperatura de horneado estandarizada a diferentes niveles. Ya que la reacciones del color responde a reacciones de Maillard, reacciones que se llevan a cabo entre aminoácidos y azucares y la reacción tiene una energía de activación, se estableció bloquear este parámetro de temperatura ya que la intensidad del color depende de la intensidad de la temperatura. Se dividió en diferentes bloques el experimento con la utilización de diferentes hornos con diferentes temperaturas de horneado para verificar si la intensidad del color final tiene que ver también con la temperatura de horneado. El diseño de experimento resultante fue un diseño de bloques completo aleatorizado, con cuatro bloques a las que se le asignaron al azar los tratamientos.

d. Investiga y realice un ensayo de tres páginas sobre las ventajas y las características del arreglo o distribución seleccionada.

El objetivo principal del diseño completamente al azar (DBCA) en aumentar la precisión en la investigación, teniendo comparaciones exactas entre los tratamientos que se están aplicando en el experimento. Con la bloquización se pretende entre muchas cosas disminuir y controlar la varianza del error experimental con el objetivo de lograr una mayor precisión. Dentro de los diseños factoriales el más sencillo de estos es el que involucra dos factores o grupos de tratamientos. En este caso solo es de interés los efectos que tienen estos dos factores. El empleo de bloques estratifica las unidades experimentales en grupos homogéneos o unidades similares.

Siendo A y B los factores que se están estudiando en un diseño factorial, el factor A tendrá “a” niveles y el factor B tendrá “b” niveles, cada replica contiene “ab” combinaciones de los tratamientos con “n” repeticiones. Se recomienda tener al menos 2 replicas para poder obtener la suma de cuadrados del error. En el experimento analizado el factor A es el Tipo de Harina, B es la Temperatura de Horneado, con 4 niveles cada uno y 4 repeticiones.

Los niveles “a” del factor A y los niveles “b” del factor b, se pueden seleccionar aleatoriamente de poblaciones grandes, luego se deduce que el factor A y el factor B son aleatorios, en este caso las inferencias se extienden a todos los niveles de las poblaciones en estudio, pues los niveles de los factores se eligieron al azar. Se puede seleccionar los “a” niveles del factor A y los “b” niveles de factor B usados en el experimentos, luego se deduce que el factor A y el factor B son fijos, por lo tanto las inferencias hechas con base al ANOVA pueden aplicarse solamente a los niveles específicos del factor A y el factor B. En el caso del problema propuesto se puede pensar que los factores fueron seleccionados por el experimentador y son fijos, entonces el modelo que resulta es el modelo de efectos fijos.

Cualquier factor que afecta la variable respuesta aumenta la varianza del error experimental y disminuye la precisión (Kuehl, 2001). Estos factores puede ser la edad, peso de animales, separaciones de parcelas, estas pueden aumentar la variación entre las observaciones de las variables

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