Tesis / 0274 / E.A.C.

ESTUDIO DE LAS TOLERANCIAS BASADOS ENLA ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE DE LA MEDICIÓN EN ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS (ACIDEZ, HUMEDAD, JABONES Y PERÓXIDOS) DEL PROCESO DE REFINACIÓN DE SOYA

Nombres: Yully Cabra Sandoval Alexander Duarte Amaya Correos electrónicos: yullysandov@hotmail.com alexander.duarteamaya@gmail.com

Modalidad: CURSO DE PROFUNDIZACIÓN Y MONOGRAFÍA

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE GESTIÓN INTEGRADA CALIDAD, MEDIO AMBIENTE Y PREVENCION DE RIESGOS LABORALES. BOGOTÁ D.C. 2.015

TABLA DE CONTENIDO 1.

RESUMEN ....................................................................................................................... 4

2.

METODO GENERAL ..................................................................................................... 7 2.1.

Problema a Solucionar .............................................................................................. 7

2.2.

Justificación .............................................................................................................. 7

2.3.

Objetivos ................................................................................................................... 8

2.3.1.

Objetivo General................................................................................................ 8

2.3.2.

Objetivos Específicos ........................................................................................ 8

2.4.

Marco de Referencia ................................................................................................. 9

2.4.1.

DEFINICIONES ................................................................................................ 9

2.4.2.

PROCESO DE REFINACIÓN DE SOYA ..................................................... 11

2.4.3.

ETAPAS DEL PROCESO .............................................................................. 12

2.4.4.

INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN ............................................................. 19

3.

DESARROLLO ...................................................................................................... 28

3.1.

ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS (Acidez, Humedad, Jabón, Peróxidos) ............... 28

3.1.1.

Determinación de Acidez (NTC 218) .............................................................. 28

3.1.2.

Determinación de Humedad ............................................................................ 37

3.1.3.

Determinación de Jabón .................................................................................. 44

3.1.4.

Determinación de peróxidos ............................................................................ 52

3.1.5.

ANÁLISIS DE RESULTADOS ...................................................................... 62

4.

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 64

5.

RECOMENDACIONES ................................................................................................ 65

6.

REFERENCIAS ............................................................................................................. 66

7.

ANEXOS ........................................................................................................................ 68

ANEXO 2. Procedimiento Refinación Soya.......................................................................... 69 ANEXO 3. Certificado de Calibración Balanza Analítica .................................................... 70 Anexo 4. Certificado de Calibración Bureta de Precisión ..................................................... 71

LISTA DE FIGURAS Figura 1. ................................................................................................................................ 11 Figura 2 .................................................................................................................................. 13 Figura 3 .................................................................................................................................. 14 Figura 4 .................................................................................................................................. 15 Figura 5 .................................................................................................................................. 28 LISTA DE TABLAS Tabla 1 ................................................................................................................................... 17 Tabla 2 ................................................................................................................................... 18 Tabla 3 ................................................................................................................................... 30 Tabla 4 ................................................................................................................................... 32 Tabla 5 ................................................................................................................................... 32 Tabla 6 ................................................................................................................................... 39 Tabla 7 ................................................................................................................................... 39 Tabla 8 ................................................................................................................................... 47 Tabla 9 ................................................................................................................................... 47 Tabla 10 ................................................................................................................................. 55 Tabla 11 ................................................................................................................................. 57 Tabla 12 ................................................................................................................................. 58

LISTA DE GRÁFICAS Gráfica 1 ................................................................................................................................ 34 Gráfica 2 ................................................................................................................................ 35 Gráfica 3 ................................................................................................................................ 36 Gráfica 4 ................................................................................................................................ 42 Gráfica 5 ................................................................................................................................ 43 Gráfica 6 ................................................................................................................................ 49 Gráfica 7 ................................................................................................................................ 50 Gráfica 8 ................................................................................................................................ 51 Gráfica 9 ................................................................................................................................ 60 Gráfica 10 .............................................................................................................................. 61

1. RESUMEN El propósito de este trabajo es estudiar las variaciones de las características de conformidad del producto; para determinar las tolerancias a partir de las estimaciones de la incertidumbre de la medición en los métodos de análisis del laboratorio centrándose en los más importantes en el proceso de refinación de la soya tales como la acidez, humedad, jabones y peróxidos y comprobar así que toda medición tiene una tolerancia que se pudo hallar por medio de métodos estadísticos. Los resultados obtenidos son calculados y analizados con el fin de verificar que las características de conformidad del producto son adecuadas para el fin propuesto.

La estimación de la incertidumbre en mediciones fisicoquímicas correspondiente a los ensayos normalizados siguió los lineamientos de la GTC 51:1994.

El diseño metodológico de la monografía tiene un enfoque cuantitativo a partir del estudio de las tolerancias basadas en la estimación de la incertidumbre de la medición en los métodos fisicoquímicos propuestos en el proceso de refinación de soya.

Los resultados muestran un comportamiento similar en lo que se refiere a las tolerancias soportadas en las incertidumbres; los datos provienen de varios días y por turnos a lo largo del mes, sin embargo, el comportamiento aun similar no es beneficioso para los procesos evaluados y que según las fechas y la hora se debe indagar sobre el factor que altero e incremento el valor de las tolerancias.

A partir de este ajuste ya se puede establecer los límites de control de las tolerancias de las diferentes especificaciones o análisis y de esta manera la empresa se podrá sostener económicamente.

PALABRAS CLAVES Tolerancia, Incertidumbre de medición, acidez, humedad, jabones, peróxidos, soya, exactitud, aseguramiento de la calidad.

ABSTRACT The purpose of this paper is to study variations in the characteristics of product conformity; to determine tolerances from estimates of measurement uncertainty in the methods of laboratory analysis focusing on the most important in the refining process of soy such as acidity, humidity, soaps and peroxides and check so all measurement has a tolerance that was found through statistical methods. The results are calculated and analyzed in order to verify the conformity of the product characteristics are suitable for the intended purpose. The estimation of the uncertainty in physicochemical measurements corresponding to the standard tests followed the guidelines of the GTC 51:1994.

The methodological design of the monograph is a quantitative approach based on the study of the tolerances based on the estimation of measurement uncertainty in physicochemical methods proposed in the refining process soybeans.

The results show a similar behavior as regards tolerances supported on uncertainties; The data comes from several days and shifts throughout the month, however, even like behavior it is not beneficial to the processes and evaluated according to the dates and time should investigate the factor that altered and increased the value of tolerances.

From this setting and you can set the control limits of tolerance of different specifications or analysis and thus the company can be sustained economically.

KEYWORDS Tolerance Measurement uncertainty, acidity, humidity, soaps, peroxides, soybeans, accuracy, quality assurance

2. METODO GENERAL 2.1. Problema a Solucionar Estimar las tolerancias soportadas en las estimaciones de la incertidumbre de medición en cada uno de los análisis fisicoquímicos en el laboratorio, y generar un historial para establecer los límites de control de los mismos.

2.2. Justificación Actualmente en el laboratorio no se cuenta con un historial de repetibilidad y precisión intermedia en los análisis fisicoquímicos del laboratorio que se realizan para el seguimiento de calidad en cada uno de los procesos y por ende cada producto que sale al mercado. Por lo tanto, no se han definido técnicamente las tolerancias del producto.

Hoy en día muchas empresas y aun con la globalización de la economía en el caso de nuestro país el TLC, las empresas deben competir por calidad en sus productos y esto se transfiere a como se llevan a cabo sus procesos de producción, es por esto que es necesario establecer las tolerancias con base en la estimación de la incertidumbre a obtener en cada uno de los análisis fisicoquímicos en el proceso de refinación de la soya y de esta manera controlar cada una de las etapas del proceso.

Lograr establecer las tolerancias soportadas en la estimación de la incertidumbre de los análisis de laboratorio es competir demostrando la capacidad en el cumplimiento de lo estipulado en la

norma NTC ISO/IEC 17025:2005, lo cual haría aún más competitivo los procesos productivos de la empresa.

2.3. Objetivos

2.3.1. Objetivo General Determinar las tolerancias con base en los presupuestos para la estimación de la incertidumbre de la medición en los diferentes análisis fisicoquímicos (acidez, humedad, jabón y peróxidos) en el proceso de refinación de la soya.

2.3.2. Objetivos Específicos  Identificar las fuentes asociadas a la incertidumbre de medición para los análisis fisicoquímicos: Acidez, Humedad, Jabón y Peróxidos.  Clasificar las incertidumbres de acuerdo a su tipo y estimar la incertidumbre expandida para los análisis fisicoquímicos en el proceso de refinación de la soya.  Establecer un modelo para la estimación de incertidumbre de medición en diferentes análisis fisicoquímicos en el proceso de refinación de la soya.  Establecer un historial de las tolerancias con base en la estimación de la incertidumbre para controlar las etapas del proceso en la refinación de la soya.

2.4. Marco de Referencia 2.4.1. DEFINICIONES 

ACIDEZ: Contenido de Ácidos Grasos libres en un aceite, la cual es expresada como porcentaje en masa.



ACIDOS GRASOS LIBRES: Son ácidos carboxílicos, en la mayoría de los casos de cadena lineal. Los ácidos grasos presentes en la muestra generalmente se expresan como ácido palmítico, láurico u oleico.



INDICE DE ACIDEZ: Número de miligramos de Hidróxido de Sodio requeridos para neutralizar los ácidos grasos libres presentes en 1 gramo de grasa, el resultado del índice de acidez se expresa en miligramos por gramos.



VALOR ÁCIDO: Es el peso en mg de Hidróxido de Potasio requerido para neutralizar la acidez de 1 gramo de grasa. Para convertir % de ácidos grasos libres (como oleico) a valor ácido, se multiplica por 1.99. Los ácidos grasos libres son frecuentemente expresados en términos del valor ácido.



CONTENIDO DE HUMEDAD Y MATERIAL VOLÁTIL: Pérdida en masa de un producto mediante calentamiento a 103°C ± 2°C, bajo las condiciones especificadas en ésta norma y este contenido es expresado como un porcentaje en masa.



CONTENIDO DE JABÓN: Es el porcentaje (m/m) de Hidróxido de Sodio o mg de Oleato de Sodio por Kg de grasa de igual manera es jabón residual presente en una grasa expresada en ppm utilizando como indicador el Azul de Bromofenol.



ÍNDICE DE PERÓXIDOS: La Cantidad de estas sustancias en la muestra, expresada en términos de miliequivalentes de oxígeno activo por Kilogramo, el cual el Yoduro de Potasio oxida bajo las condiciones del ensayo.



CALIBRACIÓN: Operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación



EVALUACIÓN TIPO A DE LA INCERTIDUMBRE: Evaluación de la incertidumbre mediante métodos estadísticos.



EVALUACIÓN TIPO B DE LA INCERTIDUMBRE: Evaluación de la incertidumbre mediante métodos no estadísticos.



FACTOR DE COBERTURA: Cantidad que se multiplica por la incertidumbre estándar combinada para obtener una incertidumbre extendida, para un nivel particular de confianza.



TOLERANCIA: Variabilidad permitida sin que se afecte la conformidad del producto.



INCERTIDUMBRE DE UNA MEDICIÓN: Parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza.



PRESUPUESTO DE INCERTIDUMBRE: Declaración de una incertidumbre de medición y las componentes de esa incertidumbre, junto con su cálculo y combinación.



TRAZABILIDAD METROLÓGICA: Propiedad de un resultado de medición por la cual el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medición.



PRECISIÓN INTERMEDIA: Precisión de medición bajo un conjunto de condiciones de precisión intermedia.



PRECISIÓN DE MEDICIÓN: Proximidad del acuerdo entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas.



REPETIBILIDAD DE MEDICIÓN: Precisión de medición bajo un conjunto de condiciones de repetibilidad.

2.4.2. PROCESO DE REFINACIÓN DE SOYA

El aceite crudo se procesa en las plantas conocidas como refinerías para obtener aceites y mantecas o margarinas terminados para uso en la industria de alimentos y en la cocina. El aceite se somete a una serie de procesos (Diagrama 1), como son: desgomado (para obtener lecitina), neutralización (se obtiene saponinas o jabones), lavado, blanqueo, desodorización (para obtener un producto puro, sin olor o sabor), y envase.

Figura 1. Descripción general de refinación de aceites vegetales

Soda Cáustica

REFINACIÓN QUÍMICA

REFINACIÓN FÍSICA

ACEITE CRUDO

ACEITE CRUDO

NEUTRALIZACIÓN

BLANQUEO

Goma

Jabón

Tierras Filtrantes

DESGOMADO

BLANQUEO

DESODORIZACIÓN

DESODORIZACIÓN

ENVASE

ENVASE

ACEITE

Por lo general el proceso de refinación se realiza en aceites vegetales, el método más utilizado es el químico utilizando una solución alcalina, en el caso de aceites con un contenido bajo de fosfátidos, como el aceite de palma y coco, la refinación puede ser física. El principal objetivo del proceso de refinación es prolongar la vida útil del aceite, en varios procesos de refinación se pueden llegar a incluir 40 etapas (operaciones y procesos unitarios) diferentes.

Las principales ventajas que ofrece este proceso Físico en comparación con la refinación química son las siguientes:  

Mayor simplicidad en las operaciones a realizar.

Menor impacto ambiental.

 

Menores pérdidas de aceite.

Productos de buena calidad.

El proceso de refinación de aceites crudos se realiza con el fin de:  Eliminar fosfolípidos o gomas, consiste en adicionar un ácido débil y posteriormente se arrastran las gomas con agua. Este proceso se denomina desgomado.  Eliminar los ácidos grasos libres (AGL), causantes del deterioro del producto final por hidrólisis. La eliminación de AGL, se realiza a través de una neutralización con soda caustica o de forma física por destilación.  Eliminar contaminantes, como son los pigmentos o metales, consiste en la adición de tierras o arcillas decolorantes, como es el carbón activado. Este proceso recibe el nombre de blanqueo.  Eliminar compuestos volátiles, que generan olores y sabores desagradables. Estos compuestos volátiles se retiran a través de una destilación al vacío, que permite que el vapor los arrastre. Este proceso se denomina desodorización 2.4.3. ETAPAS DEL PROCESO 2.4.3.1.

DESGOMADO

Es la primera etapa en el proceso de refinado. Los fosfolípidos y glicolípidos que se extraen de la semilla y que quedan disueltos en el aceite, deben ser eliminados a través de esta operación denominada desgomado, se debe realizar ya que estos compuestos se alteran con mayor facilidad que los triglicéridos, aportando sabores extraños al aceite. Se realiza con agua u otro agente, a elevada temperatura durante un tiempo suficiente para hidratar las gomas. Posteriormente el aceite se centrifuga para separar aceite y agua.

El aceite crudo o virgen se trata con una solución diluida de ácido fosfórico para hidratar y precipitar los fosfolípidos al hacerse insoluble en la grasa. Este proceso se realiza en tanques dotados de un agitador, se incorpora agua en un 2% v/v a una temperatura de 70ºC. El aceite pasa después a una centrifuga a gran velocidad en donde son removidos los fosfolípidos y el agua del aceite desgomado. Las gomas son deshidratadas o tratadas con peróxidos para la obtención de lecitinas, las cuales se utilizan en diversas industrias alimenticias. En la figura 2, se observa una instalación de desgomado de aceites.

Figura 2. Instalación de desgomado de aceites

1. Bomba de impulsión de aceite crudo 2. Calentador de placas 3. Mezclador de aceite con ácido fosfórico 4. Sistema de adición de ácido fosfórico 5. Depósito de aglomeración 6. Centrifuga para la separación del aceite y las gomas 7. Salida del aceite desgomado 8. Salida de gomas Este proceso es necesario ya que de lo contrario se presentarían una serie de defectos en el aceite durante el proceso como:  Los triglicéridos se alteran con mayor facilidad adquiriendo sabores y olores desagradables.  Decantación en los tanques de almacenamiento. Mayor susceptibilidad a la oxidación.  Formación de espumas durante el calentamiento.

-

Mezcladora de ácido fosfórico-aceite

Los mezcladores de la serie Mx están especialmente desarrollados para realizar tareas de mezclado en los procesos industriales de aceites y grasas comestibles, es decir, en plantas de neutralización y desgomado. Su diseño se basa en el concepto MicroMerge (patentado), para obtener una máxima eficiencia en el mezclado y en el aprovechamiento de los aditivos. Una zona de dispersión pequeña permite una dispersión óptima con bajo consumo energético, mientas que el tiempo de contacto necesario se consigue en una zona de mezclado de baja fuerza cortante.

Los mezcladores tienen dos entradas separadas. El aceite puede enviarse en su totalidad a la zona de dispersión, o también en diferentes grados a la zona de mezcla. Por tanto, el mezclado es flexible, fácil de optimizar, y evita la formación de emulsiones.

Figura 3. Mezcladora de ácido fosfórico-aceite. Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas

2.4.3.2.

NEUTRALIZACIÓN

En esta etapa se eliminan ácidos grasos libres por la acción de soda cáustica, además de neutralizar la acidez residual del aceite proveniente de los ácidos grasos libre. Para eliminar la totalidad de los ácidos grasos libres (AGL), sin deteriorar el aceite, se utiliza un vacío de hasta 5 mm de Hg y calentándolo a una temperatura de 180-240ºC. Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% de ácidos grasos libres. Esto es recomendable especialmente si los aceites se utilizarán para el proceso de hidrogenación. Figura 4.

Figura 4. Neutralizador-blanqueador

-

CALCULO DE SODA CÁUSTICA NECESARIA POSCARGA

¨Para neutralizar teóricamente 0.142 Kg. de soda cáustica se requiere de 1 Kg. de ácido graso libre (calculado en ácido oleico). Entonces para una carga de una tonelada de aceite el 1% de AGL representa 10 Kg. de estos, necesitando de 1.42Kg de soda cáustica. Se debe agregar una cantidad adicional de soda de acuerdo al peso del aceite y a las características del mismo.

Se emplea la siguiente ecuación para determinar la cantidad de soda que se debe utilizar en la neutralización.

En donde: Q = solución de NaOH en litros/hora Q1 = cantidad de aceite que se debe tratar en litros/hora P = Peso específico del aceite A = Acidez del aceite, en porcentaje M = Peso molecular de los ácidos grasos N = Concentración de la solución de NaOH expresada como Normalidad Para utilizar la formula en la práctica se debe agregar una cantidad mayor de la soda (NaOH) que la estequiometricamente calculada. El porcentaje adicional es del 5 a7% quedando la ecuación de la siguiente forma:

En donde: P = Porcentaje de pérdida A = Acidez del aceite expresada en % B = Porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa

2.4.3.3.

BLANQUEO

El aceite neutralizado se blanquea, empleando tierras o arcillas decolorantes naturales, artificiales o activadas, (tabla 1) con el fin de remover sustancias que aportan color al producto, como la clorofila, jabones y para descomponer los peróxidos. La mezcla de aceite y tierras blanqueadoras se agitan a una temperatura máxima de 90°C, la cantidad de tierra requerida depende del color del aceite y del grado de decoloración que se quiera obtener, en algunos casos para obtener mejores resultados se realizan mezclas de tierras y carbón activado. Después de realizado el blanqueo los blanqueadores se filtran quedando el aceite neutro blanqueado.

Tabla 1. Tierras blanqueadoras de aceite Blanqueadores Trisil (remueve ppp y neutraliza para que no haya jabones, se deja 40 min Tonsil (recoge las trazas de gomas o jabones y ayuda en el proceso de secado de la grasa)

Cantidad 1% (2 bultos de 25 kilos)

2% (4 bultos de 25 kilos)

Celite (es una precapa que ayuda a retener y evita el paso de tierras a través de los filtros)

10 Kilos

Carbón activado

4 Kilos

Cantidad de aceite

15 toneladas de aceite

El aceite desgomado es enviado a un tanque hermético, es sometido al vacío, se calienta el contenido hasta una temperatura estable, con agitación constante, con el fin de adicionar luego de una manera dosificada o controlada las tierras decolorantes que son las que retienen impurezas como jabón, metales, clorofila, en esta etapa se consigue la reducción del color. Posteriormente el aceite blanqueado se filtra con el fin de retener las partículas de tierras blanqueadoras y catalizadores adicionados durante el proceso. De esta etapa se obtiene un aceite brillante y de un bajo color.

2.4.3.4.

DESODORIZACIÓN / DESASIFICACIÓN

Se realiza la desodorización con el fin de eliminar los compuestos volátiles que le imparten olores y sabores indeseables al aceite, como las cetonas y los aldehídos. Este es un proceso de destilación con vapor seco para volatilizar los compuestos que producen estos olores. Se realiza a bajas presiones y altas temperaturas 255-260 °C, el aceite de algodón requiere de temperaturas más bajas, permitiendo la retención de una mayor cantidad de tocoferoles considerados como antioxidantes naturales. El aceite neutralizado o refinado, blanqueado y desodorizado es uno de los productos más puros que se encuentran en el mercado. En esta etapa se debe adicionar un antioxidante al aceite para prolongar la vida útil del producto ya que los tocoferoles antioxidantes naturales, presentes en el aceite crudo se eliminan por lo que es necesario controlar muy bien las condiciones para evitar en lo posible los cambios bioquímicos en el aceite.

La adición de antioxidantes se realiza con el fin de lograr una estabilidad y ofrecer al producto un mayor tiempo de vida útil de anaquel. Los antioxidantes empleados son aceites minerales

derivados del hidrocarburo Tolueno, estos evitan que el aceite se enrancie o cambie de color durante su almacenamiento y comercialización. Los antioxidantes más empleados son: BHT: Hidroxi tolueno butilado BHA: Hidroxi anisol butilado TBHQ: Terbutil hidroquinona CARACTERÍSTICAS ACEITE vs. ETAPAS DE REFINACIÓN Tabla 2. ACEITE DE SOYA Medición

Grado de Refinación Básica Oxidación Primaria

Características Fisicoquímicas Acidez Oleico (%) Humedad (%) Jabones (ppm) Peróxidos (meq/Kg)

Desgomado

Blanqueado

Desodorizado

0,2

0,5

0,07

-----

0,05

0,05

1000

0

0

-----

0

0

2.4.4. INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN El propósito de una medición es determinar el valor de una magnitud, llamada el mensurando, que de acuerdo al VIM, es el atributo sujeto a medición de un fenómeno, cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente. La definición del mensurando es vital para obtener buenos resultados de la medición. En no pocas ocasiones se mide algo distinto al propósito original. La imperfección natural de la realización de las mediciones, hace imposible conocer con certeza absoluta el valor verdadero de una magnitud: Toda medición lleva implícita una incertidumbre, que de acuerdo al VIM, es un parámetro que caracteriza la dispersión de los valores que pueden ser atribuidos razonablemente al mensurando.

El resultado de una medición incluye la mejor estimación del valor del mensurando y una estimación de la incertidumbre sobre ese valor. La incertidumbre se compone de contribuciones de diversas fuentes, algunas de ellas descritas por las magnitudes de entrada respectivas. Algunas contribuciones son inevitables por la definición del propio mensurando, mientras otras pueden depender del principio de medición, del método y del procedimiento seleccionados para la medición.

2.4.4.1.

Definición del Modelo Matemático

El modelo matemático supone aproximaciones originadas por la representación imperfecta o limitada de las relaciones entre las variables involucradas. Considerando a la medición como un proceso, se identifican magnitudes de entrada denotadas por el conjunto u(xi) = Duda / Factor de Distribución expresión en la cual el índice i toma valores entre 0 y el número de magnitudes de entrada N. La relación entre las magnitudes de entrada y el mensurando Y como la magnitud de salida se representa como una función u(yi) = u(xi)*Ĉi donde u(yi) es la incertidumbre de salida, u(xi) es la incertidumbre de entrada y Ĉi es el coeficiente de sensibilidad, esto representado por una tabla de valores correspondientes, una gráfica o una ecuación, en cuyo caso y para los fines de este documento se hará referencia a una relación funcional.

Los valores de las magnitudes de entrada pueden ser resultados de mediciones recientes realizadas por el analista o tomados de fuentes como certificados, literatura, manuales, etc.

El procedimiento se va a realizar de acuerdo a la Guía Técnica Colombiana GTC 51:1997.

El principio de medición es el fundamento científico usado para realizar una medición. El conocimiento del principio de medición permite al metrólogo dominar la medición, esto es, modificarla, diseñar otra, evaluar su conveniencia, etc., además es indispensable para estimar la incertidumbre de la medición.

El método de medición y el procedimiento de medición son descripciones de la manera de llevar a cabo la medición, la primera genérica, la segunda específica.

El principio, el método y el procedimiento de medición son determinantes en el valor de la incertidumbre de la medición. Un conocimiento insuficiente de ellos muy probablemente conducirá a una estimación equivocada, o incompleta en el mejor de los casos, de la incertidumbre de la medición.

2.4.4.2.

Identificación de las fuentes de incertidumbre

Una vez determinados el mensurando, el principio, el método y el procedimiento de medición, se identifican las posibles fuentes de incertidumbre. Éstas provienen de los diversos factores involucrados en la medición, por ejemplo, • Los resultados de la calibración del instrumento; • La incertidumbre del patrón o del material de referencia; • La repetibilidad de las lecturas; • La reproducibilidad de las mediciones por cambio de observadores, instrumentos u Otros elementos; • Características del propio instrumento, como resolución, histéresis, deriva, etc.; • Variaciones de las condiciones ambientales; • La definición del propio mensurando; • El modelo particular de la medición; • Variaciones en las magnitudes de influencia.

No es recomendable desechar alguna de las fuentes de incertidumbre por la suposición de que es poco significativa sin una cuantificación previa de su contribución, comparada con las demás, apoyadas en mediciones.

2.4.4.3.

CUANTIFICACION

En la literatura se distinguen dos métodos principales para cuantificar las fuentes de incertidumbre: El Método de Evaluación Tipo A está basado en un análisis estadístico de una serie de mediciones, mientras el Método de Evaluación Tipo B comprende todas las demás maneras de estimar la incertidumbre.

Cabe mencionar que esta clasificación no significa que exista alguna diferencia en la naturaleza de los componentes que resultan de cada uno de los dos tipos de evaluación, puesto que ambos tipos están basados en distribuciones de probabilidad. La única diferencia es que en una evaluación tipo A se estima esta distribución basándose en mediciones repetidas obtenidas del mismo proceso de medición mientras en el caso de tipo B se supone una distribución con base en experiencia o información externa al metrólogo. En la práctica esta clasificación no tiene consecuencia alguna en las etapas siguientes para estimar la incertidumbre combinada.

-

TIPO A: Se utiliza cuando se han realizado N observaciones independientes de una de las magnitudes de entrada, bajo las mismas condiciones de medida. Dicha incertidumbre puede ser aplicada cuando se han realizado varias observaciones independientes de la magnitud a medir X, bajo las mismas condiciones y en diferentes condiciones. Se trata pues de métodos globales de estimar la incertidumbre, donde se observan de conjunto todas las variaciones del método. Cuando una medida se repite en las mismas condiciones, puede observarse una dispersión o fluctuación, siempre que el procedimiento de medida disponga de la resolución suficiente. La incertidumbre de una magnitud de entrada se estima en base a la dispersión de los resultados individuales.

Magnitudes que son evaluadas a través de métodos estadísticos (ejemplo: serie de observaciones).

Magnitud de incertidumbre estándar de repetibilidad Una serie de medidas, obtenidas bajo condiciones de repetibilidad, presenta una dispersión de sus valores observados. En esta condición, la incertidumbre estándar es la desviación estándar experimental la cual tiene su distribución normal.

 x  x 

2

n

 n 1 

i 1

i

n 1 Cuando son realizadas una serie de observaciones para estimar el valor real, es utilizado el cálculo de la desviación estándar experimental de la media:

 n 1 

 n 1 n

En este caso la incertidumbre estándar u(xi). u xi  



 n 1 1

Sp m

Observe que “m” es el número de repeticiones que origina la media aritmética de la medición y no de la carta de control.

Nota: El grado de libertad de la desviación estándar agrupada es dado por la suma de los grados de libertad de la carta de control, es decir, el grado de libertad en un punto es (n-1) por el número de puntos k “[(n-1)*k]”, eso si “n” fuera constante.

-

TIPO B: Se utiliza Cuando no se tienen observaciones repetidas. Cuando su valor se establece o se calcula en base a toda la información disponible. Estiman la incertidumbre a partir del juicio científico mediante toda la información que se posee sobre la posible variabilidad de la magnitud. El conjunto de esta información puede incluir: Datos de mediciones anteriores, conocimiento general del comportamiento y propiedades de materiales e instrumentos relevantes, especificaciones de los fabricantes, datos proporcionados en los certificados de calibración y otros reportes, incertidumbres asignadas a datos de referencia tomados de manuales, etc.

En una evaluación tipo B de la incertidumbre de una magnitud de entrada se usa información externa u obtenida por experiencia. Las fuentes de información pueden ser: - Certificados de calibración.

- Manuales del instrumento de medición, especificaciones del instrumento.

- Normas o literatura.

- Valores de mediciones anteriores.

- Conocimiento sobre las características o el comportamiento del sistema de medición.

Son las incertidumbres evaluadas por otros métodos no estadísticos. Estas incertidumbres pueden ser: • Resolución del instrumento; • Experiencia o conocimiento general del comportamiento y propiedades del material e instrumentos relevantes; • Informaciones del fabricante y manuales; • Pureza del material; • Incertidumbre y errores no corregidos de los patrones utilizados en la calibración o ensayo;

• Otras fuentes de dudas (variaciones de las condiciones ambientales /estabilidad/ histéresis/deriva/ etc.)

2.4.4.4.

DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD

La cuantificación de una fuente de incertidumbre incluye la asignación de un valor y la determinación de la distribución a la cual se refiere este valor. Las distribuciones que aparecen más frecuentemente son: a) Distribución normal Los resultados de una medición repetida afectada por magnitudes de influencia que varían aleatoriamente, generalmente siguen en buena aproximación una distribución normal. En particular, la distribución de la media de una serie de mediciones repetidas se aproxima a una normal independientemente de la distribución de las lecturas individuales. También la incertidumbre indicada en certificados de calibración se refiere generalmente a una distribución normal.

La distribución normal es una de las distribuciones más conocidas y más utilizadas en las evaluaciones de los datos estadísticos obtenidos de forma experimental. La distribución normal es conocida también como distribución de Gauss-Laplace. Esta distribución es utilizada para análisis en procesos conocidos, con resultado ya esperado, o con un gran número de repeticiones.

Su aspecto gráfico es de una “campana”, y para su construcción, son necesarios dos parámetros: promedio ( X ) y desviación estándar ( s).

Para conocer la probabilidad de encontrar valores en un determinado rango de la curva se debe utilizar:

= b) Distribución rectangular En una distribución rectangular cada valor en un intervalo dado tiene la misma probabilidad, o sea la función de densidad de probabilidad es constante en este intervalo. Ejemplos típicos son la

resolución de un instrumento digital o la información técnica sobre tolerancias de un instrumento. En general, cuando exclusivamente hay conocimiento de los límites superior e inferior del intervalo de variabilidad de la magnitud de entrada, lo más conservador es suponer una distribución rectangular.

Esta distribución es utilizada en los casos que la probabilidad del valor verdadero este entre dos valores consecutivos es constante (uniforme), es decir, una variable aleatoria tiene la misma probabilidad de estar en cualquier punto del intervalo, conforme representa la siguiente figura.

La desviación estándar de la ecuación arriba es:

c) Distribución triangular: Si además del conocimiento del límite superior e inferior hay evidencia de que la probabilidad es más alta para valores en el centro del intervalo y se reduce hacía los límites, puede ser más adecuado basar la estimación de la incertidumbre en una distribución triangular.

La distribución triangular es usada cuando hay una gran posibilidad de que el valor real este próximo al centro del rango de probabilidad y una pequeña posibilidad en los extremos, también se tiene esta probabilidad cuando hay la combinación de dos probabilidades rectangulares de proporciones muy parecidas.

La Triangular, siendo la desviación estándar:

Ventajas de la Determinación de Incertidumbre - Nos permite tomar decisiones, da más sentido al resultado de una edición, aumentando el conocimiento sobre el método usado.

- Nos informa sobre el resultado de trabajo de un laboratorio. Con esta información se añade valor y significado al resultado de un Laboratorio, dando confiabilidad y credibilidad al mismo.

- Conocemos los procesos de ensayo de forma profunda y ello optimiza los procedimientos antes mencionados.

- Como es sabido, ninguna medición es exacta 100 %, por lo que nos protege de la inexactitud y de las falsas mediciones.

2.4.4.5.

INCERTIDUMBRE EXPANDIDA, U

Cantidad que define un intervalo del resultado de una medición que puede esperarse que abarque un fragmento grande de la distribución de valores que podrían atribuirse razonablemente al mesurando.

-Nota1: El fragmento anteriormente mencionado puede comprenderse como la probabilidad de cobertura o el nivel de confianza del intervalo.

-Nota2: Para asociar un nivel específico de confianza con el intervalo definido por la incertidumbre expandida, se requiere de las presunciones explícitas o implícitas con respecto a la distribución de probabilidad caracterizada por el resultado de la medición y su incertidumbre típica combinada. El nivel de confianza que puede atribuirse a este intervalo, sólo puede conocerse en la medida en que puedan justificarse tales presunciones.

-Nota 3: La incertidumbre expandida, U, se calcula en base a una incertidumbre típica combinada, uc, y un factor de cobertura k, según la fórmula siguiente: U  k * uc U = incertidumbre expandida de medición para un nivel de cobertura de 95,45% k = factor de cobertura de 95,45% uc = incertidumbre estándar combinada (es la suma geométrica de las desviaciones estándar de salida).

uc 

 u y  N

2

i 1

i

Entonces se tiene:

U k*

 u y  N

i 1

2

i

Nota: Para magnitudes de entrada correlacionadas, uc2 es dada por la ley de propagación de incertidumbres.

2

 f  N 1 2 u  i 1   u xi   2i 1  xi  2 c

N



N j i 1

f f u xi u x j  xi x j

Consideramos que las magnitudes de entradas son independientes, y que no cambian en función de otra magnitud. En ese caso, la ecuación será cambiada por: 2

 f  2 u  i 1   u xi   xi  N

2 c

Entonces,

U  k*



N

c uxi 

i 1 i

2

2

2

o

 f  2 U  k * i 1   u xi   x  i N

Dónde: N = números de fuentes de incertidumbre de medición Ci = Coeficiente de sensibilidad utilizado para cambiar la magnitud de entrada en magnitud de salida. u(xi) = incertidumbre estándar de entrada u(yi) = incertidumbre estándar de salida Siendo,

u(yi) = Ci * u(xi)

La incertidumbre expandida U indica entonces un intervalo, llamado intervalo de confianza, que representa una fracción p de los valores que puede probablemente tomar el mensurando. El valor de p es llamado el nivel de confianza y puede ser elegido a conveniencia.

2.4.4.6.

COEFICIENTE DE SENSIBILIDAD (Ci)

El coeficiente de sensibilidad tiene el objetivo de cambiar la duda de entrada u(xi) en la duda de salida u(y). El “ci” puede ser calculado así: 1. Se fijan las variables con excepción de la fuente que se calcula el “ci”.

2. Calcular: Ec = La ecuación original, con los datos del ensayo o calibración; 3. Calcular el “ci”

2.4.4.7.

INCERTIDUMBRE COMBINADA

Después de calculadas las incertidumbres estándar de entrada u(xi), estas deben ser combinadas en una incertidumbre estándar combinada. Como regla general se utiliza la siguiente ecuación (no correlacionadas):

2.4.4.8.

FACTOR DE COBERTURA (k)

Es el número, que cuando se multiplica por la incertidumbre típica combinada, produce un intervalo (la incertidumbre expandida) sobre el resultado de la medición en el cual puede esperarse que esté, con un amplio margen (ejemplo 95 %), la distribución de valores que puede ser razonablemente atribuida al mensurando. (Este factor es una constante cuyo valor es dos para el intervalo de confianza de 95 % y el valor es 3 para el intervalo de confianza de 99 %, y el valor es 1 para intervalo de 68 %. La norma recomienda el valor de 2).

Para la incertidumbre expandida de la medición, se debe calcular un factor de cobertura para una probabilidad de 95,45%, pero el factor depende de los grados de libertad efectivos (Vef) que es calculado con la siguiente ecuación:

3. DESARROLLO Figura 5. ENFOQUE DEL ANÁLISIS DE LAS TOLERANCIAS SOPORTADAS EN LA ESTIMACION DE LA INCERTIDUMBRE DE LOS ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS PROCESO DE REFINACIÓN SOYA Etapa 1 DESGOMADO

Etapa 2 BLANQUEADO

Etapa 3 DESODORIZADO

Análisis fisicoquímicos

Análisis fisicoquímicos

Análisis fisicoquímicos

Incertidumbre Análisis fisicoquímicos

Incertidumbre Análisis fisicoquímicos

Incertidumbre Análisis fisicoquímicos

Tolerancia Etapa 1

Tolerancia Etapa 2

Tolerancia Etapa 3

TOLERANCIA DEL PRODUCTO Para cada especificación (Análisis fisicoquímicos) Incertidumbre de los métodos de ensayo

3.1. ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS (Acidez, Humedad, Jabón, Peróxidos) (Ver archivo PDF)

3.1.1. Determinación de Acidez (NTC 218)  En el Matraz se toma una masa de muestra como se indica en la Tabla 3. De acuerdo al porcentaje de acidez esperado.

OBJETO: Determinar la cantidad de los ácidos grasos libres en los aceites y grasa vegetales crudos y refinados.

ALCANCE: Aplica para analizar materias primas, producto en proceso Aceites Crudos, Desodorizados y/o Refinados y producto terminado.

RESPONSABLE: El Analista de Laboratorio.

METODOLOGÍA Principio Disolver en Etanol Caliente una porción del ensayo y titularlo con una solución Acuosa de Hidróxido de Sodio. La medida de acidez de un aceite está determinada por la cantidad de Hidróxido de Sodio consumido a titular la grasa disuelta en un solvente apropiado.

El contenido de ácidos grasos libre (%FFA, Free Fatty Acid), es el porcentaje en peso de un ácido graso con un peso molecular específico de una muestra problema.

Dependiendo el origen del aceite o grasa se utiliza el siguiente peso molecular: Tipo de muestra: Aceite de Soya Gramos / mol: 282 Expresado en: Ácido Oleico

Preparación de Reactivos: Todos los reactivos deben ser de Grado Analítico. 

Etanol del 95% (V/V) Neutralizado: * Adicionar a un Erlenmeyer 495 mL de etanol 96%, 5 mL de agua destilada, 5 mL de indicador de fenolftaleína. * Calentar hasta 70 ºC. * Neutralizar titulando cuidadosamente con una solución de Hidróxido de Sodio 0,05N. * Agitar fuertemente (500 rpm); hasta obtener una coloración ROSADA TENUE pero definitiva, que permanezca por lo menos 15 segundos.



Hidróxido de Sodio Solución Volumétrica Normalizada, c (NaOH)= 0,05N (mol/L).

Adicionar a un balón aforado 500 mL de NaOH 0,1N y 500 mL de agua destilada, preparar según cantidad stock.

VALORACIÓN DE LA SOLUCIÓN: * Pesar 0,2 g de biftalato de potasio. * Disolver en 50 mL de agua destilada.

* Calentar hasta ligera ebullición y adicionar unas gotas de indicador de fenolftaleína. * Titular con solución de Hidróxido a preparada anteriormente y que es para valorar.



Fenolftaleína. 10g/L en solución etanólica 95% (V/V).

Solución de Fenolftaleína al 1%.

Adicionar a un balón aforado 1 mL de agua destilada, 99 mL de etanol al 96% y 1 gramo del indicador de fenolftaleína en polvo, agitar fuertemente.

Aparatos

El usual del Laboratorio y el siguiente:  Bureta de Precisión Class A de 50ml.  Balanza Analítica con capacidad para pesar con la aproximación requerida (Ver Tabla 1) Muestreo: Es importante que la muestra sea representativa, que no haya sido alterada y que no presente cambios durante el transporte y el almacenamiento.

Preparación de la Muestra Si la muestra es sólida, se calienta 10° grados por encima de su punto de fusión.

Si la muestra es turbia, se filtra en caliente.

Si la muestra es líquida se inicia la siguiente etapa (Procedimiento) Procedimiento En el Matraz una masa de muestra como se indica en la Tabla 3. De acuerdo al porcentaje de acidez esperado:

Porcentaje de Acidez esperado <1 1a4

Tabla 3. Masa de la Porción de ensayo Masa de la Concentración de la proporción de Solución de Álcali ensayo (g) 28 0,05 7 0,10

Exactitud en el Pesaje (g) 0,02 0,02

Se agregan 50ml de etanol neutralizado a la porción de ensayo (Ver Tabla 3) en el matraz y se mezcla bien. Se lleva el contenido a ebullición y se titula con la solución de Hidróxido de Sodio 0,05 mol/l, dependiendo de la acidez esperada en la muestra, agitando su contenido vigorosamente durante la titulación.

El punto final de la titulación se alcanza cuando la adición de 0,05ml de Fenolftaleína produce un cambio de color rosa pálido ligero pero definido que permanece aproximadamente por 15 segundos.

Nota: Para análisis de Laboratorio de Conaceites S.A. tome un segundo matraz de 995ml y prepare la cantidad stock establecida de etanol del 96% y agregar 5ml del indicador de Fenolftaleína y calentar sobre 70°C, se neutraliza titulando con una solución de Hidróxido de Sodio 0,05mol/l; el punto final se percibe cuando hay un viraje rosa pálido ligero pero definitivo que permanece aproximadamente por 15 segundos. Se deja enfriar el etanol neutralizado y se agrega en una botella ámbar de 2,5L.

a) Cálculos La Acidez es igual a:

Dónde: V = Volumen en milímetros de la solución normalizada de Hidróxido de sodio usado c = Concentración en moles por litro de la solución normalizada de Hidróxido de sodio utilizado.

M = es la masa molar, en gramos por mol, del ácido escogido para expresar los resultados (282 para ácido oleico) m = es la masa en gramos, de la porción de ensayo.

b) Fuentes de incertidumbre -

Para la balanza: Resolución, Exactitud (corroborar con el Certificado de calibración), Deriva y Excentricidad

-

Para la Bureta: Exactitud (corroborar con el Certificado de calibración), Resolución y Deriva Para el certificado: Porque hay conocimiento de los limites inferior y superior del intervalo la variabilidad de la magnitud de entrada que se demuestra en el certificado. c) Tipo y Distribución Tabla 4. Tipo distribución 1. BALANZA TIPO TIPO DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución B Rectangular 1.2 Exactitud B Rectangular 1.3 Deriva B Rectangular 1.4 Excentricidad B Rectangular 2. BURETA 2.1 Exactitud B Rectangular 2.2 Resolución B Rectangular 2.2 Deriva B Rectangular d) Factor de Distribución Tabla 5. Factor de distribución FACTOR DE 1. BALANZA DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución √3 = 1,73205081 1.2 Exactitud √3 = 1,73205081 1.3 Deriva √3 = 1,73205081 1.4 Excentricidad √12 = 3,46410162 2. BURETA 2.1 Exactitud √3 = 1,73205081 2.2 Resolución √3 = 1,73205081 2.2 Deriva √3 = 1,73205081

e) Incertidumbre de entrada Se determinó con la siguiente fórmula: Incertidumbre de Entrada u(xi) = Duda/F.D f) Coeficiente de sensibilidad (Ci) Como cada una tiene unidades diferentes de mensurando se determinan coeficientes de sensibilidad que conviertan en las unidades del mensurando y son:

-

Para la masa de la muestra:

-

Para el volumen utilizado en la titulación: g) Incertidumbre combinada

Va a ser igual a: Dónde: Ci: Coeficiente de sensibilidad u(xi): Incertidumbre de entrada h) Grados de libertad efectivos (Veff)

Dónde: uc: Incertidumbre estándar combinada u(yi) = Ci * u(xi) vi: Grados de libertad de cada fuente de incertidumbre

i) Factor de cobertura (k) El k es igual a 2 ya que todas las fuentes son de tipo B con una distribución de probabilidad rectangular nos entregan grados de libertad infinitos y al realizar cálculos de los grados de libertad efectivos nos da como resultado grados de libertad infinitos. j) Incertidumbre expandida (U) (Ver archivo PDF) Se calculó para cada uno de los análisis y procesos en el laboratorio de la siguiente manera: La incertidumbre expandida, U, se calcula en base a una incertidumbre combinada (uc) y un factor de cobertura (k), según la fórmula siguiente: U  k * uc U = incertidumbre expandida de medición para un nivel de cobertura de 95,45% k = factor de cobertura de 95,45% uc = incertidumbre estándar combinada (es la suma geométrica de las desviaciones estándar de salida).

k) GRÁFICAS POR PROCESO Gráfica 1. Proceso Cáustico (Desgomado)

ANÁLISIS: Se observa que hay 4 puntos que su comportamiento es atípico con respecto a las demás tolerancias correspondientes a la fecha 8 de Mayo, 9, 16 y 19 tienen en común que la masa que se pesó está por encima del valor establecido que es de 7 gramos, esto pudo lograr que esta tolerancia fuese atípica en comparación con el comportamiento de los demás puntos en el mismo mes para el proceso caustico en el presupuesto de acidez, es decir, hay una variabilidad de la tolerancia cada vez que se determina la acidez en diversas muestras durante el proceso.

Gráfica 2. Blanqueo

ANÁLISIS: En el proceso de blanqueo el punto 1 y 5 del 10 mayo son atípicos porque están por fuera del comportamiento normal debido a que el peso tomado es superior al establecido que son 7 gr, por lo tanto, se podría prescindir de estos datos en el análisis..

Gráfica 3. Proceso Físico

ANÁLISIS: En el proceso físico podemos observar los siguientes punto por debajo del comportamiento normal, igualmente atípico está el punto 1 del 22 mayo, punto 12 del 10 mayo y el punto 06 del 24 de mayo.

Ahora los que están por encima del comportamiento normal, de la misma manera atípico están punto 6 del 24 mayo.

Este análisis requiere de mayor precisión puesto que es muy sensible, el peso establecido es de 28 gramos y los puntos que son atípicos que están por debajo son porque se pesó 27 gr y los que están por encima se pesó 29 gr, por lo cual este proceso es mucho más riguroso.

3.1.2. Determinación de Humedad OBJETO: Determinar material volátil y humedad en aceites y grasas.

ALCANCE: Aplica a Aceites y Grasas RESPONSABLE: El Responsable es el Analista de Laboratorio.

METODOLOGÍA Principio Se calienta una porción de ensayo a 103°C ± 2°C hasta que la humedad y la materia volátil se eliminan completamente y se determina la pérdida de masa.

Equipo: El usual del Laboratorio y el siguiente:  Balanza analítica con capacidad para pesar con aproximación a 0,001g.  Recipiente de vidrio con diámetro entre 80mm y 90mm y una profundidad aproximada de 30mm y con fondo plano.  Termómetro de Mercurio Graduado entre 80°C y 110°C, bulbo de mercurio.  Desecador con un desecante eficiente.  Horno eléctrico que sea controlado a 103°C ± 2°C.

Muestreo: Se debe enviar una muestra representativa al laboratorio. Dicha muestra no debe haber sufrido daño ni cambio durante el transporte ni el almacenamiento.

PROCEDIMIENTO Preparación de la muestra -

Si la muestra es sólida se caliente a 10°C por encima de su punto de fusión.

Si la muestra es turbia se filtra.

Si la muestra es líquida se inicia el Procedimiento.

Porción de ensayo Teniendo en cuenta el contenido de humedad y material volátil esperado, se pesan, con aproximación a 0,001g, 5g, 10g o 20g de la muestra en el Recipiente de vidrio previamente seco y pesado.

Determinación  El recipiente con la porción de ensayo se mantiene en el horno durante 1 hora a una temperatura de 103°C ± 2°C.  La porción de ensayo se deja enfriar en el desecador a temperatura ambiente y se pesa con la aproximación a 0,001g.  Se repiten las operaciones de Calentamiento, enfriamiento y pesaje pero empleando en el horno periodos sucesivos de 30 minutos cada uno hasta que la pérdida de masa entre dos pesajes sucesivos no exceda de 0,002g a 0,004g de acuerdo a la porción de ensayo tomada.

Nota: Un incremento en la masa de la proporción de ensayo, después de repetir un calentamiento, indica la auto oxidación de la grasa o aceite. En este caso, el resultado se calcula tomando la masa menor registrada. a) Cálculos El contenido de la Humedad y materia volátil (w) se expresa como porcentaje en masa, y es igual a:

Dónde: m0 = masa en gramos de la cápsula o recipiente de vidrio. m1 = masa en gramos de la cápsula o recipiente de vidrio y la porción de ensayo antes del calentamiento m2 = masa en gramos de la cápsula o recipiente de vidrio y el residuo después del calentamiento.

b) Fuentes de incertidumbre -

Para la balanza: Resolución, Exactitud, Deriva y Excentricidad c) Tipo y Distribución Tabla 6. Tipo Distribución 1. BALANZA (m1) TIPO TIPO DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución B Rectangular 1.2 Exactitud B Rectangular 1.3 Deriva B Rectangular 1.4 Excentricidad B Rectangular 2. BALANZA (m2) 2.1 Resolución B Rectangular 2.2 Exactitud B Rectangular 2.3 Deriva B Rectangular 2.4 Excentricidad B Rectangular 3. BALANZA (m0) 3.1 Resolución B Rectangular 3.2 Exactitud B Rectangular 3.3 Deriva B Rectangular 3.4 Excentricidad B Rectangular d) Factor de Distribución Tabla 7. Factor de Distribución 1. BALANZA (m1) FACTOR DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución √3 = 1,73205081 1.2 Exactitud √3 = 1,73205081 1.3 Deriva √3 = 1,73205081 1.4 Excentricidad √12 = 3,46410162 2. BALANZA (m2) 2.1 Resolución √3 = 1,73205081 2.2 Exactitud √3 = 1,73205081 2.3 Deriva √3 = 1,73205081 2.4 Excentricidad √12 = 3,46410162 3. BALANZA (m0) 3.1 Resolución √3 = 1,73205081 3.2 Exactitud √3 = 1,73205081 3.3 Deriva √3 = 1,73205081

3.4 Excentricidad

√12 = 3,46410162

e) Incertidumbre de entrada (u(xi)) Se determinó con la siguiente fórmula: Incertidumbre de Entrada u(xi) = Duda/F.D f) Coeficiente de sensibilidad (Ci) Como cada una tiene unidades diferentes de mensurando se determinan coeficientes de sensibilidad que conviertan en las unidades del mensurando y son:

-

Para la masa de la muestra (m0):

-

Para la masa de la muestra (m1):

-

Para la masa de la muestra (m2):

Dónde: m0: Peso recipiente vacío m1: Peso recipiente + Grasa húmeda m2: Peso recipiente + Grasa seca h: Humedad g) Incertidumbre combinada Va a ser igual a: Dónde: Ci: Coeficiente de sensibilidad u(xi): Incertidumbre de entrada

h) Grados de libertad efectivos (Veff)

Dónde: uc: Incertidumbre estándar combinada u(yi) = Ci * u(xi) vi: Grados de libertad de cada fuente de incertidumbre

i) Factor de cobertura (k) El k es igual a 2 ya que todas las fuentes son de tipo B con una distribución de probabilidad rectangular nos entregan grados de libertad infinitos y al realizar cálculos de los grados de libertad efectivos nos da como resultado grados de libertad infinitos. j) Incertidumbre expandida (U) (Ver archivo PDF Incert. Humedad) Se calculó para cada uno de los análisis y procesos en el laboratorio de la siguiente manera: La incertidumbre expandida, U, se calcula en base a una incertidumbre combinada (uc) y un factor de cobertura (k), según la fórmula siguiente: U  k * uc U = incertidumbre expandida de medición para un nivel de cobertura de 95,45% k = factor de cobertura de 95,45% uc = incertidumbre estándar combinada (es la suma geométrica de las desviaciones estándar de salida)

k) GRÁFICAS POR PROCESO Gráfica 4. Blanqueo

ANÁLISIS: En el proceso de blanqueo podemos observar 2 puntos atípicos, uno por encima y otro por debajo del peso de la muestra que son 20 gr, el único punto que está por encima del peso de la muestra es el punto 1 del 9 mayo porque se pesó 22gr y los puntos que están por debajo del peso de la muestra es el punto 4 del 10 mayo, por tanto vemos que el peso es muy importante a la hora de hacer dicho análisis.

Gráfica 5. Proceso Físico

ANÁLISIS: En el proceso físico podemos observar un comportamiento muy atípico de todos los datos sin embargo podemos decir que el punto 2 del 22 mayo y 5 del 24 de Mayo son los que describimos a continuación y tienen que ver con el peso inicial de la muestra que son 20 gr.

3.1.3. Determinación de Jabón OBJETO: Describir el Procedimiento a seguir para determinar el Contenido de Jabón de los Aceites Crudos y Refinados.

ALCANCE: El método está encaminado a la determinación de alcalinidad total, reportado como el contenido de jabón de Sodio de un aceite refinado (por ejemplo neutralizado) o grasa. Si el aceite contiene otras sustancias básicas que reaccionan con Ácido Clorhídrico, tales como jabones de calcio y magnesio y Fosfátidos básicos, el método no distingue entre esos componentes. Sin embargo, esa presencia puede retardar la reacción y causar una reversión del color.

La presencia de grandes cantidades de sustancias no glicéridas también retardan la neutralización.

La mezcla de reacción por lo tanto debe mantenerse caliente y un tiempo adecuado permite reacción completa.

RESPONSABLE: El Responsable es el Analista de Laboratorio.

METODOLOGÍA Una cantidad de Aceite o Grasa es disuelta en Acetona, al 2% V/V en agua, neutralizada con solución de Azul de Bromofenol, calentada y titulada con Ácido Clorhídrico.

Reactivos  

 

Acetona, debe ser de Grado Analítico.

Solución Neutra o Indicadora de Jabón: Pesar 0,1g de azul de Bromofenol en un balón aforado de 10ml y completar con agua destilada, pipetear 5ml de esta solución en un balón aforado de 1000ml y aforar con acetona, se alcaliniza la solución con Hidróxido de Sodio hasta la aparición de una coloración azul o verde, inmediatamente se neutraliza la solución con Ácido Clorhídrico 0,01N hasta la aparición de una coloración amarilla, que es la que nos indica que queda listo el reactivo para su posterior utilización.

Indicador de Azul de Bromofenol debe ser de Grado Analítico.

Hidróxido de Sodio de concentración 0,05N



Ácido Clorhídrico 0,1N: Pesar 11,73ml de HCl fumante al 37%, llevar a un litro de agua destilada. Tomar de esta solución 100ml y llevar a 1000ml para obtener una concentración de 0,1N. Equipos

 Balón aforado de 10ml  Balón aforado de 1000ml  Buretas con capacidad de 50ml, con graduación mínima de 0,05ml, preferiblemente con ajuste automático en cero o la unidad de dosificación de un titular automático.  Plancha de calentamiento  Agitador magnético, con barra de agitación magnética de 2,5cm.  Pipeta aforada de 5ml.

PROCEDIMIENTO Pretratamiento Lavado de Material de Vidrio. Antes de usarlo, lávelo con un detergente neutro. No debe usar detergentes alcalinos. Para la determinación lave dos beakers o Erlenmeyer y dos agitadores con Acetona neutra (1:1) hasta que no se obtenga color azul - verdoso y el amarillo persista.

Permite que los beakers y agitadores se sequen.

Determinación  Pese en los beakers o Erlenmeyer lavados, con aproximación a 0,1g, dos porciones de ensayo de la muestra de grasa.

Valor de oleato de sodio esperado: > 0,5g (aceites no lavados) Masa de la porción de ensayo (g): 4  Adicione 50ml de Solución neutra de Acetona a cada ensayo, se calienta a baño de maría hasta que la muestra esté completamente líquida.  Se agita la mezcla vigorosamente, y se deja en reposo hasta que la solución se separe en dos capas. Si la capa superior (grasa) contiene jabón o presenta alcalinidad se pondrá en color azul o verde.

 Titule con Ácido Clorhídrico 0,01N hasta que aparezca nuevamente un color amarillo.  Si se desconocen las sustancias que retardan la reacción, la mezcla debe permanecer caliente y agitando durante la titulación hasta que se retenga por 5 minutos el color amarillo. a) Cálculos El contenido de jabón residual disuelto en la muestra, expresado como oleato de sodio, se calcula mediante la siguiente ecuación: Calcule por duplicado el contenido de jabón usando una de las siguientes fórmulas:

Dónde: M = Cantidad (en gramos) de porción de ensayo.

T = Molaridad de Ácido Clorhídrico V = Volumen (en ml) de Ácido Clorhídrico usado en la reacción.

40 = Peso molecular del Hidróxido de Sodio 304 = Peso molecular del Oleato de Sodio. b) Fuentes de incertidumbre -

Para la balanza: Resolución, Exactitud, Deriva y Excentricidad

-

Para la Bureta: Exactitud, Resolución y Deriva

c) Tipo y Distribución Tabla 8. Tipo de Distribución 1. BALANZA TIPO TIPO DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución B Rectangular 1.2 Exactitud B Rectangular 1.3 Deriva B Rectangular 1.4 Excentricidad B Rectangular 2. BURETA 2.1 Exactitud B Rectangular 2.2 Resolución B Rectangular 2.2 Deriva B Rectangular

d) Factor de Distribución Tabla 9. Factor de Distribución 1. BALANZA FACTOR DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución √3 = 1,73205081 1.2 Exactitud √3 = 1,73205081 1.3 Deriva √3 = 1,73205081 1.4 Excentricidad √12 = 3,46410162 2. BURETA 2.1 Exactitud √3 = 1,73205081 2.2 Resolución √3 = 1,73205081 2.2 Deriva √3 = 1,73205081 e) Incertidumbre de entrada Se determinó con la siguiente fórmula: Incertidumbre de Entrada u(xi) = Duda/F.D

f) Coeficiente de sensibilidad (Ci) Como cada una tiene unidades diferentes de mensurando se determinan coeficientes de sensibilidad que conviertan en las unidades del mensurando y son:

-

Para la masa de la muestra:

-

Para el volumen utilizado en la titulación: g) Incertidumbre combinada

Va a ser igual a: Dónde: Ci: Coeficiente de sensibilidad u(xi): Incertidumbre de entrada

h) Grados de libertad efectivos (Veff)

Dónde: uc: Incertidumbre estándar combinada u(yi) = Ci * u(xi) vi: Grados de libertad de cada fuente de incertidumbre i) Factor de cobertura (k) El k es igual a 2 ya que todas las fuentes son de tipo B con una distribución de probabilidad rectangular nos entregan grados de libertad infinitos y al realizar cálculos de los grados de libertad efectivos nos da como resultado grados de libertad infinitos. j) Incertidumbre expandida (U) (Ver archivo PDF Incert. Jabón) Se calculó para cada uno de los análisis y procesos en el laboratorio de la siguiente manera:

La incertidumbre expandida, U, se calcula en base a una incertidumbre combinada (uc) y un factor de cobertura (k), según la fórmula siguiente: U  k * uc U = incertidumbre expandida de medición para un nivel de cobertura de 95,45% k = factor de cobertura de 95,45% uc = incertidumbre estándar combinada (es la suma geométrica de las desviaciones estándar de salida)

k) GRÁFICAS POR PROCESO Gráfica 6. Proceso Cáustico

ANÁLISIS: En el proceso cáustico podemos observar que hay puntos por debajo, sin embargo hay algunos que estan por encima del peso inicial de la muestra que es 4 gr por eso el comportamiento de la tolerancia, sin embargo, el punto 2 y 14 del 19 mayo, punto 1 del 8 mayo, estan por encima del comportamiento que se podria esperar en cuanto a la tolerancia, por lo tanto podemos decir, hay un comportamiento uniforme a pesar de las fechas de las cuales se midieron los datos que no son muy seguidas, sin embargo debemos tener encuenta

los puntos antes mencionados que se encuentras muy por encima del peso de la muestra estandar.

Gráfica 7. Blanqueo

ANÁLISIS: En el proceso de blanqueo podemos analizar hay un punto aparentemente atípico al observar la gráfica sin embargo este punto es el más cercano al valor establecido del peso inicial de la muestra que es de 4 gr este punto es el 3 del 22 mayo es un peso de 4,02 gr es el más cercano en respecto a los demás, al igual se debe considerar si es mejor establecer 4,02 gr como peso inicial de muestra que es donde se encuentra la mayoría de los puntos y donde tiene un comportamiento más uniforme.

Gráfica 8. Proceso Físico

ANÁLISIS: En el proceso físico podemos observar que el comportamiento es igual que los anteriores, se debe considerar si es mejor establecer 4,02 gr como peso inicial de muestra que es donde se encuentra la mayoría de los puntos y donde tiene un comportamiento más uniforme, sin embargo, hay datos por encima y por debajo del peso inicial de la muestra, aunque no se encuentras entre sí.

3.1.4. Determinación de peróxidos OBJETO: Determinar el valor de peróxidos en las Grasas y Aceites animales, vegetales y materias primas.

ALCANCE: Aplica a todas las grasas y aceites animales y vegetales, Aceites Desodorizados, Ácidos Grasos, Mezclas, Elaboración de Margarinas, Aceites Sólidos y Líquidos.

RESPONSABLE: El Analista de Laboratorio.

METODOLOGÍA Principio La porción de ensayo se disuelve en una solución de Ácido Acético glacial y cloroformo o Ácido Acético e Iso-octano con una solución de Yoduro de Potasio. El Yodo liberado por los Peróxidos se determina Yodométricamente con un Indicador de Almidón y una solución normalizada de Tiosulfato de Sodio. El punto final de la titulación se determina visualmente (coloración traslúcida).

Reactivos Todos los reactivos deben ser de Grado Analítico reconocido.   

Agua destilada: El agua debe ser destilada grado tres o de pureza equivalente. El agua debe estar libre de Oxígeno.

Yoduro de Potasio (KI): Solución acuosa, recién preparada que no contenga yodato o yodo libre.

Solución sobresaturada de KI: Disolver aproximadamente 10g de Yoduro de Potasio en 3mL de agua destilada. La saturación de la mezcla se asegura mediante la presencia de cristales en la solución y almacenada en un sitio oscuro protegida de la luz. Prepare solución fresca todos los días. La solución siempre debe estar incolora y traslúcida.

Nota: Ensaye la solución adicionando 2 gotas de solución de almidón a 0,5mL de KI en 30mL de la solución de Ácido Acético glacial y Cloroformo. Si se forma una coloración azul y si se necesita más de una gota de solución normal de Tiosulfato de Sodio para eliminarla, deseche la solución de Yoduro de Potasio y vuelva a preparar y repita el anterior paso descrito. 



Solución de Almidón (1%): Se mezclan 1g de Almidón de Patata y disolver en 30mL de agua destilada en ebullición y se adiciona agua hasta completar 100mL de agua en ebullición. Se mantiene en ebullición por 3 minutos y se deja enfriar. La solución se debe preparar fresca diariamente.

Solución Normalizada o estándar de Tiosulfato de Sodio 0,01N (Na2S2O3) = 0,01 mol/L. Es necesario preparar esta solución fresca a partir de la Normalizada 0,1N, debido a que la estabilidad es limitada y depende del valor de pH y del contenido de Dióxido de Carbono Libre. Para la dilución se debe utilizar únicamente agua destilada.

Preparación: Por medio de una pipeta, transferir 100mL de la solución normalizada o estándar de Tiosulfato de sodio 0.1N a un matraz volumétrico o Erlenmeyer con capacidad de 1000mL. Diluya hasta la marca con agua destilada.

Después de la homogenización, transfiera la solución normal de Tiosulfato de sodio 0.01 N a un frasco color ámbar.

Esta solución debe ser valorada contra un reactivo primario (Dicromato de potasio, K2CrO4), como se describe a continuación: - Estandarización del Tiosulfato de Sodio: Pesar 0,2g de Dicromato de potasio (K2CrO4), disolver en 50 mL de agua destilada. Agregar 2g de KI y 8 mL de HCl fumante. Mezclar vigorosamente, deje reposar por 3 minutos, diluir a 150 mL con agua destilada, titular con la solución de Tiosulfato de sodio hasta que el color liberado por el yodo este próximo a desaparecer. Adicionar 5 mL de la solución de almidón y continuar la titulación hasta un viraje a verde brillante.



Solución de Ácido Acético glacial y Cloroformo (relación 3:2): Se prepara mezclando 60mL de Ácido Acético Glacial y 40mL de Cloroformo.



Ácido Acético Glacial, liberado de Oxígeno con una corriente de un gas inerte seco y puro Nota Precaución porque es moderadamente tóxico por ingestión e inhalación. Es un fuerte irritante de la piel y tejidos. o Cloroformo, libre de Oxígeno. o Iso-octano, libre de Oxígeno.

Equipos

El usual del Laboratorio y en particular el siguiente:  Matraz cónico o Erlenmeyer, con capacidad de 250mL, provisto con tapa de vidrio esmerilada y que esté completamente seco.  Balanza analítica, con capacidad de lectura hasta 0,0001g.  Bureta, con capacidad de 10mL o 25mL, con graduación mínima de 0,05mL, preferiblemente con ajuste automático en cero o la unidad de dosificación de un titulador automático.  Probetas, con capacidad de 50mL y 100mL.  Micropipeta de 20 – 200 µl  Agitador magnético, con barra de agitación magnética de 2,5cm y placa calefactora.  Horno eléctrico, horno microondas o estufa de calentamiento con temperatura controlada para fundir las muestras sólidas de manera fácil y rápida. La utilización adecuada de estos elementos no ocasionará ningún incremento en el valor de Peróxidos.

Muestreo Se asegurará que la muestra esté tomada y almacenada en ausencia de luz, mantenida en frío y contenida en un matraz con tapa de vidrio esmerilada. Se debe enviar una muestra representativa al laboratorio. Dicha muestra no debe haber sufrido daño ni cambio durante el transporte ni el almacenamiento.

Preparación de la Muestra La muestra de ensayo para la determinación del valor de peróxido se debe tomar primero y el valor de peróxido se debe determinar inmediatamente.

Se asegura que el empaque de la grasa o aceite no esté deteriorado y este bien cerrado.

Cuando se van a realizar varios análisis se recomienda que éste ensayo se realice primero.

Homogenice la muestra, preferiblemente sin calentamiento y sin aireación. Evite la radiación solar directa. Caliente las muestras sólidas cuidadosamente hasta 10°C por encima de su punto de fusión. Las muestras con impurezas visibles se deben filtrar, la filtración se debe registrar en el informe de ensayo.

Tome la muestra de la parte media del producto e inmediatamente transfiera la porción de ensayo a un Erlenmeyer de boca esmerilada o un frasco con tapa. Para aceites la porción de ensayo se toma con una pipeta desde la mitad de la muestra.

Procedimiento El Instructivo se debe realizar bajo luz natural difusa o bajo luz artificial. Evite la exposición directa a la luz solar. Observe que todos los recipientes estén libres de compuestos oxidantes o reductores.

Almacene las soluciones normalizadas o estándar de Tiosulfato de Sodio en frascos color ámbar.

Porción de ensayo Se pesan en un matraz limpio y seco una masa de muestra, teniendo en cuenta el índice de Peróxido esperado de acuerdo con la siguiente tabla 10: Tabla 10. Masa de la Porción de ensayo Valor de Peróxido Masa de la esperado, Proporción de ensayo (miliequivalentes/Kilogramo) (g) > 1 a 30 0a1

5 10

Exactitud en la pesada 0,01 0,01

Nota: En el caso de muestras con Índice de Peróxidos desconocido, se toman 5g.

Determinación Enjuague el Matraz o Erlenmeyer con la solución de Ácido Acético glacial y cloroformo antes del uso para garantizar que el Matraz no contenga ninguna sustancia oxidante ni reductora.  Adicionar 30ml de solución de Ácido Acético/ Cloroformo en relación 3:2 o 50ml de solución de Ácido Acético/ Iso-octano en relación 3:2, para disolver la muestra de ensayo rápidamente mediante agitación, adicionar 0,5ml de solución de Yoduro de Potasio, se tapa el matraz y se agita con un agitador magnético sin crear un vórtice grande, o manualmente sin incorporar aire.  Se mantiene en reposo por un minuto a una temperatura entre 15 y 25°C  Se adiciona inmediatamente 30ml de agua  Si debe titular inmediatamente el yodo liberado con la solución normal de Tiosulfato de Sodio 0,01N, desde anaranjado amarillento hasta amarillo pálido, si no se presenta esta reacción se debe omitir este paso.  A continuación se adiciona 0,5ml de la solución de almidón y continúe la titulación con agitación constante, especialmente cerca del punto final, con el fin de liberar todo el yodo desde la capa del disolvente orgánico.  Se adiciona la solución del Tiosulfato gota a gota hasta que el color negro o azul desaparezca.  Si en la titulación se gasta menos de 0.5 mL de solución de Tiosulfato de sodio, se repite la determinación empleando una solución diluida al 0.01 mol/l y con agitación constante y vigorosa.

Nota: En el caso de valores de Peróxido por debajo de 1, la Solución de Almidón se puede adicionar al principio de la titulación.  Realice un ensayo en blanco junto con la determinación Nota: Si el resultado del blanco excede a 0,1ml de la solución de Tiosulfato de Sodio 0,01N, se reemplazan los reactivos ya que pueden contener impurezas y se debe repetir la determinación.

a) Cálculos El Índice o valor de Peróxidos, expresado en miliequivalentes de oxígeno activo por kilogramo de muestra, es igual a:

Dónde: V1 = son los mL de la solución de Tiosulfato de Sodio empleado V0 = son los mL de Tiosulfato de Sodio usado para el blanco T = es la normalidad de la solución del Tiosulfato de Sodio empleado m = cantidad de masa de la porción de ensayo en gramos.

b) Fuentes de incertidumbre -

Para la balanza: Resolución, Exactitud, Deriva y Excentricidad

-

Para la Bureta: Exactitud, Resolución y Deriva c) Tipo y Distribución Tabla 11. Tipo de Distribución 1. BALANZA TIPO TIPO DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución B Rectangular 1.2 Exactitud B Rectangular 1.3 Deriva B Rectangular 1.4 Excentricidad B Rectangular 2. BURETA 2.1 Exactitud B Rectangular 2.2 Resolución B Rectangular 2.2 Deriva B Rectangular

d) Factor de Distribución Tabla 12. Factor de Distribución 1. BALANZA FACTOR DE DISTRIBUCIÓN 1.1 Resolución √3 = 1,73205081 1.2 Exactitud √3 = 1,73205081 1.3 Deriva √3 = 1,73205081 1.4 Excentricidad √12 = 3,46410162 2. BURETA 2.1 Exactitud √3 = 1,73205081 2.2 Resolución √3 = 1,73205081 2.2 Deriva √3 = 1,73205081

e) Incertidumbre de entrada Se determinó con la siguiente fórmula: Incertidumbre de Entrada u(xi) = Duda/F.D

f) Coeficiente de sensibilidad (Ci) Como cada una tiene unidades diferentes de mensurando se determinan coeficientes de sensibilidad que conviertan en las unidades del mensurando y son:

-

Para la masa de la muestra:

-

Para el volumen utilizado en la titulación:

g) Incertidumbre combinada Va a ser igual a: Dónde: Ci: Coeficiente de sensibilidad u(xi): Incertidumbre de entrada

h) Grados de libertad efectivos (Veff)

Dónde: uc: Incertidumbre estándar combinada u(yi) = Ci * u(xi) vi: Grados de libertad de cada fuente de incertidumbre i) Factor de cobertura (k) El k es igual a 2 ya que todas las fuentes son de tipo B con una distribución de probabilidad rectangular nos entregan grados de libertad infinitos y al realizar cálculos de los grados de libertad efectivos nos da como resultado grados de libertad infinitos. j) Incertidumbre expandida (U) (Ver archivo PDF Incert. Jabón) Se calculó para cada uno de los análisis y procesos en el laboratorio de la siguiente manera: La incertidumbre expandida, U, se calcula en base a una incertidumbre combinada (uc) y un factor de cobertura (k), según la fórmula siguiente: U  k * uc U = incertidumbre expandida de medición para un nivel de cobertura de 95,45% k = factor de cobertura de 95,45% uc = incertidumbre estándar combinada (es la suma geométrica de las desviaciones estándar de salida)

k) GRÁFICAS POR PROCESO Gráfica 9. Blanqueo

ANÁLISIS: En el proceso de blanqueo podemos observar se debería considerar el peso de la muestra, desde este punto de vista hay punto atípicos por encima y por debajo de la muestra, los cuales son: por debajo están los puntos 4 de 9 mayo.

Gráfica 10. Proceso Físico

ANÁLISIS: En el proceso físico podemos observar hay un comportamiento más uniforme, sin embargo hay datos atípicos, con respecto al peso de la muestra, el punto 2 del 22 mayo.

Acá no se sugiere ajustar el peso de la muestra esta correcto de acuerdo al comportamiento de las tolerancias ya que es más uniforme con respecto a los otros procesos.

3.1.5.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Durante el desarrollo de la presente investigación tomamos un consecutivo mensual de toma de datos de los análisis fisicoquímicos necesarios para la obtención del aceite de soya, comenzando por crear los perfiles de la incertidumbre expandida en cada etapa de análisis del proceso.

Seguido a esto y después de crear el presupuesto de la incertidumbre por análisis y proceso correspondiente, obtuvimos el comportamiento de las tolerancias durante el mes de toma de datos y procedimos al análisis de los mismos.

De esta manera comenzamos a crear el archivo correspondiente en formato Excel para el cálculo de las tolerancias, clasificándolas de acuerdo a su tipo en el análisis fisicoquímico correspondiente y de la misma manera dejamos establecido el inicio del historial en esta medición y en este mismo calculamos el presupuesto, para el seguimiento del mismo, después de que creamos este presupuesto procedimos al análisis de los resultados, cuyo resultado se evidencia en el análisis de los datos distribuidos en una tabla para mayor comprensión.

Si observamos cada una de las gráficas obtenidas vemos un comportamiento en común y es que en algunos de los horarios en los cuales se tomaban las muestras hace que cada una de las gráficas no tenga un comportamiento uniforme de la tolerancia, principalmente porque el

peso que se debe tomar no es el adecuado.

En el desarrollo, al evidenciar las fuentes asociadas la misma, en el horario correspondiente, estas se podrían controlar, lo cual nos permitiría el ajuste del comportamiento de esta y además de controlarlas para que en un futuro ayudará a disminuir gastos en lo relacionado al sobrecosto en la repetición de análisis de laboratorio y aún más crítico para evitar que la planta de producción pare su proceso de fabricación al ver que estos análisis están fuera de los límites de control establecidos.

Finalmente, podemos describir que cada etapa de proceso en la refinación de la Soya es diferente, todos merecen aseguramiento de calidad de los resultados pero el que más se debe tener en cuenta y un control más estricto es el proceso físico o desodorización porque es el del producto final que es destinado y/o envasado para consumo humano.

4. CONCLUSIONES

 En cada uno de los análisis existieron factores críticos que se deben considerar al momento de plantear las fuentes de incertidumbre.  Al estimar la incertidumbre expandida se pudo evaluar el impacto de cada una de las etapas del proceso en los análisis fisicoquímicos.  En el estudio de las tolerancias basados en la estimación de la incertidumbre de la medición en análisis como acidez, humedad, jabones y peróxidos del proceso de refinación de soya hay un patrón en el cumplimiento del procedimiento de pesajes de la muestra, en algunas fechas en algunas de las etapas este pesaje no está dentro del parámetro establecido por el laboratorio y por tanto se observan tantos datos atípicos.  Observamos que según las fechas y la hora se debe indagar sobre el factor que altero e incremento el valor de la incertidumbre.  En el estudio de las tolerancias podemos afirmar que todos los procesos se deben controlar, pero el que requiere de más vigilancia es el proceso físico ya que en este se envasa y comercializa para el consumo humano.

5. RECOMENDACIONES

 Establecer un control en el programa de actividades de calibración de equipos.

 Se debería establecer un programa de repetibilidad para comprobación de los análisis fisicoquímicos.

 Los certificados de calibración deben tener establecido el valor de la incertidumbre de la balanza analítica y de la bureta de precisión, ya que estos datos son vitales en el desarrollo del trabajo.

 Hacer una clasificación adecuada del proveedor que calibrara y verificara los equipos del laboratorio, ya que por reducir costos se estará incurriendo en irregularidades en el proceso.

6. REFERENCIAS  ISO. (2005). Norma Internacional ISO/IEC 17025:2005. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.  Guía Técnica Colombiana GTC 51:1997. Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones.  VIM, Vocabulario Internacional de Metrología conceptos fundamentales y generales y términos asociados. 3ª edición. 2012.  J. Miranda, Evaluación de la Incertidumbre en Datos Experimentales (Instituto de Física, UNAM, México, 2000).  Evaluación de la incertidumbre en datos experimentales. Martín del Campo Javier Miranda. Edición digital. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/eval_incert_11208.pdf.  Pérez Hernández Mª Mar. Estimación de incertidumbres. Guía GUM. Revista Española de Metrología. Diciembre 2012  Evaluación de datos de medición. Guía para la expresión de la incertidumbre de medida.

Edición digital. http://www.cem.es/sites/default/files/gum20digital1202010.pdf  JCGM 100: 2008. Evaluación de datos de medición — Guía para la expresión de la incertidumbre de medida. Centro Español de Metrología. EDICIÓN DIGITAL 1 en español (traducción 1ª Ed. Sept. 2008). Primera edición Septiembre 2008 (original en inglés).  Schmid Wolfgang A. La incertidumbre expandida y los grados de libertad: un análisis comparativo entre el método recomendado por laGUM y métodos simplificados. Centro Nacional de Metrología, División de Óptica y Radiometría. km 4,5 carretera a Los Cués, Municipio del Marqués, Querétaro.  W. Schmid, R. Lazos, Guía para estimar la incertidumbre de la medición, CNM-INC-PT001, CENAM 2000.  Pérez Castorena Alejandro. Trazabilidad en las mediciones químicas. Centro Nacional de Metrología (CENAM), km 4,5 carretera a Los Cués municipio El Marqués, Publicado diciembre de 2002. Actualizado septiembre de 2006.

 Nava Jaimes Héctor O, et al López Martínez María Isabel. Guía técnica sobre trazabilidad e incertidumbre de medición en los servicios de calibración de balanzas de presión/Abril 2008. Centro Nacional de Metrología entidad mexicana de acreditación.  Norma Técnica Colombiana NTC 218, Grasas y aceites vegetales y animales.

Determinación del índice de acidez y de la acidez. Icontec. 3ra actualización. 17 de Agosto de 2011  International Organization of Standardization. Animal and Vegetable Fast and Oils.

Determination of Acid Value and Acidity. Geneve: ISO, 1996. 8p. (ISO660)  Norma Técnica Colombiana NTC 287, Grasas y aceites vegetales y animales.

Determinación del contenido de humedad y material volátil – Método B. Icontec. 2ª actualización. 30 de Abril de 2002  International Organization for Standardization. Animal and Vegetable Fats and Oils.

Determination of moisture and Volatile Matter Content. Genève: ISO, 1980. 2p (ISO 662)  Norma Técnica Colombiana NTC 236, Grasas y aceites vegetales y animales.

Determinación del Índice de Peróxido. Icontec. 2ª actualización. 17 de Agosto de 2011  International Organization for Standardization. Animal and Vegetable Fats and Oils.

Determination of Peroxide value. Genève ISO, 1997. 9p (ISO/DIS 3960)  International Organization for Standardization. Animal and vegetable Fats and Oils.

Determination of Peroxide value. Iodometric (visual) Endpoint Determination. Genève: ISO, 2007. 14p (ISO 3960)  Norma Técnica Colombiana NTC 1147, Grasas y aceites vegetales y animales.

Determinación del Contenido de Jabón residual. Icontec. 1ª actualización. 16 de Noviembre de 1988

7. ANEXOS ANEXO 1. Dise単o Planta

ANEXO 2. Procedimiento Refinación Soya DESCRIPCIÓN

RESPONSABLE

FRECUENCIA

Soya Importada (tanque 16)

PROCEDIMIENTO

Se almacenara en el tanque 16 de la refinaria proveniente del tanque 36

Logistica-Operario de cargue y descargue

Cada 12 horas

Calentamiento (Intercambiador)

Pasar por el intercambiador de calor para adquirir condiciones de proceso

Produccion-Operario de caustica

Adicionar 0.15% de Acido fosforico al 85% de concentracion en el mixer de entrada y pasando por el aglomerador. Equivalente a 52.85 ml/min en la bomba dosificadora de acido.

Adicion de Acido (Mixer 1)

Tomar muestra a la salida del aglomerardor para analisis de pH para ajustar dosificacion de acido fosforico. Debe estar entre 3.5 - 4. Si esta por debajo disminuir la dosificacion de acido, y si esta por arriba aumentar la dosificacion de acido

Analisis de laboratorio (pH)

Adicionar 0.14% de solucion de soda caustica al 8% de concentracion (12ºBe) a la salidad del aglomerador, antes del mixer 2. Equivalente a 86.33 ml/min en la bomba dosificadora de soda caustica

Adicion de Soda (Mixer 2)

Tomar muestra a la salida del mixer 2 para analisis de jabon y acidez. Debe marcar entre 400 y 700 ppm de jabon y la acidez debe estar igual o mayor que la de la entrada. Si no cumple retornar para cuadrar condiciones

Analisis de laboratorio

Supervisor de Planta

Cada 1/2 hora

Supervisor de Planta

Cada Hora

0,14% de solucion de soda a (12°Be) Equivalente a 83,3ml/minuto.

Supervisor de Planta

Cada hora

Jabón entre 400 y 700 ppm y acidez debe estar igual o mayor hasta un 5% de la acidez de entrada

Cambio filtros GAP

FM-PD-00X

Blanquear según instructivo de blanqueo

º

Cambiar los filtros, cada filtrada de blanqueo y llenar formato de verificacion FM-PD-00X "Formato de Verificación de los Filtros Manga"

ph 3,5 a 4

Acidez igual o mayor hasta un 5% de la acidez de entrada, Jabón entre 400 y 700 ppm y

Analista de Calidad

Blanquemiento

Todo el tiempo Temperatura 85°-90° a un caudal de 3700 kg/h

Supervisor de Planta y/o 0,15% de adicion de Acido Fosforico y es Cada media hora equivalente a 52,85 ml/minuto Operario de Caústica

Retornar el pulmon todo el tiempo para que los blanqueos sean homogeneos, tomar muestra cada 4 horas para analisis de Acidez, Jabón y Humedad

Almacenamiento pulmon 1

PARÁMETRO DE CONTROL

Muestreo cada 4 Humedad 0,1% maximo horas

Cada vez que Jabón 0, Color (Para verificar tierras) y Produccion-Operario de halla carga en el Peróxidos 0meq/kg e impurezas 0 (Centrifugar por 8 minutos) la fisica pulmon 1 Produccion-Operario de la fisica y Supervisor de produccion

Cada carga

Cada carga sin importar el estado del filtro

Produccion-Operario de Cada 4 horas y cautica Calidad-Analista Fosforo cada 12 Jabón 0, Peróxidos 0, y Fósforo de calidad horas

Almacenamiento Pulmon 4

Almacenar en el pulmon 4 y tomar muestra para analisis de Humedad, Jabón, Peróxidos, Pruebas sensoriales y Pruebas de Fósforo

Cambio filtros

Cambiar los filtros de la entrada del sistema cada 24 horas

Produccion-Operario de la fisica y Supervisor de produccion

Cada 24 horas

Refi na r s oya bl a nquea da a 3500-4000 kg/h a una tempera tura de 255-260ºC y una pres i on de ba rbota je de 6 PSI, y a di ci ona ndol e el 0.023% de a nti oxi da nte

Produccion-Operario de la fisica y Supervisor de produccion

Todo el tiempo antioxidante 0,023% de adicion y vacío mínimo

Cambio filtros

Cambiar los filtros de pulido a la salida de la fisica, debe salir a 45ºC de temperatura

Produccion-Operario de la fisica y Supervisor de produccion

Cada 24 horas

Cada 24 horas sin importar el estado del filtro

Analisis de laboratorio

Llevar muestra al laboratorio cada hora para analisis de Color, acidez, Indice de refraccion, fósforo, humedad y peroxidos para autorizar pasar al tanque de almacenamento

Calidad -Analsita de calidad

Cada hora

Acidez 0,07 máximo, Color 1,5 rojo maximo , Humedad 0,01%, Fosforo compuesto por turno máximo 10ppm

Almacenamiento

Almacenar en los tanques 38 y 41 de patio tanques, y tomar muestra diaria de los tanques para analisis analisis de Color, acidez, Indice de refraccion, fósforo, humedad y peroxidos

Logistica-Operario de cargue y descargue, Calidad-analista de calidad

Diario

FM-PD-00X

Refinancion fisica

Cada 24 horas sin importar el estado del filtro

Temperatura de 255-260°C, Barbotajue 6psi, de 560inHg

Acidez máximo 0,07%, Color máximo 1,5, Humedad 0,01, Fósforo máximo 10ppm

ANEXO 3. Certificado de Calibraci贸n Balanza Anal铆tica

Anexo 4. Certificado de Calibraci贸n Bureta de Precisi贸n