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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN
PROPUESTA DE LA APLICACIÓN DEL DISEÑO DE
EXPERIMENTOS, PARA AUMENTAR EL NIVEL DE VIDA Y
BRILLO EN EL CHOCOLATE OBSCURO EN UNA EMPRESA
CHOCOLATERA
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRÍA EN
INGENIERÍA
INDUSTRIAL
P R E S E N T A:
C. YANET SORIANO MIRANDA
DIRECTORES DE TESÍS:
M.EN C. JOSÉ MANUEL GARCÍA CORDOVA
M.EN I. JUAN JOSÉ HURTADO MORENO
MÉXICO, DF.
AÑO 2010
RESUMEN
El presente trabajo propone un rediseño en la confección del chocolate obscuro y el
manejo de las semillas para la elaboración del trampee de nuez en una empresa
chocolatera, para obtener un mayor brillo en la presentación del chocolate y un mayor
nivel de vida, incrementando así la atracción del cliente y la disponibilidad del producto
a la venta, aumentando las utilidades del producto.
Se analizó la extensa información que se ha desarrollado, con respecto a Diseño de
experimentos, para transformar a los productos y procesos en diseños robustos que
resistan los factores que intervienen en sus procesos, eligiendo el mejor método que
asegure la confiabilidad del producto optimización la utilización de los recursos en la
elaboración de un producto como lo es el chocolate obscuro empleado en el trampee
de nuez.
En el primer capítulo se presenta a la organización en estudio y el proceso de
actividades que logran el producto de trampee de nuez además de otros productos
que emplean el chocolate obscuro en su elaboración. Posteriormente en el capítulo
dos, se muestra la importancia de la calidad en la elaboración del chocolate en México
y la normatividad que rige la fabricación del chocolate, como se describe en el capítulo
tres; así como las semillas utilizadas en la confección de chocolates, haciendo
hincapié en el uso de la nuez para la elaboración del trampee de nuez
En el capítulo cuatro se exponen el papel que juega el Diseño de experimentos en la
mejora de productos y proceso y el Análisis de varianza ANOVA en la formulación de
metodologías para desarrollar nuevas hipótesis satisfactorias, finalizando en el
capítulo cinco, con la aplicación del diseño de experimentos y el análisis de los
factores modificados para obtener un producto mejorado.
ABSTRACT
This thesis proposes a redesign in the making of dark chocolate and seed
management in the development of a trick nut chocolate company to obtain a higher
brightness in the presentation of chocolate and a higher shelf-life, thereby increasing
customer attraction and availability of product for sale, increasing the profits of the
product.
We analyzed the extensive information that has been developed with respect to design
experiments to transform products and processes robust design to withstand the
factors involved in its processes, choosing the best method to ensure product reliability
optimization using resources in developing a product like the dark chocolate used in
the trick of nut.
In the first chapter presents the organization's study and process of activities that
manage the trick of nut product and other products that will be using dark chocolate in
its preparation. Then in the chapter two, shows the importance of quality in the
production of chocolate in Mexico and the norms in the manufacturer from chocolate
as well as describe in the chapter three the seeds used in the manufacture of
chocolates, with emphasis on the use of the nut for the development of walnut Trick
In Chapter four sets out the role of Design experiments in product and process
improvement and ANOVA analysis in the formulation of methodologies to develop new
hypotheses satisfactory ending in the chapter five, with the application of experimental
design and analysis of the factors modified to obtain a product improvement.
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo fue desarrollado con el apoyo de profesores quienes en cada clase
me dieron herramientas para poder incorporar información útil para esta tesis.
Agradezco a mis directores de tesis M en I Juan José Hurtado Moreno y M en C José
Manuel García Córdova; quienes fueron pieza clave para concluir mis estudios de
maestría, gracias por su amistad y su confianza. Gracias a mis profesores M en C
Marco Cristóbal, Dr. M en C. Faustino García, M en C Junior Sandoval, Dr. Ignacio
Reyes, M en C Mario Aguilar, M en C Carlos Gutiérrez, Dr. Libertad Reyes y al Prof.
Marco Flores por compartir sus conocimientos con tanto esmero y dedicación.
Agradezco de manera especial a las profesoras de la Escuela Nacional de Ciencias
Biológicas del IPN las profesoras M en C Laura Esther Olguín Martínez, y M en C
Alicia Myreya Ramírez Schoettlin, quienes apoyaron considerablemente a este
proyecto no sólo como expertas en chocolate sino como amigas.
A mi madre Ma. De Lourdes Miranda Fuentes quien siempre me ha recordado que en
la vida hay dos tipos de personas las que se paralizan por temor a equivocarse y las
que se atreven e intentan las cosas una y mil veces hasta alcanzar sus sueños. A mi
padre C.P. Fidel Alberto Soriano Díaz quien con su ejemplo me ha demostrado que la
vida se construye, paso a paso, día a día. Que el destino se forja porque la constancia
y la disciplina siempre traen recompensas.
A mi hermana la Lic. Lourdes Soriano Miranda con quien he comprobado que sí se
puede, sin importar cuántos obstáculos hallan en la vida, estos nos harán más fuertes.
A mi hermana la C.P. Karina Soriano Miranda quien con su ejemplo me comprueba;
que rendirse nunca es, ni será una opción, que el orden, la tenacidad y la alegría van
de la mano para tener plenitud en la vida . A mis sobrinos Juan Pablo Trejo. Soriano y
Diana Trejo Soriano quienes con su presencia iluminan cualquier lugar y motivan con
tan sólo decir; te quiero Tía.
A mis amigos, Ing. Julio Saavedra, Ing. Aidé Márquez, Ing. Yesenia Gutiérrez, Ing.
Jacqueline Osorio y Erika Aguilera, a quienes aprecio y llevo siempre en mi corazón y
mis pensamientos. A mis amigos Ing. Angélica Ramírez, Ing. Alejandro Soto, Lic.
Antonio Rodríguez, y
amistad y sus consejos.
C. P. Armando Calderón a quienes agradezco su valiosa
ÍNDICE
Página
INTRODUCCIÓN
VI
CAPITULO I EMPRESA CHOCOLATERA DE ESTUDIO
1.1. Antecedentes de la empresa
1
1.2 Principales productos
1
1.3 Principales actividades
2
1.4 Estructura organizacional y factores que intervienen en el
proceso
4
1.5 Análisis de información
8
Conclusiones particulares del capítulo
13
CAPITULO II HISTORIA DEL CHOCOLATE
2.1 El Chocolate origen en México
14
2.2 Chocolate en el mundo y situación actual en México
15
2.3 Industrialización del chocolate
18
2.4 Propiedades y uso del chocolate
19
2.4.1 Tipos de chocolate
20
2.5 Normatividad y estándares Internacionales
21
Conclusiones particulares del capitulo
22
CAPITULO III FABRICACIÓN DEL CHOCOLATE Y CONFECCIÓN
DEL TRAMPEE DE NUEZ
3.1 Tecnología de transformación del cacao para la elaboración del
chocolate
24
3.2 Proceso del chocolate
25
3.3. Elaboración del chocolate obscuro
26
3.4.Tiempo de vida y brillo del chocolate
28
3.5 Atemperado del chocolate
28
3.5.1 Proceso de atemperado del chocolate obscuro
29
3.5.2 Proceso de atemperado del chocolate obscuro.
32
3.6 La nuez como centro para la elaboración del chocolate
32
3.6.1 Centros de nuez
34
3.7 El Trampee de nuez
34
I
35
CAPITULO IV DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA MEJORAR
PRODUCTOS Y PROCESOS
4.1 Calidad
36
4.2 Diseño de producto
38
4.3 Desarrollo de producto
39
4.4 Ingeniería de Producto
39
4.5 Optimización de proceso
41
4.6 Diseño de experimentos
41
4.7 Clasificación de diseño de experimentos
42
4.8 Diseños no paramétricos
44
4.9 Análisis de varianza (ANOVA)
45
4.10 Factores controlables
47
4.11 Factores no controlables
47
4.12 Diseño robusto
48
4.13 Metodología Taguchi
50
51
CAPITULO V APLICACIÓN DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA
AUMENTAR EL NIVEL DE VIDA Y BRILLO EN EL CHOCOLATE
OBSCURO
5.1 Factores en la elaboración del trampee de nuez
52
5.2 Listado técnico para la elaboración del trampee de nuez
54
5.3 Proceso de elaboración del trampee de nuez
60
5.4 Metodología de la aplicación de diseño de experimentos en la
elaboración del trampee de nuez
62
5.4.1 Investigación
62
5.4.2 Variables
63
5.4.3 Procedimiento
63
5.4.4 Datos y observaciones del nivel de brillo
64
5.4.5 Determinación de respuesta promedio
65
5.4.6 Determinación de ANOVA
65
5.4.7 Factor de ruido para el chocolate obscuro
65
II
5.5.1 Datos y observaciones para prueba del nivel de vida
70
5.5.2 Variables para nivel de vida para prueba de nivel de vida
71
5.5.3 Determinación de respuesta promedio para prueba de nivel de
vida
71
5.5.4 ANOVA para prueba de nivel de vida
71
5.5.5 Factores de ruido
72
5.6 Resultados del experimento
73
5.7 Trampee de nuez mejorado en nivel de vida y brillo
73
5.8 Corrida confirmatoria para el análisis de brillo del trampee de nuez
74
5.9 Corrida confirmatoria para el análisis del nivel de vida del trampee
de nuez
75
5.10 Resultados finales y conclusiones
78
CONCLUSIONES
79
SUGERENCIAS
80
BIBLIOGRAFÍA
81
INDICE DE DIAGRAMAS
Diagrama 1. Estructura por divisiones
5
Diagrama 2 Organigrama de la Empresa Chocolatera de estudio
10
Diagrama 3 Estructura por divisiones de la Empresa familiar de la
Empresa Chocolatera de estudio
11
Diagrama 4 Flujo del proceso de la Empresa Chocolatera de estudio
Diagrama 5 Proceso de obtención del chocolate
Diagrama 6 La transformación del cacao y la producción de chocolate
Diagrama 7 Clasificación de los diseños experimentales
Diagrama 8 Diagrama de Ishikawa
12
26
27
44
53
Diagrama 7 Curso grama analítico del proceso actual,
60
INDCE DE GRAFICAS
Gráfica 1 Producción de cacao en México
Gráfica 2
16
Efectos para la variable señal/ruido (S/R), Brillo del
chocolate obscuro
Gráfica 3 Efectos para la variable señal/ruido (S/R), nivel de vida
III
66
72
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Comparación de estructuras orgánicas y mecánicas
Tabla 2 Principales países exportadores e importadores de cacao en el
7
mundo.
Tabla 3 Propiedades y efectos del chocolate
16
Tabla 4. Usos del cacao
17
Tabla 5 Características de pruebas libres de distribución no
20
paramétricos
Tabla 6 Arreglo ortogonal L8, 2 niveles y 4 factores
43
Tabla 7 Factores a combinar del experimento
50
Tabla 8 Arreglo ortogonal L-8 4 factores
63
Tabla 9 Criterio de calificaciones
64
Tabla 10 Calificaciones del arreglo ortogonal L-8 para nivel de brillo
64
Tabla 11 Suma de calificaciones para nivel de brillo
64
Tabla 12 Determinación de respuesta promedio para nivel de brillo
65
Tabla 13 Determinación de ANOVA para nivel de brillo
65
Tabla 14 de factor de ruido para el chocolate obscuro
65
Tabla 15 Calificaciones del arreglo L-8 para el nivel de vida
66
Tabla 16 Suma de calificaciones para nivel de vida
71
Tabla 17 Determinación de respuesta promedio para nivel de vida
71
Tabla 18 Determinación de ANOVA para nivel de vida
71
Tabla 19 Factor de ruido para el nivel de vida
72
Tabla 20 Calificaciones de nivel de brillo del proceso mejorado
72
Tabla 21 Calificaciones de nivel de vida del proceso mejorado
74
Tabla 22 Registro de corrida confirmatoria de nivel de vida y brillo
75
76
INDICE DE IMÁGENES
Imagen 1. Códice Náhuatl. Representación de dos reyes de la cultura
mixteca compartiendo una bebida de chocolate
14
Imagen 2. Mazorcas de cacao en Tabasco
Imagen 3. Chocolate de mesa
18
Imagen 4 Cobertura
19
Imagen 5 Olla y cacerola
28
IV
Imagen 6 Espátula y tenedor
29
Imagen 7 Control de temperatura
30
Imagen 8 Comparativo de Brillo en el chocolate obscuro
31
Imagen 9 Trampee de nuez sin goma arábiga
33
Imagen 10 Trampee de nuez
35
Imagen 11 Fórmula de prueba de Kruskal Wallis
35
Imagen 12 Cocoa en polvo,
44
Imagen 13 Cacao en trozos,
55
Imagen 14 Nuez trampeada
55
Imagen 15 Nuez trampeada en bombo
55
Imagen 16 Corte de la nuez, recubrimiento a 2mm sobre la nuez
56
Imagen 17 Nuez sanitizada con plata coloidal al 0.08%
56
Imagen 18 Goma arábiga en polvo
56
Imagen 19 Goma arábiga líquida
57
Imagen 20 Talco industrial
57
Imagen 21 Selección de nueces
57
Imagen 22 Sanitizado de Nuez plata coloidal al 0.08%
58
Imagen 23 Sanitizado de nuez con cloro al 2%
58
Imagen 24 Sanitizado nuez con cloro al 2% seca
58
Imagen 25 Comparativo de nuez con cloro y con plata coloidal
59
Sanitizado de nuez con cloro al 2%
Imagen 26 Comparativo de atemperados
59
Imagen 27. Tratamiento 1 del Trampee de nuez
59
66
67
67
68
68
69
69
Imagen 35 Tratamiento Final del Trampee de nuez mejorado
70
Imagen 36 Corrida confirmatoria del trampee de nuez
74
76
V
INTRODUCCIÓN
El chocolate es llamado alimento de los Dioses por su incomparable sabor y
por sus beneficios saludables. El consumo de este alimento se ha incrementado,
colocándose cómo una de las golosinas con más preferencia para consumidores de
todas las edades.
El diseño del chocolate ha sido perfeccionado de acuerdo a gustos costumbres y los
avances tecnológicos que cada vez hacen la producción más sencilla rápida y
económica. La búsqueda de mejoras ha sido el reto de muchas empresas
chocolateras, para alcanzar un desarrollo y una evolución en sus productos y
procesos; en distintos ámbitos, que reflejan la inquietud por satisfacer con mayor
empeño las necesidades del cliente y cumplir las expectativas deseadas.
La mejora de procesos y productos es una retroalimentación constante entre el
proveedor y el usuario de un bien o servicio, que se ofrece al cliente. Esta
retroalimentación se pone de manifiesto en un producto o servicio que es mejorado y
se ha incrementado la aceptación del cliente.
La presente tesis está diseñada para obtener un proceso y diseño de un chocolate con
nuez mejorado su nombre original es Trampee de nuez, ya que es una nuez cubierta
fina y uniformemente, con chocolate obscuro El trampee de nuez es un chocolate que
alcanzó aproximadamente el 30% de las ventas totales en años anteriores, ya que el
chocolate obscuro es elegido por una parte considerable del mercado del chocolate,
esto sin mencionar que la nuez es una semilla muy usada en el ramo de la confitería.
Por medio de la variación de los factores que intervienen en el proceso, de la
elaboración del trampee de nuez que aumenten el nivel de brillo, además un mayor
tiempo de vida promedio, de la nuez cubierta de chocolate que de cómo resultado una
mayor oportunidad de exponer el producto por más tiempo al público. La nuez al ser
una semilla que representa la mayor parte de los costos en la elaboración del
chocolate se le debe dar un cuidado especial. En el capítulo 3 y 5 se muestra el
análisis del cuidado de la nuez y su límite de vida.
El origen inicial de la experimentación, se remonta desde tiempos muy antiguos,
cuando el hombre descubre como generar fuego ó cuando decide hacerse sedentario
y empieza a sembrar. Estos hallazgos, nacen de una necesidad y de la observación,
VI
que es utilizada en la experimentación, estos esfuerzos son llevados a cabo con el
único objetivo de ofrecer al ser humano una vida más placentera y satisfactoria.
El diseño de un elemento sea cual sea este o de un proceso es concebido en la mente
del hombre, en una idea, para que posteriormente, el ingenio, la creatividad, la
experiencia y los conocimientos de éste, puedan lograr que esta idea se materialice.
Cuando son analizados los factores y los elementos que conforman un producto o
proceso, hacen posible tener un control sobre la evolución del mismo.
Todo análisis de un producto que valla dirigido hacia las expectativas del cliente, no
solo perdura su utilización y manejo, sino que también, exige sea continuamente
mejorado. Como resultado de la identificación de los factores significativos, serán
corregidos, para fortalecer al producto, es decir que le permiten ubicarse en mejores
niveles de manejo en su elaboración y grado de aceptación para el cliente, logrando
así, un mejor producto con un proceso robusto.
Un proceso se transforma en un proceso robusto cuando en todas sus facetas se han
contemplado los detalles y las circunstancias adversas que pudieran remotamente
afectarlo y de esta manera sean controlados, el o los probables riesgos, por los que
usualmente son expuestos, los distintos procesos y/o productos.
El diseño de experimentos permite con base en un análisis estadístico de
calificaciones cualitativas y/o cuantitativas concretas, evaluadas previamente, obtener
los valores más significativos que intervienen en un proceso, para ser mejorado para
un fin identificado inicialmente. Con el conocimiento de los factores que hacen más
robusto al proceso, se realizan las modificaciones necesarias, y se obtiene como
resultado un producto o proceso mejorado, que alcanza las especificaciones
propuestas por el fabricante y esperadas por el cliente.
El diseño de experimentos, aplicado en la elaboración del chocolate obscuro, permitirá
mejorar las características con las que debe de cumplir el diseño del chocolate,
abarcando los gustos y exigencias, en el diseño y proceso, para obtener un chocolate
con las especificaciones de sabor, forma, tamaño, consistencia, textura e imagen,
entre otros. Obteniendo un chocolate que sin importar las condiciones externas de
riesgo pueda cumplir con las características y especificaciones con las que fue
diseñado previamente, con la menor cantidad de conservadores para ofrecer un
producto sano y natural.
VII
El tiempo de vida de la nuez y el abrillantado en el chocolate juegan un papel decisivo
para la venta del trampee de nuez, así como el proceso que envuelve la preparación
del trampee. El análisis del trampee de nuez, permitirá que se incorpore el producto en
las ventas y el aprovechamiento del equipo que actualmente no se aprovecha en su
máxima capacidad ya que al no asegurar un tiempo de vida más extenso, se fabrica
por cantidades pequeñas desperdiciando la capacidad del equipo, generando gastos
por los recursos utilizados, a causa de elaborar pequeñas cantidades de trampee de
nuez.
VIII
TESIS DE GRADO DE MAESTRIA
CAPÍTULO I EMPRESA CHOCOLATERA DE ESTUDIO
YANET SORIANO MIRANDA
CAPÍTULO I
EMPRESA CHOCOLATERA DE
ESTUDIO
1.1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
La empresa chocolatera en estudio se ubica en el municipio de Texcoco, donde se tiene
la planta de elaboración y diseño del los chocolates que ofrecen de tipo artesanal, desde
el año de 1920. Son tres generaciones las que han trabajado en la elaboración de
chocolates de múltiples diseños, sabores y formas; combinando semillas como las
nueces, almendras, el cacao, entre otras, en cubiertas de distintos tipos de chocolates;
los cuales son; el chocolate obscuro, amargo y semi amargo, de leche y chocolate
blanco. Los chocolates son distribuidos en el Distrito Federal, en la zona local de Texcoco
y San Miguel de Allende. De acuerdo a Parsons 1960, se clasifica en una organización de
producción. De acuerdo a Hall, R (1996), su clasificación de empresas es una
microempresa, privada, con fines de lucro.
En la preparación del chocolate, se cuida la calidad del chocolate, solicitando a sus
proveedores de marcas reconocidas la proporción exacta de cacao, para no solo cumplir
con el reglamento de proporciones de cacao, sino también, con los más exigentes
paladares de sus clientes, ofreciendo un producto con un excelente sabor y calidad. Los
chocolates son elaborados con la ayuda de cierta maquinaria pero en el proceso siempre
se ve involucrado el toque artesanal que les da los últimos detalles.
1.2 PRINCIPALES PRODUCTOS
Dentro de sus principales productos se encuentran todo tipo de semillas cubiertas con
chocolate, nougat, mazapanes, también se tienen los chocolates envinados, los
chocolates obscuros con cerezas. En toda la gama de diseños se vigila que la
1
combinación de sabores sea la ideal para lograr un equilibrio en la combinación de
ingredientes, y captar la preferencia del cliente
1.3 PRINCIPALES ACTIVIDADES
Hall, R (1996) menciona que existe una forma, de obtener información de la organización,
a partir de sus miembros, por lo cual, se realizó una entrevista de tipo, lluvia de ideas, con
los responsables de cada departamento, individual y grupal observando los procesos que
se mencionan en la tabla 1, analizando los procesos de estructura, ya sea orgánica o
mecánica. Dicha entrevista se diseñó para obtener toda la información posible, con
respecto al alcance de sus actividades, si estás corresponden al tipo de departamento y
función y la responsabilidad que tienen en ellas.
Después de obtener los datos, analizarlos y representarlos en una gráfica, serán
interpretados, para poder ubicar a la empresa en una estructura orgánica tipo, donde se
puedan observar claramente las ventajas, desventajas y las probables recomendaciones
que puedan aplicar.
Se planteó una junta con metodología de lluvia de ideas, con los responsables de cada
área y se obtuvo la siguiente información, con respecto a las actividades que desarrollan
dentro de la empresa y su problemática dentro de cada área.
Departamento de Producción y Almacén
 Revisión de los pedidos solicitados en el Software
 Desarrolla los pedidos en el software para obtener las proporciones de cantidad
de materia prima
 Solicita el material faltante
 Recepción de materiales
 Preparación de materiales
 Revisión de inventarios en almacén
 Programar surtido de material
 Programación de producción y entrega de producto
 Elaboración de productos
 Diseño de nuevos productos
2
 Empaquetado de productos
 Inspección de materia prima
 Conservación de materia prima
 Inspección de usos de equipo de protección
 Realiza la lista de inventarios
Departamento de Ventas (Mayoreo) y Compras
 Responsable de levantar el pedido
 Ventas y distribución y Entrega del producto al cliente mayorista
 Dar indicaciones al cliente del cuidado del chocolate
 Retroalimentación con el cliente para diseño de nuevos productos
 Revisión de Tiempos de entrega
 Cuentas por cobrar (Clientes)
 Mantenimiento de las unidades de transporte
 Revisión y seguimiento de la lista de clientes para una atención cercana y
oportuna para levantar nuevos pedidos
 Visitas frecuentes a clientes cautivos y potenciales
 Llenado del Formato de pedido en papel, Excel y en un software que realiza
las proporciones para elaborar los pedidos.
 Recepción de solicitud de material del área de Producción
 Compras con proveedores
 Servicio al cliente (Devoluciones)
Departamento de Ventas (Menudeo)
 Ventas y atención a clientes
 Realiza el inventario en el punto de venta
 Hacen el pedido a producción para punto de venta
 Capacita a las empleadas de los puntos de venta para el cuidado de los
 Chocolates, como envasado y rotación y retiro de chocolates
 Publicidad y mercadotecnia
 Encargada del diseño de la envoltura
 Distribución de publicidad
 Diseño e imagen para puntos de venta
 Verificación de cantidad y tipo de producto en stock que hay en el punto de venta
3
 Programar el pedido envío y rastreo
Departamento de Ventas Contabilidad y Jurídico
 Encargado de la Contabilidad y Finanzas de la empresa
 Encargado de los asuntos legales de la empresa
 Evalúa la compra de equipo y rentabilidad del mismo
 Pago de sueldos y salarios
 Encargado del crédito y cobranza de la empresa
1.4 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL Y FACTORES QUE INTERVIENEN EN
EL PROCESO
La empresa está constituida por familiares, quienes de generación en generación, ha
seguido los consejos, costumbres y recetas de sus progenitores. La estructura
organizacional funciona como tal aunque no esté formalmente establecida, aunque este
no es el alcance de la tesis se analizó superficialmente la estructura orgánica de la
empresa y se propone una configuración de las áreas con un orden establecido que
beneficiara al proceso de trampee de nuez .
Se considera importante, el análisis de la empresa chocolatera familiar, ya que de
acuerdo a estadísticas realizadas, el 90% de las empresas nacionales son familiares,
(Quintero, M., 2008) y contribuyen de manera considerable en la economía nacional. Una
estructura organizacional es la plataforma sobre la que se plantean los alcances y
limitaciones de la empresa, considerando el objetivo que debe cumplir, los recursos con
los que cuenta, marca el rumbo que debe tomar la organización para alcanzar sus
objetivos.
Con el fin de establecer la estructura organizacional que le corresponde, a la empresa de
estudio, se analizaron los elementos, que definirán su estructura. Con el establecimiento
de su estructura se obtuvo el conocimiento de las ventajas de clasificarse como una
estructura por divisiones, orgánica, las ventajas que esto ofrece, y los puntos de
oportunidad que se manifiestan para el logro de sus objetivos, lo cual se muestra en el
diagrama 1.
4
LA ESTRUCTURA POR DIVISIONES
La estructura por divisiones le ayudará a la empresa chocolatera de estudio, a delimitar
las actividades y responsabilidades de cada área, para un mayor control del proceso. Las
limitaciones de capacidad de la organización, se dirigen a tener un tipo de estructura
simple, pero la obliga a que esta sea más efectiva, por tener un mayor control de los
recursos.
Dentro de las ventajas que ofrece la estructura por divisiones es la factibilidad de motivar
a los gerentes, cuando su trabajo se desarrolla dentro de un marco que brinda mayores
oportunidades de control. Además la existencia de centros de utilidades, donde se facilita
el proceso de evaluación del rendimiento, en cada una de las divisiones de la compañía
como se muestra en el diagrama 1.
.
DIRECTOR
PLANEACIÓN Y ASIGNACIÓN
DE RECURSOS
SUBDIRECTO
R
DIVISIÓN DE
SISTEMAS DE
CONTROL DE
VUELO
DIVISIÓN DE
SISITEMAS DE
NAVEGACIÓN
DIVISÓN DE
SIISTEMAS DE
COMPUTACIÓN
.
Diagrama 1. Estructura por divisiones (Bryans, P y Cronin, T.P. 1990)
A continuación se presenta un cuadro comparativo (diagrama 2), de estructuras
mecánicas y orgánicas, el cual es una adaptación de Likert, R., (1967) hecha por Gibson
e Ivancevich, (2006); el cual explica claramente los tipos de procesos, que intervienen en
el logro de objetivos en una empresa, como lo son; el liderazgo, la motivación, la
5
comunicación, la interacción, la decisión, el establecimiento de metas, el control y las
metas de desempeño, que caracterizan y diferencian a una organización orgánica de una
mecánica.
COMPARACIÓN DE ESTRUCTURAS MECÁNICAS Y ORGÁNICAS
PROCESO
No
incluye
integridad
1.Liderazgo
ESTRUCTURA ORGÁNICA
ESTRUCTURA MECÁNICA
confianza
percibida.
e
Los
Incluye
confianza
y
honestidad
percibida
entre
sus
superiores
y
subordinados no se sienten
subordinados en todos los
libres
los
asuntos. Los subordinados se
problemas del puesto con sus
sienten libres de analizar los
superiores, quienes a su vez
problemas del puesto con sus
no
superiores, quienes a su vez
para
solicitan
analizar
sus
ideas
y
opiniones.
solicitan
sus
ideas
y
opiniones.
Propone sólo motivos físicos,
de seguridad u económicos a
través del uso del temor y las
2. Motivación
sanciones.
Prevalecen
actitudes desfavorables hacia
la
organización
entre
los
influye
en
Propone una amplia gama de
motivos a través de métodos
de participación. Las actitudes
son
favorables
para
la
organización y sus metas.
empleados.
La
información
forma descendente y tiende a
3. Comunicación
ser distorsionada, imprecisa y
vista con suspicacia por parte
de los subordinados.
4. Interacción
información
fluye
libremente a través de la
organización:
hacia
arriba,
hacia abajo y en forma lateral.
La información es precisa y
no distorsionada.
Cerrada y restringida. Los
Abierta y extensa. Tanto los
subordinados
superiores
tienen
poco
como
los
efecto en las metas, métodos
subordinados pueden afectar
y
las
actividades
departamentales.
Relativamente
5. Decisión
La
métodos
y
actividades departamentales.
centralizada.
Ocurre sólo en la cima de la
organización.
metas,
Relativamente
descentralizada.
Ocurre
en
todos los niveles a través del
proceso de grupo.
6
6. Establecimiento de
metas
Localizada en la cima de la
Alienta la participación en el
organización,
establecimiento de objetivos
la
participación de grupo.
Centralizado.
7. Control
desaliente
culpar
a
Enfatiza
alguien
por
altos y realistas.
el
los
errores.
Disperso
en
organización.
toda
Enfatiza
la
el
autocontrol y la solución de
problemas.
8. Metas de desempeño
Bajas y buscadas de manera
Altas y activamente buscadas
pasiva
los
por los superiores, quienes
administradores quienes no
reconocen la necesidad de un
tienen un compromiso con el
compromiso
desarrollo de los recursos
desarrollar a través de la
humanos de la organización.
capacitación,
por
total
los
para
recursos
humanos de la organización.
Tabla 1 Comparación de estructuras orgánicas y mecánicas, Fuente (Gibson, J. y Ivancevich, J.,
2006).
En el caso de la empresa chocolatera de estudio, el tipo de proceso que se lleva a cabo
dentro de la estructura se inclina a la estructura orgánica ya que la comunicación es
amplia con los empleados; un ejemplo de ello, es el tipo de liderazgo que predomina, en
una dirección que guía y dirige, con la opción de tomar en cuenta las opiniones de los
departamentos, delegando autoridad.
En la motivación se plantean opciones de participación de los empleados, para ser
tomadas en cuenta y alcanzar las metas de la organización, en el tema de la
comunicación, los niveles no son muy amplios lo cual sintetiza la comunicación tanto de
arriba hacia abajo, como de manera lateral, la interacción es abierta y el personal de
producción tanto como las áreas de confitería, trampeado y empaque que son las áreas
que se ubican en un tercer nivel, pueden hacer recomendaciones de nuevos diseños que
amplíen sus ofertas a los clientes.
En la toma de decisiones es relativamente descentralizada ya que se permite que exista
cierta retroalimentación y toma de decisiones para que quién dirige las pueda tomar en
cuenta y tome una mejor decisión, además de que pueden realizar sus funciones en la
línea media de acuerdo a Mintzberg, H. (1993), sin necesidad de consultarlo con el
director. Este análisis nos da como resultado un conocimiento de la participación grupal
7
en el establecimiento de metas, para alcanzar objetivos altos y realistas, permite que las
actividades estén mejor distribuidas tomando en cuenta el flujo del proceso.
A pesar de que el control se encuentra disperso motiva a la creatividad en la solución de
problemas, obteniendo así un crecimiento individual con aportaciones de nuevas ideas y
sean estas consideradas para un desarrollo del trabajador.
Dentro del cuadro comparativo de estructuras mecánica y orgánica, se mencionan los
efectos que causan, considerando sus ventajas y desventajas del mismo. Resalta la
inclinación por la estructura orgánica, la cual ofrece múltiples ventajas como la toma de
decisiones, la cual se puede tomar en todos los niveles por ser descentralizada, aunque
también repercute en un riesgo, la amplia participación en la toma de decisiones que se
realicen dentro de la organización.
1.5 ANÁLISIS DE INFORMACIÓN
Después de mostrar alternativas de estructuras organizacionales que más se adecúen al
tipo de empresa, con el único objetivo de formalizar la estructura organizacional y, dirigir
estratégicamente las actividades para beneficiar y asegurar los mejores resultados en la
elaboración del trampee de nuez. En el diagrama 2 se muestra la estructura
organizacional, en donde se dirige al área de producción sea la encargada del buen
manejo de los materiales y contar con la materia prima en las condiciones necesarias
para la elaboración del trampee de nuez.
Con respecto a la información obtenida, se observan ciertas actividades que no
pertenecen a las funciones típicas del departamento, se observa un involucramiento de
personal en más de un área como el área de ventas donde también se hacen actividades
de marketing o comercialización. En la entrevista, se comentó, que este fenómeno se
presenta por el tamaño de la empresa y las limitantes de cantidad de personal a cargo.
Se realizó una estructura por divisiones, para esquematizar como están establecidas sus
áreas, mostrar el tipo de estructura que le corresponde, de acuerdo al proceso que
maneja la organización.
8
Es importante mencionar que el tipo de toma de decisiones es descentralizada, ya que se
puede tomar las decisiones, dentro de la diferenciación horizontal. En la empresa se
menciona que cada quién se hace responsable de sacar adelante las actividades que les
corresponde, contemplando la información obtenida de las demás áreas.
Como se observa en el Diagrama 2, se tiene a la dirección en el nivel más alto y de
manera horizontal en un segundo nivel, los departamentos, entre ellos se encuentra;
producción y almacén, ventas mayoreo, distribución y compras, ventas menudeo y
marketing, jurídico y contabilidad y finalmente como un tercer nivel de responsabilidad, el
área de trampeado, confitería y empaque.
Se plantea la estructura por divisiones en el Diagrama 3, como una adaptación de
estructura por divisiones ya que se adapta la autonomía que maneja la empresa
chocolatera de estudio. En el diagrama 3, se establece un centro de utilidad, que indica,
el ingreso y los gastos por área, analizando en donde se puede reducir el gasto o prever
algún tipo de desperdicio o recurso no aprovechado.
De acuerdo al proceso identificado en la entrevista, se estableció un flujo de materiales
que esquematiza, de manera más clara y sencilla, el flujo del proceso de la organización,
el cual está representado en el diagrama 4.
9
ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA CHOCOLATERA
DIRECCIÓN
PRODUCCIÓN
Y ALMACEN
VENTAS MAYOREO,
DISTRIBUCIÓN Y
COMPRAS
VENTAS MENUDEO
Y MARKETING
JURÍDICO Y
CONTABILIDAD
CONFITERIA
TRAMPEADO
EMPAQUE
Diagrama 2 Organigrama de la Empresa chocolatera de estudio, (Creación propia, fuente de información Empresa Chocolatera)
10
.
DIRECTOR
PLANEACIÓN Y ASIGNACIÓN
DE RECURSOS
SUBDIRECTOR
DIVISIÓN DE
SISTEMAS
PRODUCCIÓN Y
ALMACÉN
DIVISIÓN DE
SISITEMASDE
VENTAS
MAYOREO
DISTRIBUCIÓN
Y COMPRAS
DIVISÓN DE
SISTEMAS DE
VENTAS
MENUDEO Y
MARKETING
DIVISÓN DE
SISTEMAS DE
JURIDICO Y
CONTABILIDAD
.
Diagrama 3 Estructura por divisiones de la Empresa familiar de la Empresa Chocolatera de estudio (Creación propia, fuente de información
(Bryans, P y Cronin, T.P. 1990) y Empresa Familiar Chocolatera)
11
FLUJO DEL PROCESO
PEDIDO
REVISION DE MP EN ALMACEN Y
SOLICITUD A COMPRAS
SE EMPAQUETA
SE ALMACENA
SE FABRICA EL PEDIDO
SE COMPRA EL
MATERIAL FALTANTE
SE RECIBE MP
SE DISTRIBUYE
SE ENTREGA
Diagrama 4 Flujo del proceso de la Empresa Chocolatera de estudio, (Creación propia,
fuente de información empresa Chocolatera, 2010).
El flujo del proceso inicia, con la orden de pedido, la que es transmitida al encargado
de almacén, quién revisa si hay MP existente, en caso de no haber la MP requerida,
se realiza la solicitud a compras con el proveedor, y el proveedor hace entrega de la
MP solicitada, posteriormente se empieza a fabricar el pedido, se empaqueta, se
almacena, para posteriormente ser distribuido y entregado al cliente.
12
CONCLUSIONES PARTICULARES DEL CAPÍTULO
La estructura organizacional de una empresa describe como está constituida y como
está distribuido el poder dentro de ella. Permite esclarecer los medios, para alcanzar
los fines y poder establecer ejecuciones claras y concisas.
Al delimitar el tipo de organización a la que pertenece, la empresa chocolatera
permitirá observar la problemática que se tiene, para dar una mejor solución, ya que
en el rediseño de cualquier producto o proceso es necesario analizar el flujo de
materiales de inicio a fin, para poder considerar todos los factores que se involucran
en el mismo.
El establecer una estructura organizacional en una empresa familiar genera una
ventaja competitiva, ya que crea conocimiento en la empresa. Si se tiene el
conocimiento de ser una empresa orgánica, tipo de estructura por divisiones, y los
efectos que esto causa, se podrán contemplar los puntos de oportunidad a superar. El
adecuado balance de la distribución de poder en la toma de decisiones, establecerá
los límites adecuados en las mismas.
La estructura por divisiones mostrada en el diagrama 3, contempla la ideología que
prevalece en una empresa familiar, haciendo de cada área un sistema autónomo
donde no sea necesario tolerar los errores familiares ya que se tienen indicadores por
arriba de los lazos familiares. Estos indicadores son los centros de utilidad, que
permiten llevar un registro por división de gastos e ingresos mostrando así la
rentabilidad de cada división y atacar los puntos de oportunidad que los indicadores
señalen.
13
CAPÍTULO II HISTORIA DEL CHOCOLATE
CAPÍTULO II
HISTORIA DEL CHOCOLATE
2.1. ORÍGEN DEL CHOCOLATE EN MÉXICO
La historia del chocolate se remonta muchos siglos atrás, siendo en México el país
donde por primera vez, fue utilizada la semilla de caco (Theobroma cacao) para
elaborar chocolate. Esta semilla fue cultivada por los aztecas, pero muy
probablemente ya era conocida por los Olmecas y los mayas, ya que los mayas la
describieron en sus jeroglíficos en 1000 a.C. (Bogin, B. 1997).
Imagen 1. Códice Náhuatl. Representación de dos reyes de la cultura mixteca compartiendo
una bebida de chocolate (Jones, M., 2005)
El nombre común del Árbol que da el caco se le llama cacaotero y su nombre científico
se deriva del griego Theos que significa Dios y broma que significa alimento,
(Theobroma), este nombre lo asigno el botánico Carlos Lineo a causa de los
significativo que era este alimento para los nativos americanos.(Botánica, 2009)
El árbol de cacao se cultivaba en el siglo XVI, cuando los españoles llegaron a México,
donde las habas de cacao se utilizaban como moneda. Esto muestra la importancia de
la semilla de cacao. La preparación del chocolate consistía, en dorar las habas de
cacao, y en este proceso de tostado, utilizaban vasijas de barro, para después
14
molerlas con piedras; a este molido se le agregaba agua fría, en algunos casos
especies o miel para que finalmente se agitara y se obtuvieran una bebida espumosa.
(Beckett, S.T.1994)
En 1520 Hernán Cortés fue quién comercializó, inicialmente las habas de cacao en
Europa, después de haberlo saboreado por el emperador azteca Moctezuma, en 1528
lo difunde como una nueva bebida y en 1585 se desarrolla en la Península Ibérica el
comercio del cacao, donde aparecen las primeras chocolaterías. (Zchocolat, 2009).
Se dice que los españoles no estaban muy conformes con la bebida ya que era muy
amarga y pastosa. Al parecer unos monjes españoles mezclaron probablemente por
casualidad azúcar de caña a la bebida y en el siglo XVI lo dieron a conocer a la corte
española de Carlos V para después dejar de ser un privilegio de la cultura
mesoamericana y fuera conocido y degustado por el resto del mundo. (Zchocolat,
2009)
En 1646 desde Italia, llega a Alemania el chocolate, donde se consideró por un largo
tiempo como una medicina y era ofrecido en droguerías, posteriormente en 1650
coincide la llegada del chocolate en Inglaterra con el té de China y el café de oriente y
en 1657 se ofrece por todo Inglaterra en forma de pastelillos (Beckett S.T.1994)
En 1727 se le añade por primera vez leche a la bebida del chocolate y fue registrada
en el R.U. por Nicholas Sanders. Para obtener un chocolate sólido y buscar que se
funda con facilidad, en 1876 Van Houten de Holanda, desarrolla la posibilidad de
extraer la manteca de cacao para obtener dicha textura. (Beckett S.T.1994)
El cultivo del cacao requiere ciertas características de altitud, latitud y humedad, es por
ello que el 75% de las plantaciones comerciales se ubican en una franja de 17° de
latitud del ecuador. El árbol de cacao, se cultiva en todas las regiones de la selva
tropical húmeda (Beckett, S.T.1994).
2.2. EL CHOCOLATE EN EL MUNDO Y SITUACION ACTUAL EN MÉXICO
El periódico británico “The Guardian” publicó en abril del 2006 los principales países
en consumo del chocolate, entre ellos se encuentran los británicos, que en promedio
consumen 10 kilos por año, seguidos de los alemanes 8,1 Kg, los franceses 6,8 kg, los
15
españoles 3,9 kg y por último los italianos con 2,2 kg por año. Donde también se
menciona que en los siguientes años se incrementarán las ventas chocolate oscuro,
impulsadas principalmente por las noticias de beneficios para la salud que proporciona
el chocolate negro, (The Guardian, 2006) Recientes estudios han demostrado que el
chocolate negro ayuda a controlar la presión arterial y disminuyendo el consumo de
calorías en otros alimentos. Esto se debe a la alta cantidad de flavonoides que
contiene el cacao, y más a delante se mencionaran sus amplios beneficios al ser
humano, entre ellas retarda la aparición de Diabetes (Elmundo.es salud 2005) la cual
ha sido una de las principales causas de muerte en México y sería útil para futuras
investigaciones en salud para el País. (fmdiabetes.org 2010)
Actualmente el cacao es cultivado por alrededor de 37 mil productores, destacando
Tabasco con una superficie sembrada y cosechada de 41 mil 117 hectáreas y una
producción de 16 mil 560 toneladas; le sigue Chiapas, con 20 mil 203 hectáreas y una
producción de 7 mil 855 toneladas, y con un porcentaje menor Guerrero y Oaxaca, con
240 hectáreas (196 toneladas) y 36 hectáreas, respectivamente. (Actualidades México,
2009). Cabe señalar que el cultivo de cacao ha ido a la baja ya que los productores
han elegido dedicarse a negocios vinculados con la actividad petrolera, A comienzos
del 2010, Tabasco se posicionó como el mayor productor nacional de la semilla del
cacao, con el 70 por ciento de la producción, mientras que la producción total de
México representó el uno por ciento de la producción mundial de cacao (El financiero
Mayo 2010). Estas cifras indican la importancia de apoyar a la producción el cacao en
México y aprovechar la demanda mundial, la cual se muestran en la gráfica siguiente.
Producción de cacao en México
Tabasco
Chiapas
Guerrero
Oaxaca
Gráfica 1 Producción de cacao en México fuente El financiero Mayo 2010
16
De acuerdo a la FAO por sus siglas en inglés, La Organización de las Naciones
Unidas para la agricultura y la alimentación en el 2004 hubo una producción de caco
de 3.3 millones de toneladas en todo el mundo, cabe destacar que los principales
productores de cacao en el Mundo son: Costa de Marfil, Ghana, Indonesia, Nigeria,
Brasil, Camerún, Ecuador y Colombia. (Botanical-online, 2009)
En la siguiente tabla se relacionan los principales países que exportan el cacao y los
países importadores y el componente del cacao que es de su interés.
Movimiento comercial
Países exportadores
Componente del cacao
Principales proveedores
del cacao
Grano de Caco
Países Importadores
Manteca de cacao
Pasta de cacao
desgrasada
Países Importadores
Polvo de cacao
País
Costa de marfil
Indonesia
Ghana
Nigeria
Pises bajos
Estados Unidos
Reino Unido
Francia
Alemania
Francia
Estados Unidos
Países Bajos
Canadá
Suiza
España
Francia
Estados Unidos
Canadá
Estados Unidos
Alemania
Francia
Países Bajos
Tabla 2 Principales países exportadores e importadores de cacao en el mundo. (Elaboración
propia, Información de (Botanical-online, 2009)
En México se produce cacao en la zona sureste y el 55% de la producción nacional es
aprovechada por el país, dentro de las principales empresas consumidores se
nombran a; La Azteca, La corona y Nestlé a este último lo utiliza para la elaboración
del licor, manteca y confitería. El 45% de la producción del país es exportada
principalmente a Estados Unidos y a Europa. (infoserca.gob, 2008)
Nuestro país tiene más de 40 mil hectáreas de cacao en los estados de Tabasco y
Chiapas, esto permite obtener 20 mil toneladas y se contempló que la demanda
mundial para el 2010 y los siguientes años es superior a un millón de toneladas. A
causa de las constantes plagas que afectan a los cultivos de cacao se consideró
17
aumentar las medidas fitosanitarias para mejorar la calidad del caco y conseguir
mejores precios según la Dirección del Instituto Nacional de Investigación Forestal,
Agrícola y Pecuaria (INIFAP) de México y la Dirección General de Fomento a la
Agricultura de la SAGARPA, (Presidencia de la república, 2009).
Imagen 2. Mazorcas de cacao en Tabasco (Fuente Playas México, 2010)
2.3. INDUSTRIALIZACIÓN DEL CHOCOLATE
En la revolución industrial se origina la producción en serie y el precio del chocolate
disminuye, con ello más gente pudo obtenerlo, y provocó un cambio en la
popularización del chocolate y la forma de fabricarlo la cual en gran parte ha
permanecido hasta nuestros días. (Chocoibarra, 2010).
La industria chocolatera crece continuamente provocando que distintas marcas estén
compitiendo a nivel mundial como “The Hershey Company
Company”
MR,
MR”
ó “Lancaster Caramel
entre otras, esto ha motivando a las empresas chocolateras mexicanas
a aumentar la capacidad de exportación, entre ellas se encuentran las marcas; “Ibarra”
MR,
“Mayordomo” MR y “La soledad” MR, las cuales producen y comercializan chocolate
de mesa.
Es un reto exportar chocolate ya que el mercado es altamente competitivo donde el
sabor y la calidad definen la preferencia del cliente. La infraestructura de las empresas
chocolateras mexicanas, se ha distribuido en todo el país para llegar a más ciudades y
países, abarcando en mayor cantidad al mercado del chocolate (La conquista, 2009).
18
Imagen 3. Chocolate de mesa, (Cafeterías Café, 2010)
2.4 PROPIEDADES Y USO DEL CHOCOLATE
El chocolate produce una sensación de bienestar, porque contiene estimulantes y
provoca un estado de euforia, por estos motivos hay una asociación entre el chocolate
y los buenos momentos, es por ello que se regala en momentos especiales.
El cacao puro es muy amargo y sin azúcar no podría disfrutarse el chocolate de la
misma manera, esta es la razón por la cual se le agrega a la mezcla hasta un 50% de
azúcar, o se puede utilizar otras féculas que apoyan a espesar la mezcla como la
harina de maíz, de trigo o el algarrobo, todos estos condimentos componen un
alimento energizante, ya que un chocolate de 40gr contiene más de 200 calorías
(Botanical-online, 2009).
La tabla 3, menciona los elementos que contienen el cacao y su efecto en el ser
humano y sus similitudes con otras sustancias. Los siguientes componentes se
obtienen de la pasta del caco o de la manteca del cacao esta pasta se consigue, al
procesar las semillas del cacaotero. Es importante mencionar que si a la fórmula del
chocolate se le agrega leche disminuirá sus propiedades antioxidantes ya que se
diluye la composición.
19
Propiedades
Estimulantes
Estimulante y
euforizante
Estimulante
Antioxidante
Exfoliantes,
vigorizantes e
Hidratantes
Compuesto Químico
Alcaloides
Cafeína
Theobromina
Efectos en el cuerpo
Excita el sistema nervioso, aumenta
el ritmo cardiaco y es auxiliar en la
eliminación de orina
Feniletilamina
Euforia y Bienestar emocional
Cannabinoides
Generadores de placer
Ayuda a bajar el colesterol
Previene la acción de los radicales
libres y la degeneración de las células
del organismo
En aplicación externa facilita el
drenaje de las capas profundas y
superficiales de la piel
Flavoniodes, quercetina,
quercitrina, epicatequinas
orutina
Lanolina
Tabla 3 Propiedades y efectos del chocolate (Creación Propia Información de Botanical-online,
2009)
El chocolate además de ser un alimento dulce para ser disfrutado también tiene
efectos medicinales. A continuación la tabla 3, describe los usos de acuerdo a los
diferentes componentes del cacao y las áreas de utilización.
Presentación del cacao
Cacao en polvo
Uso
Producción del chocolate aromatizar galletas, pasteles, bebidas
o tartas heladas
Manteca de cacao
Se utiliza en la industria farmacéutica para fabricar
medicamentos
Industria de cosméticos para fabricar productos de belleza,
limpiadores de piel, mascarillas jabones
Medicinal, curar heridas , quemaduras, reuma, tos
Pulpa de cacao
Para elaborar bebidas
Bebidas con contenido de alcohol
Cáscara del fruto
Con el jugo se puede elaborar mermeladas
La cáscara para la alimentación animal
Tabla 4. Usos del cacao (Elaboración Propia Información de Botanical-online, 2009)
2.4.1 TIPOS DE CHOCOLATE
El chocolate se elabora a partir de la mezcla de los productos del cacao, considerando
la azúcar entre otros ingredientes, Los tipos de chocolate están determinados por la
cantidad y calidad del licor de cacao, manteca de cacao, azúcar, leche entre otras
materias primas que lo acompañan. (E.N.C.B. I.P.N, 2004)
De acuerdo a la elección de las materias primas se obtienen un chocolate de distintos
tipos y calidad. Esta clasificación se divide en tres categorías principales (E.N.C.B.
I.P.N, 2004)
20
 Chocolate obscuro: El cual contiene licor de cacao, cocoa, manteca de
cacao y no contiene leche o muy poca.
 Chocolate claro: Contiene licor de cacao, leche y manteca de cacao
 Chocolate blanco: Se hace a base de leche y manteca de cacao, no
contiene licor de cacao ni cocoa.
La calidad del chocolate se agrupa en extrafino, fino, medio y corriente; esta calidad
depende del origen del cacao con el que se elabora el licor y la manteca de cacao
utilizados en el chocolate (E.N.C.B. I.P.N, 2004)
2.5 NORMATIVIDAD Y ESTANDARES INTERNACIONALES
Como se sabe los estándares son útiles para tener un mismo concepto de algún
elemento ya sea de características que deba cumplir el producto, medidas, procesos
de elaboración, que en su conjunto asegure calidad en el producto, el cual se va a
comercializar. Por este motivo es importante mencionar las características que debe
de contar el cacao al ser exportado y los cuidados que se deben de tener para que se
envíe y se reciba a los países involucrados con las especificaciones previas.
 El cacao debe estar fermentado
 Que este seco completamente
 Que no tenga granos o que no huela a humos u otros olores anormales
 Que carezca de evidencias de adulteración
 Que este razonablemente de insectos vivos, granos partidos, fragmentos y
partes de cáscara
 Y que sea razonablemente uniforme en tamaño
(Botanical-online, 2009)
En las normas oficiales del CODEX (Alimentarius Commission) por la FAO La
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, FAO (Food
and Agriculture Organization por sus siglas en Inglés), y WHO, la Organización
Mundial de la salud (World Health Organization por sus siglas en inglés), desarrolló
normas y directrices de alimentos, para proteger la salud de los consumidores y
asegurar las prácticas en el comercio de alimentos, además de promover la
coordinación de todo el trabajo de normas de alimentos emprendido por
21
organizaciones internacionales gubernamentales y no gubernamentales. (CODEX
Alimentarius, 2010)
Esta norma está dirigida al chocolate y los productos del chocolate, los cuales tienen el
fin del consumo humano, el chocolate y los productos del chocolate requieren sean
preparados a partir del cacao o sus derivados del cacao, como lo es la manteca de
cacao. En esta norma se menciona el proceso adecuado de fabricación, iniciando con
las materias primas de cacao, tomando en cuenta que estas se pueden combinar con
productos lácteos, azúcares y/o edulcorantes, entre otros aditivos. (CODEX
Alimentarius, 2010)
En la elaboración de distintos productos de chocolate se pueden incluir productos
alimenticios comestibles excluyendo la harina y el almidón, con sus respectivas
excepciones la cuales también son mencionadas en dicha norma, además de grasas
animales distintas de la materia grasa de la leche. Estas adiciones están limitadas en
un 40% del peso total del producto (CODEX Alimentarius, 2010).
La norma de CODEX indica que cuando se añaden grasas vegetales distintas de la
manteca de cacao, no deberán exceder el 5% del producto terminado, con el fin de no
reducir el contenido mínimo de la manteca de cacao. La norma menciona las
proporciones de extracto seco total de cacao, para cada tipo de chocolate, como lo
son; el chocolate amargo, el chocolate semidulce, el chocolate obscuro, el chocolate
fondant, el chocolate dulce, la cobertura, el chocolate blanco, entre otros. También
menciona la información que debe contener en el etiquetado, concluyendo en este
apartado, con el relleno del chocolate, revestimiento y la determinación del contenido
de grasas vegetales distintas a la manteca de cacao. (CODEX Alimentarius, 2010).
CONCLUSIONES PARTICULARES DEL CAPITULO
El hallazgo de utilizar el cacao para elaborar chocolate se encuentra en México por los
Aztecas y probablemente por los Olmecas y Mayas 1000 A.C de acuerdo al proceso
de elaboración, se ha ido perfeccionando con los años y se ha ido modificando de
acuerdo a los gustos y necesidades de los países que han recibido esta herencia.
22
Dentro de los principales productores de cacao en México destaca Tabasco quien es
el estado que lo produce en mayores cantidades, le siguen los estados de Guerrero y
Oaxaca. Hay muchos países que importan el cacao y sus componentes, los cuales
son un mercado latente, que México puede considerar para proveer cacao y
desarrollar en mayor escala la industria del cacao.
El chocolate es utilizado para elaborar varios productos, desde el giro alimenticio hasta
el giro farmacéutico, por las propiedades curativas con las que cuenta el cacao, como
el colesterol. En la Norma Oficial Mexicana NOM-186-SSA1/SCFI-2002, Productos y
servicios. Cacao, productos y derivados. I Cacao. II Chocolate. III Derivados.
Especificaciones sanitarias. Denominación comercial especifica las buenas prácticas
que se deben seguir en la fabricación del chocolate, como lo son las materias primas,
análisis microbiológico del producto terminado, control y erradicación de fauna nociva ,
los proveedores deben de tener un comprobante de fumigación, desinfección y
limpieza del equipo utilizado y un proceso documentado que describa la elaboración
del producto.
Se debe de revisar los límites de coliformes mohos y levaduras que pueden contener
el cacao tostado, también menciona el manejo que se le debe de dar al chocolate
como indicar la leyenda de “Consérvese en un lugar fresco y seco” para perdurar su
nivel de vida
La norma está dirigida a la elaboración de productos alimenticios con el cacao;
mencionan las proporciones requeridas de cacao y sus derivados en la combinación
con otros ingredientes, además de tener los cuidados necesarios para el manejo del
cacao como su fermentación, completamente seco, entre otras condiciones que se
deben de tomar en cuenta para los productos del chocolate.
23
CAPÍTULO III FABRICACIÓN DEL CHOCOLATE Y
CONFECCION DEL TRAMPEE DE NUEZ
CAPÍTULO III
FABRICACIÓN DEL
CHOCOLATE Y CONFECCIÓN
DEL TRAMPEE DE NUEZ
3.1 TECNOLOGÍA DE LA TRANSFORMACIÓN DEL CACAO PARA LA
ELABORACIÓN DEL CHOCOLATE
Del cacao se extrae el polvo del cacao, la manteca de cacao entre otros, y estos
productos forman parte importante dentro de la elaboración del chocolate. Hay tres
principales tipos de cacao; el criollo, que es un cacao fino o de “aroma” con el que se
producen chocolates más dulces, su fruto tiene una corteza muy suave y las semillas
redondeadas y su color es blanco o violeta y ocupa el 10% de la producción mundial
entre ellos se encuentra México (Botánica, 2009).
Otro tipo de cacao es “El forastero” y se le conoce como el “caco ordinario” como tiene
poco sabor se combinan con el criollo y este tiene el 90% de la producción mundial.
Entre otras variedades se tiene al cacao Trinitario, su nombre proviene de la Isla de
Trinidad, que es de donde proviene su nombre, es más aromático que el forastero y
más resistente que el criollo. La más reciente variedad del cacao es el cacao CCN51
se obtuvo en el Ecuador y posee gran resistencia a enfermedades y sus árboles
producen 4 veces más que las variedades clásicas y los frutos contienen gran cantidad
de grasa y poca cáscara (Botánica, 2009).
24
El cacao clonal CCN51 genera un alto índice en tamaño de la semilla de cacao 1.4
gramos c/u, un porcentaje de 54% de manteca y un contenido de impurezas del
0%,hacen del cacao CCN-51 conocido como “DON HOMERO” una excelente opción
para la industria de chocolates finos o de semi-elaborados de cacao (Industrial y
Agrícola Cañas C.A.,2010). Se han desarrollado en las últimas décadas mejores
técnicas de transformación del cacao. La calidad de la manteca del cacao, el cacao en
polvo y el chocolate dependen de la capacidad de la industria para convertir el grano
de cacao en licor (Botánica, 2009).
3.2 PROCESO DEL CHOCOLATE
El proceso de obtención del chocolate se muestra en el diagrama 5; donde se
adquiere la almendra de cacao. El proceso inicia en la extracción de las habas de las
mazorcas que produce el árbol del cacao, las cuales están incluidas en la pulpa.
(Beckett, S.T.1994)
Se separa la cubierta exterior y se dejan fermentar las habas, en este proceso de
fermentación se desarrollan ciertos compuestos químicos que son los responsables
del sabor del chocolate que se producirá. Posteriormente se desecan las habas y debe
de haber un control eficiente para no generar mohos, los cuales transmiten un sabor
desagradable. (Beckett, S.T.1994)
Dentro del proceso de generación del chocolate se tienen que tener condiciones
adecuadas de transporte para trasladar las habas del país de cultivo al de fabricación,
aunque al llegar a este se limpian las habas de metales y piedras, otros materiales
extraños pueden contaminar el producto. (Beckett, S.T.1994)
Después de limpiar las habas se tuestan, lo que hace que se incremente su sabor y se
le retira la cáscara, ya que su ingreso en el proceso, estropea el sabor. Al fnalizar el
proceso de tostado de habas continuar con el proceso de molturación como se
muestra en el diagrama de flujo 6 donde se obtiene tanto el licor como el chocolate.
El chocolate obscuro consiste en una formula básica que contiene Azúcar, sólidos de
cacao, manteca de cacao, agentes antieflo-rescencia, lecitina la cual es un
emulsionante y saborizante. (Botánica, 2009)
25
3.3 ELABORACION DEL CHOCOLATE OBSCURO
PROCESO DE OBTENCIÓN DE COMPONENTES DE CHOCOLATE
FERMENTACIÓN DEL
CACAO
TUESTE DE LAS HABAS
SECADO DE LAS HABAS DE CACAO
LIMPIEZA DE LAS HABAS
TRITURACIÓN DE LAS HABAS Y ELIMINACIÓN DE LA CÁSCARA PARA OBTENER LA
ALMENDRA DE CACAO
MOLTURACIÓN PARA
OBTENER LA PASTA DE
CACAO
AMASADO CON AZUCAR*
CON O SIN LECHE EN POLVO Y GRA **
* MOLIDA O GRANULADA
** MANTECA DE CACAO Y / O LECITINA
Diagrama 5 Proceso de obtención del chocolate (Creación propia, Fuente Beckett,
S.T.1994)
26
La transformación de cacao consiste básicamente en convertir el cacao en grano, en
cacao sin cáscara, licor, manteca, torta y polvo. La fabricación de chocolate incluye la
mezcla y refinado del licor de cacao, la manteca de cacao y otros ingredientes tales
como la leche y el azúcar (UNCTAD 2004).
Diagrama 6 La transformación del cacao y la producción de chocolate UNCTAD 2004
27
3.4 TIEMPO DE VIDA Y BRILLO DEL CHOCOLATE
El tiempo de vida del chocolate o Shelf Life del chocolate es generalmente un año la
vida útil del chocolate, los ingredientes tales como nueces acortarán la vida útil del
chocolate. El chocolate que se conserve más de un año puede sufrir la pérdida de
sabor o cambios en su textura.
El cacao se considera un alimento no perecedero y debe mantener su frescura si se
almacena a temperatura ambiente en un recipiente cerrado herméticamente El
chocolate cuando se refrigera y no se ha fundido adecuadamente puede sudarse o
subir la grasa a la superficie del mismo y camba su apariencia uniforme en el brillo.
El chocolate contiene manteca de cacao una grasa vegetal que es sensible al calor y
la humedad las temperaturas superiores a los 75 °F hará que el chocolate se derrita, la
manteca de cacao puede subir a la superficie y formar una coloración grisácea
llamada flor de manteca de cacao la condensación de la leche o el chocolate
semidulce puede causar que la azúcar se disuelva y suba a la superficie como flor de
azúcar esta flor” no afecta la calidad ni el sabor del chocolate (Gourmetspot, 2010)
3.5 ATEMPERADO DEL CHOCOLATE
La Chef Angela Arzave Pstry del restaurante EOS en San Francisco explica para la
revista Exploratorium Magazine 201, un método para atemperar el chocolate,
menciona que es un método de fundir y enfriar el chocolate. Esto le da al chocolate el
brillo y el crujido que se oye cuando se rompe en pequeñas piezas el chocolate al
morderse
El atemperado no solo produce resultados deliciosos esto también nos da la
oportunidad de aprender un poco de ciencia. La temperatura juega un papel muy
importante en el proceso de hacer el chocolate. Diferentes grupos de grasas en el
chocolate, tienen diferentes puntos de fusión. El proceso de atemperado estabiliza los
cristales y las grasas del cacao fundidas en el chocolate, es decir se uniforma el
tamaño de los cristales que conforman la estructura del chocolate.
28
3.5.1 PROCESO DE ATEMPERADO DEL CHOCOLATE
Ingredientes esenciales o herramientas que se utilizan generalmente son: la cobertura
(12 onzas o más) Se utilizará un tipo especial de chocolate que se usa en pastelerías
o confiterías (con el que se cubrirá la fruta o semilla que se desee, puede ser un
chocolate semidulce de buena calidad chocolate amargo
Imagen 4 Cobertura, Fuente (Exploratorium Magazine, 2010)
Se utilizara una olla y una cacerola, esta última se utilizará como un recipiente de
metal que quepa dentro de la olla antes mencionada (baño maría) (el cuenco de metal
tienen que caber en la parte superior de la cacerola), Se cocinara con un termómetro,
los chefs recomiendan un lector instantáneo, que se pueda obtener la lectura de
temperatura por medio de sensores para obtener datos con mayor precisión que un
termómetro común.
Imagen 5 Olla y cacerola, Fuente (Exploratorium Magazine, 2010)
29
Se utilizara una espátula de goma y un tenedor para dulces, el cual hace un muy buen
trabajo aunque también se puede utilizar un tenedor normal.
Imagen 6 Espátula y tenedor Cobertura, Fuente (Exploratorium Magazine, 2010)
La losa de mármol es muy utilizada para extender el chocolate para que baje su
temperatura y ayuda en le proceso de atemperado. Se emplean ingredientes como,
frutas o semillas, entre ellas la nuez o fresas. Es importante el asegurarse de que los
ingredientes, herramientas y ambiente de trabajo estén completamente secos durante
todo el proceso, incluso una pequeña cantidad de agua harán que el buen chocolate
líquido se convierta en una masa pegajosa y desigual. También es importante que la
cocina donde se prepara el chocolate no tenga una temperatura elevada la cual debe
ser de 70 ° o menos.
El primer paso dentro del procedimiento del atemperado es llenar la olla con un tercio
de agua y colocarla en la estufa, se calienta el agua pero sin dejar que hierva,
posteriormente la barra de chocolate se corta en pequeños y similares trozos. Se pone
2/3 de la cobertura de chocolate en el tazón de acero y se coloca el recipiente en la
parte superior de la cacerola. Es importante asegurarse de que el agua toque el
recipiente directamente en el fondo del tazón.
El chocolate debe comenzar lentamente a derretirse es necesario no perturbar el
chocolate durante este proceso. Y poco a poco se moverá con una espátula de goma
hacia el final de proceso se mezclará el chocolate derretido.
30
Imagen 7 Control de temperatura, Fuente (Exploratorium Magazine, 2010)
A medida que el chocolate se derrita, se debe controlar la temperatura con el
termómetro. La temperatura de fusión del chocolate puede variar según el fabricante
pero se recomienda que no exceda los 115°F. Tan pronto como el chocolate este
derretido se retira el tazón de la cacerola, esto evitara que el agua entre dentro de la
cacerola con el chocolate derretido, el agua puede diluir el chocolate y se arruinaría el
lote.
El chocolate derretido se coloca sobre la tabla de mármol y se vigila como disminuye
la temperatura alrededor de 100°F y luego de 90°F (32.22°C). Utilizando la espátula de
goma, se mezcla el chocolate hasta que esté completamente derretido. Si el chocolate
no está completamente derretido, de lo contrario se deberá colocar el recipiente sobre
el agua caliente por unos segundos agitándolo, posteriormente se retirará del fuego.
Ahora se puede utilizar el chocolate para crear dulces mientras se tienen que
monitorear la temperatura. Si ha utilizado el chocolate obscuro deber estar entre 80 y
90 °F si ha utilizado chocolate blanco o chocolate con leche debe estar entre 85 y 86
grados (Exploratorium Magazine, 2010)
31
3.5.2 PROCESO DE ATEMPERADO DEL CHOCOLATE OBSCURO.
El chocolate obscuro consiste en una formula básica que contiene Azúcar, sólidos de
cacao, manteca de cacao, agentes antieflo-rescencia, lecitina la cual es un
emulsionante y saborizante. (Botánica, 2009)
El chocolate requiere un manejo cuidadoso para poder aprovechar al máximo sus
cualidades de brillo y sabor. El proceso de atemperado en el chocolate obscuro
aumenta la dureza original, brillo, untuosidad y resistencia ante ciertas temperaturas.
El proceso de atemperado consiste en la aplicación de oscilar la temperatura de
fundición de chocolate con el objetivo de estabilizar los cristales de la manteca de
cacao, grasa natural del chocolate y los componentes de su estructura
Lo más aconsejable es utilizar una máquina atemperadora que realice el principio
original, de baño maría, el cual también se puede realizar de manera manual. Se corta
la barra de chocolate en una superficie limpia, seca y a temperatura ambiente, para
evitar que se contamine o cambie su composición de estructura sólida.
El chocolate obscuro se derrite a baño maría, lo cual consiste, en colocar un recipiente
con una capacidad mayor al recipiente que contendrá. Se agrega agua caliente al
recipiente mayor y el recipiente menor debe estar seco y listo para recibir el chocolate
solido. Se aumenta la temperatura a 48°, para después retirar del baño maría y dejar
que baje la temperatura a 28 °, en esta temperatura se eleva nuevamente a una
temperatura entre 30° a 32 °. Este proceso debe realizarse con un método controlado,
utilizando un termómetro. (E.N.C.B. I.P.N, 2004)
Es importante considerar que mientras se lleve a cabo el proceso de atemperado, se
debe de mover constantemente el chocolate que se está derritiendo con una espátula,
para no dejar que en las paredes del recipiente se seque el chocolate y lograr que sea
homogénea la temperatura en todo el chocolate derretido.
Después de atemperar el chocolate se puede utilizar para el diseño de cualquier
chocolate. La oscilación de la temperatura depende en cierta medida del tipo de
chocolate que se esté utilizando ya sea chocolate con leche, chocolate amargo ó
32
chocolate blanco; el proceso descrito se inclina más para el proceso de atemperado
para el chocolate obscuro.
La apariencia de un atemperado realzado adecuadamente con las especificaciones
correctas de oscilación de temperatura es la siguiente
Imagen 8 Comparativo de Brillo en el chocolate obscuro. (Elaboración propia, fuente,
E.N.C.B. IPN 2010 de acuerdo a Beket S.T. 1994)
El chocolate que está a la izquierda, se elaboró con la oscilación de temperatura
según Beckett, S.T. (1994) a 48, 28 y 31° Celsius y el chocolate que está a la
derecha se realizó con una oscilación de temperaturas de 36, 28 ,32. Por lo cual se
tomará en cuenta como muy brilloso, un chocolate similar al lado izquierdo y muy
opaco como el chocolate que aparece en el lado derecho para el experimento que
muestra en el capítulo IV.
3.6 LA NUEZ COMO CENTRO PARA LA ELABORACIÓN DEL CHOCOLATE
La nuez es un fruto que se da del nogal y su origen se dio en el sur de EU y el norte
de México de acuerdo a fósiles encontrados en estas áreas, identificada como nuez
pecanera. La nuez pecanera, se da en el estado de Chihuahua donde se tienen
plantación de Nogales criollos. (Comenuez.org, 2009).
En las huertas de nogal, se encuentran diversos tipos de nuez como lo son: Western,
Shley, Bradley. Wichita, Burkett, San Saba improved, Stuart, Barton, Mahan, con
variedades de cáscara de papel, predominando las plantaciones Stuart, Western y
Bradley en el estado de Sonora. (Comenuez.org, 2009)
33
Los principales productores de nuez en México se encuentran al Norte del País y son
los
estados
de,
Chihuahua,
Coahuila,
Nuevo
León,
Sonora
y
Durango.
(Comenuez.org, 2009)
3.6.1 CENTROS DE NUEZ
Las nueces tienen una larga historia en el uso de la confitería, la razón es que de ella
proveen una buena elección natural de sabor. Un contraste de textura y una
confección de apariencia visual. El mazapán es una tradicional preparación con una
base de nuez ha sido usada por años y probablemente tuvo su origen en Persia
(Greweling, P., 2007).
Las nueces son usadas de distintas maneras: como inclusiones, cualquier centro o en
el chocolate mismo, dejándola toda o sobre el chocolate o en el centro
molienda
nueces juntas con chocolate para crear Gianduja es una tradición que es casi tan
antiguo como el chocolate mismo. Debido a su bajo contenido de humedad, los frutos
secos se pueden utilizar de diferentes maneras, como inclusiones, ya sea en centros o
en el chocolate en sí, ó en la parte superior de los centros y revestidos como
decoración en pasta para hacer rellenos o adornar el exterior de dulces para el interés
visual (Greweling, P., 2007).
La gran variedad de frutos secos que se tienen al alcance, permite versatilidad de
utilización, con su amplia gama de texturas, sabores y apariencias, proporcionando
posibilidades casi ilimitadas para la confitería. Las nueces contienen un gran
porcentaje de polyunsaturada, mono insaturadas saludables y grasas omega 3 que
hacen que sea su consumo, sea un placer libre de culpa, lo que aumenta el atractivo
para el mercado de dulces artesanales o producciones industriales (Greweling, P.,
2007).
3.7 EL TRAMPEE DE NUEZ
El trampee de nuez es un tipo de chocolate que se hace con una base de nuez
cubierta uniformemente de chocolate obscuro , haciendo que está cubierta respete la
forma original de la nuez ofreciendo un sabor balanceado entre nuez y chocolate
reflejando este ultimo su frescura y sabor en una apariencia brillante y homogénea.
34
El proceso de elaboración del trampee de nuez inicia con el atemperado antes
mencionado en el punto 3.5, 3.5.1 y 3.5.2, donde se menciona la oscilación requerida
para el chocolate obscuro el cual como se indica anteriormente varía de acuerdo al
tipo de chocolate,
Imagen 9 Trampee de nuez sin goma arábiga
Imagen 10 Trampee de nuez
El trampee de nuez es un tipo de confección de chocolate que se elabora con una
base de nuez cubierta uniformemente de chocolate en distintas capas que con la
ayuda de un bombo, ayuda a cubrir uniformemente la nuez y con el aire que se inyecta
proporciona cierto enfriamiento en el chocolate proporcionado a la nuez cada capa
para que sea nuevamente cubierta por chocolate con el fin de obtener una nuez
uniformemente cubierta de chocolate obteniendo un sabor 60% nuez 40% chocolate.
El proceso de atemperado del chocolate que se utiliza para la elaboración del trampee
de nuez ayuda a uniformizar el tamaño de los cristales del chocolate lo que lo hace
mas fuerte su estructura y su conservación es por ello que se tienen que tener un
estricto control en el proceso de atemperado ya que es un factor importante para la
obtención del brillo del mismo.
El cuidado adecuado en el manejo de la nuez asegurará un producto con mayores
posibilidades de soportar las inclemencias del clima o algún tipo de contaminación que
pudiera interactuar con la materia prima del trampee de nuez.
35
CAPÍTULO IV DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA
MEJORA DE PRODUCTOS Y PROCESOS
CAPÍTULO IV
DISEÑO DE EXPERIMENTOS
PARA MEJORAR
PRODUCTOS Y PROCESOS
4.1 CALIDAD
La calidad es un tema que se ha ido mencionando, en el paso de los años y se sigue
considerando para los negocios actuales, un ejemplo de ello es el hincapié que hace el
nieto del fundador de Procter & Gamble, William Cooper Procter, en octubre de 1887,
a sus trabajadores “El primer trabajo que tenemos es producir mercancía de calidad
que los clientes compren y sigan comprando. Si la producimos de manera eficiente y
económica, obtendremos una ganancia, que ustedes van a compartir”. (Evans R,
Lindsay W. 2005)
La aseveración que hace William Cooper se dirige muy específicamente a
productividad, costo y calidad , y estos factores son importantes para que un
comprador siga comprando, pero no solo eso en su discurso también hace hincapié en
la motivación del trabajador no solo asegurándoles que obtendrán una ganancia sino
también marcándoles, el camino haciendo que enfoquen sus esfuerzos en producir
con calidad, es decir hacer las cosas bien a la primera, de esta manera se estará
asegurando una calidad a un costo razonable. (Evans R, Lindsay W. 2005)
La calidad tiene tres niveles los cuales son el nivel de la organización, el nivel de los
procesos, el nivel del empleado y el puesto. (Evans R, Lindsay W. 2005).
36
Nivel de la organización La preocupación de la calidad para satisfacer las necesidades
del cliente como ¿Qué productos y servicios cumplen con sus expectativas?, de esta
manera se estarán estableciendo objetivos que le darán dirección y diferenciación a la
empresa. (Evans R, Lindsay W. 2005).
Nivel de los procesos, Es el análisis de las actividades y funciones que se realizan en
las áreas o departamentos con el objetivo de que sean optimizadas sin que les reste
eficiencia, como ¿Qué procesos producen, los productos o servicios más importantes
para el cliente (externo)? (Evans R, Lindsay W. 2005).
Nivel de empleado y de puesto, La calidad debe entenderse en todos los niveles
Desde la alta dirección hasta el nivel operativo y lograr la participación respectiva
como ¿Cuál es el estándar específico para cada indicador del producto o servicio de
los clientes internos y externos? (Evans R, Lindsay W. 2005).
Dentro de las filosofías de la calidad se pueden encontrar muchas similitudes entre
ellas, considerando a filósofos de la calidad a Deming, Juran y Crosby, donde, se
considera la competitividad en los mercados globales resultado de la aplicación de la
calidad, donde la responsabilidad de la calidad inicia desde la alta dirección ya que las
practicas de calidad ahorran dinero y la alta dirección constantemente protege este
factor para que la empresa sea redituable, pero también es reflejada en los
trabajadores tomando en cuenta de un cambio en la cultura organizacional y lo que
ello implica (Evans R, Lindsay W. 2005).
Existen otras filosofías de calidad que también han sido destacadas por A.V.
Feigenbaum, Karou Ishikawa quienes fueron miembros honorarios de la American
Society for Quality en 1986, además de los cuatro miembros y dos de ellos era W.
Deming, y Joseph Juran y se presenta otro pensador de la calidad quien es Genichi
Taguchi (Evans R, Lindsay W. 2005).
Deming se centró en la mejora continua y en la calidad de los productos y servicios
buscando disminuir la incertidumbre y con ello la variabilidad en los proceso de diseño
manufactura y servicio, con el liderazgo de la alta dirección. Deming establece una
guía de mejora continua el cual es llamado el circulo de Deming el cual es un ciclo
expresado en cuatro pasos, por sus siglas en inglés PDCA, Plan, Do, Check y Act,
37
que se traducen como Planificar, Hacer, Verificar y actuar. Calidad, productividad y
competitividad: la salida de la crisis, W. Edwards Deming (Evans R, Lindsay W. 2005).
Haciendo una comparación, Juran se enfoca en tres procesos los cuales le llama la
Trilogía de la calidad
1 La planeación de la calidad el proceso del cumplimiento de los objetivos de la
calidad.
2 Control de la calidad el proceso del cumplimiento de los objetivos de calidad durante
las operaciones.
3 Mejora de la calidad, el proceso de alcanzar los niveles de desempeño sin
precedentes.
Genichi Taguchi se concentra básicamente en la filosofía de Deming ya que se enfoca
en el ahorro que se genera por la disminución de la variación con respecto a límites
de especificaciones es decir la reducción de rango de permisibilidad de error en un
ajuste al reducirse se obtiene un proceso controlado y un ahorro por reducción de
reproceso. Taguchi midió la calidad como una variación del valor meta o establecido
de una especificación de diseño y luego transformo esta variación en una función de
pérdida es decir un producto fuera de rango. (Evans R, Lindsay W. 2005).
Taguchi no solo realizó estas contribuciones sino también en el diseño de producto y
es donde hace puntuales sugerencias en el diseño de experimentos para identificar las
variables significativas de diseño con el objetivo de reducir los efectos de los factores
no controlables de la variación en los productos. (Evans R, Lindsay W. 2005).
4.2 DISEÑO DE PRODUCTO
La investigación y la ingeniería van ligadas una con otra ya que ingeniería define el
ingenio aplicado en investigaciones para innovar productos, la investigación de nuevos
productos en una empresa la convierte en una empresa competitiva como lo indica
Vahan Richard Vaughn, aquellos que no avanzan con sus productos, desaparecen. Es
importante continuar mejorando el producto actual para continuar compitiendo con
éxito para futuros compradores. (Vaughn, R. 2004)
38
4.3 DESARROLLO DEL PRODUCTO
Constantemente en diversas empresas se hacen mejoras del producto desde épocas
pasadas y en empresas artesanales, se busca cierta mejora e innovación del producto,
pero no se tenía algún plan o programa para ello ya que la competencia no era tan
asidua como en esta época. Incluso con el sistema de fabricación industrial, hubo muy
pocos departamentos formales
de investigación, hasta principios del siglo XX de
acuerdo a Vaguen. (Vaughn, R. 2004)
Hasta después del siglo XX se empezaron a implementar mejoras de manera informal
de operarios a su jefe directo esto favorecía no solo al producto sino a las patentes
que se obtenían. Con este inicio empezaron a haber más laboratorios, fueron
ampliados y se instalaron otros nuevos. (Vaughn, R. 2004)
Existen dos clases de investigación la básica y la aplicada. La investigación básica
ofrece la adquisición de más conocimientos y no necesariamente que estos
conocimientos tengan a alguna aplicación. La investigación aplicada tiene como
objetivo principal la aplicación de los descubrimientos, sea un producto, sea la mejora
de un producto actual. (Vaughn, R. 2004)
El personal investigador podrá adquirir aprendizaje y experiencia con base en los
conocimientos básicos hoy para poder desarrollar la investigación aplicada para
innovación o mejora de un producto. La investigación no solo la desarrollan las
empresas sino también las instituciones educativas y los laboratorios para hacer
importantes aportaciones en el campo de la investigación en especial investigaciones
para generar conocimiento (Vaughn, R. 2004)
4.4 INGENIERÍA DEL PRODUCTO
Existen dos etapas que definen el concepto de Ingeniería de producto las cuales son
la investigación y la producción real entre ellas hay un lazo que las une de afinación de
producto y como se ha planeado la fabricación del mismo. Se tienen conocidas
formalmente como Ingeniería del producto e ingeniería de fabricación. (Vaughn, R.
2004)
39
La estandarización y la simplificación están comprendidas en la ingeniería del producto
con ello se contempla, el diseño, los dibujos, y cada uno de ellos con sus debidos
componentes. Es vital que el producto diseñado realice la función para la cual fue
creado y cumpla las características con las que fue previamente pensado. (Vaughn, R.
2004)
Al diseñar un producto como una visión más global del objetivo de ofrecer un nuevo
producto se tiene que cumplir con las expectativas del costo minimizado
de
producción. Para evitar problemas en la fabricación, con respecto a la especificación
única del producto se estará involucrando otros conceptos como fiabilidad,
mantenimiento entre otros requisitos de acuerdo al tipo de producto. (Vaughn, R.
2004)
Para la obtención de la información necesaria y para que esta sea a su vez
documentada es necesario ensayar modelos. Estos ensayos de modelos usualmente
se realizan cambios ya que un ensayo permite la mejora de la acción ya que nos
permite planear la acción a tomar. Vaughn, (2004), indica que un diseño es congelado
cuando se le pone final a las prácticas de ensayo del modelo y la configuración con la
que cuenta el modelo en el momento de ser congelado se conserva ya que se
obtienen un producto definido se puede producir.
La creación de un nuevo producto debe estar, en constante monitoreo por el área de
ingeniería del producto, aunque un contacto continuo acaba con las especificaciones y
diseño final. Este diseño va modificando las especificaciones por la optimización del
proceso de fabricación y por las sugerencias de los clientes. Previo a la trasferencia
del producto del diseño a la fabricación se define, las dimensiones, tolerancias y otros
requisitos de los componentes del producto y son consultados cuando lleguen a surgir
algún tipo de problema en la fabricación por la necesidad de cumplir con requisitos
preestablecidos. Vaughn, R. 2004
El papel de la ingeniería industrial se define como “aquella parte de la ingeniería que
debe aplicarse a todos los factores, incluyendo el factor humano, que afectan a la
producción y distribución de bienes y servicios” (Maynard, H. B. 1953). Es decir, en el
diseño de un producto además de contemplar todos y cada uno de los factores que
intervienen en la fabricación y el proceso se debe de contemplar el factor humano
40
además de considerar elementos básicos analíticos, matemáticos, y una formación
técnica aplicada.
4.5. OPTIMIZACIÓN DE PROCESO
Douglas C. Mongomery (1991) menciona que para la optimización del proceso, es
necesario identificar cuáles son las variables que influyen en la respuesta.
Posteriormente en la optimización se identifica cuales son los pasos que conducen a la
mejor respuesta posible. Un ejemplo de ello es cuando el objetivo es optimizar un
rendimiento como resultado, se buscará la región donde este el máximo rendimiento,
por otro lado, si la respuesta fuera la variabilidad en una dimensión crítica del
producto, se buscaría la región donde la variabilidad sea mínima, con estas acciones
se lograría una mejora ya sea en el producto y / o en el proceso.
4.6 DISEÑO DE EXPERIMENTOS
El diseño de experimentos puede ser usado desde una prueba simple para analizar las
causas y efectos que se presentan en algún proceso, hasta en la industria para
mejorar el producto más complejo.
De acuerdo a Gutiérrez, H. y De la Vara R., (2004) el diseño de experimentos es la
aplicación del método científico para generar conocimiento acerca de un sistema o
proceso. Actualmente se utiliza en la industria como un conjunto de técnicas
estadísticas y de ingeniería con ellas se maximiza la eficacia de los procesos
minimizando los costos. El diseño de experimentos no solo permite que un producto
contenga la calidad requerida desde la etapa del diseño del producto y del proceso
El diseñar un experimento es planear un experimento de acuerdo al problema y
objetivos a tratar para encontrar la información que se busca. Por lo cual el diseño de
un experimento es el seguimiento de pasos que se establecen en el método científico,
para obtener el resultado que se planteo en el objetivo del experimento, para obtener
un análisis valido y comprobable y asequible.
El diseño de experimentos la técnica de definir e investigar todas las condiciones
posibles en un experimento que envuelve múltiples factores como lo es el diseño de
41
experimentos. En la literatura esta técnica es también referenciada como diseño
factorial. Los conceptos de diseño de experimentos han sido usados desde el trabajo
de Fisher (Fisher, R. 1930).
El diseño experimental de acuerdo con Kalpakjian (2006), identifica los efectos de las
variables controlables (factores) de un producto o proceso, para minimizar las
variaciones en sus características y propiedades así como para ajustar finalmente el
valor medio, obtenido como resultado del experimento, a un objetivo deseado
previamente establecido. El uso del diseño experimental incluye el desarrollo del
diseño factorial, combinándolo con los arreglos ortogonales. La combinación de estas
técnicas reducen la cantidad de experimentos que se tendrían que realizar si
únicamente se utiliza un diseño factorial o multifactorial completos. Lo anterior permite
tener la visión de aplicar el diseño de experimentos en conjunto con otras disciplinas
cuyo objetivo sea el diseño de un producto, proceso o servicio. (Kalpakjian, 2006).
4.7 CLASIFICACIÓN DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Existen diversos tipos de diseño de experimentos por lo cual es necesario elegir
adecuadamente el tipo de diseño experimental para la solución que se desea obtener,
para ello se mencionan los diversos tipo de diseño de experimentos de acuerdo a su
objetivo y a su alcance.
De acuerdo a Gutiérrez, H. y De la Vara R., (2004) mencionan los siguientes puntos
1. El objetivo del experimento
2. El número de factores a controlar
3. El número de niveles que se prueban en cada factor.
4. Los efectos que interesa investigar (relación factores –respuesta)
5. El costo del experimento, tiempo y precisión deseada.
Las características de pruebas libres de distribución no paramétricos se muestran a
continuación en la Tabla 5. En la tabla se explica en qué casos se utiliza cada prueba.
Métodos no paramétricos
Prueba del signo
Características
No se toma en cuenta la magnitud de la diferencia, solo
el sentido (o dirección) de la misma. Se utiliza en
pruebas del antes y el después como el de un sistema
de unidades ensambladas de productos rediseñado
serán mas que las ensambladas con el antiguo sistema
42
Prueba de la mediana
Prueba de rangos de con signo de
Wilcoxon
Prueba Wilcoxon de suma de
rangos
Prueba de Mann – Whitney
El análisis de varianza por rangos
de Kruskal Wallis
Se usa como una metodología para afinar un coche. El
valor de a mitad de las observaciones son mayores que
el de la otra mitad. Considérese que si un valor es igual
que la mediana se elimina el análisis.
Se usa en los casos de analizar, si se perdió peso
después de un programa de ejercicios
Se analiza dos de los valores absolutos de las
diferencias, se clasifican de menor a mayor asignando el
rango de 1 a la diferencia absoluta menor. No se
requiere ningún supuesto acerca de las formas de
distribuciones. Se usa para probar la diferencia entre dos
medianas de datos recolectados como observaciones
apareadas.
Se usa para evaluar y comparar dos métodos de
instrucción para aprendices industriales. Se realiza un
conjunto combinado de las calificaciones en examen de
aprovechamiento con rangos asociados.
Para probar que de varias poblaciones tienen las
mismas medianas. Se usa para un análisis de varianzas
analizando calificaciones de exámenes utilizando tres
métodos de instrucción.
Tabla 5 Características de pruebas libres de distribución no paramétricos fuente
Douglas A, Marchal, L., y William, G., 2004
Diseño completamente al azar
1. Diseños para comparar dos
Diseño de bloques completos al azar
o más tratamientos
Diseño de cuadros latino y grecolatino
Diseños factoriales 2k
2. Diseños para estudiar el efecto
de varios factores sobre una o
Diseños factoriales 3k
Diseños factoriales fraccionados 2k –p
más variables de respuesta.
Diseños para el
3. Diseño para la
optimización de
modelos de primer
orden
Diseños factoriales 2k y 2k-p
Diseño de Plakett-Burman
Diseño simplex
procesos
Diseño para el modelo
Diseño de composición central
De segundo orden
Diseño de Box-behnken
Diseños factoriales 3 k y 3k-p
Arreglos ortogonales (diseños factoriales)
4. Diseños robustos
Diseño con arreglos interno y externo
43
Diseño simplex - reticular
5. Diseño de mezclas
Diseño simplex con centroide
Diseño con restricciones
Diseño axial
Diagrama 7 Clasificación de los diseños experimentales Gutiérrez, H. y De la Vara R., (2004)
4.8 DISEÑOS NO PARAMÉTRICOS
El objetivo de los diseños no paramétricos es determinar la relación entre diferentes
características, clasificadas como frecuencias observaciones y frecuencias esperadas.
(Marchal, 2007). Para realizar este tipo de diseño, es necesario traducir la variable de
respuesta en valores de tipo ordinal.
El análisis de varianza por rangos o prueba de Kruskal-Wallis no considera suposición
sobre las poblaciones, esto significa que, no importa el tipo de distribución que siguen
y tampoco si son o no iguales sus desviaciones estándar. Para poder aplicar este
método, es importante que no exista dependencia entre las poblaciones.
La metodología consiste en unir todas las muestras y ordenar sus valores de menor a
mayor. Posteriormente se reemplazan los valores ordenados por rangos, iniciando con
el número 1 para el valor más pequeño. Para los casos en los que el valor ordenado
tenga empates, se calcula el promedio de los rangos que por orden les corresponde y
se les asigna a todos los empates, este promedio como rango.
El estadístico de prueba, intenta comprobar la hipótesis nula de que existe igualdad
entre las variables de respuestas de las poblaciones estudiadas. La distribución
utilizada para la comparación del estadístico, es la Ji cuadrada con un nivel de
significancia α y k-1 grados de libertad, donde k es el número de poblaciones que se
están estudiando, siempre y cuando el tamaño de las muestras sean mínimo de cinco.
(Marchal, 2007). El estadístico se calcula con la siguiente expresión:
H:
2
2
2
2
12  ( R1 ) ( R2 ) ( R3 ) ( R4 ) 




  3(n  1)
n(n  1)  n1
n2
n3
n4 
Imagen 11. Fórmula de Prueba de Kruskal-Wallis. Fuente: Marchal, 2007.
44
4.9 ANÁLISIS DE VARIANZA (ANOVA)
Se utiliza análisis de varianza (ANOVA) para el diseño completamente al azar (DCA),
el nombre de (ANOVA) surge del hecho de que se utilizan cocientes de varianzas para
probar la hipótesis de igualdad de medias. La idea general de esta técnica es separar
la variación total en las partes con la que contribuye cada fuente de variación en el
experimento. En el caso del DCA se separan la variabilidad debida a los tratamientos y
la debida al error. Cuando la primera predomina “claramente” sobre la segunda es
cuando se concluye que los tratamientos tienen efecto o, las medidas son diferentes.
Cuando los tratamientos contribuyen igual o menos que el error, se concluye que las
medidas son iguales. Antes de comenzar con el análisis del DCA se introduce alguna
notación que simplifica la escritura de las expresiones involucradas en dicho análisis.
(Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
Experimento con un solo factor de varianzas ANOVA. Cuando el objetivo es analizar
más de dos tratamientos se utiliza este tipo de tratamientos para análisis del diseño,
aunque se siga utilizando un solo factor. Cuando se realiza una investigación o una
mejora sugiere analizar la situación actual para que con base a esta, sea mejorada y
posteriormente comparada con la nueva técnica para obtener una mejor alternativa y
además un conocimiento más profundo de las variables y los factores que se
involucran y como afectan al proceso o elemento a analizar (Gutiérrez, H. y De la
Vara R., 2004).
Gutiérrez, H. y De la Vara R., (2004) mencionan en su libro Análisis y diseño de
experimentos un ejemplo de este caso es la comparación de cuatro proveedores del
mismo material, con el fin de quedarnos con los dos mejores; en este caso, se toma
una muestra del material de cada proveedor y se comparan los valores de una o varias
características de calidad medidas sobre el material.
Por lo general el interés del experimentador se centra en comparar los tratamientos en
cuanto a sus medidas poblacionales, sin olvidar que también es importante
compararlos en relación a sus varianzas y su capacidad actual y futura para cumplir
con los requerimientos de calidad y productividad. Así desde el punto de vista
estadístico, la hipótesis fundamental a probar cuando se comparan varios tratamientos
es:
45
Ho: µ 1 = µ2 = … = µk = µ
HA. µ ≠ µj para algún i ≠ j, ..
Con la cual se quiere decidir si los tratamientos son iguales estadísticamente en
cuanto a sus medidas, contra la alternativa de que al menos dos de ellos son
diferentes. La estrategia natural para resolver este problema es obtener una muestra
representativa en mediciones en cada uno de los tratamientos, con base en las medias
y varianzas muestrales, construir un estadístico de prueba para decidir el resultado de
dicha comparación (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004
La ANOVA para Phillip J.R, (1989); es el propósito de desarrollar un producto o
proceso es mejorar las características de la elaboración de un producto o proceso
relacionado con las necesidades y expectativas del cliente.
El propósito de la experimentación debería ser reducir el control de la variación de un
producto o proceso subsecuentemente y las decisiones deberían de ser hechas
concernientes a cada efecto de los parámetros de un proceso o producto. (Phillip J.R,
1989)
La función de pérdida cuantifica la necesidad de los factores que influyen en el diseño,
el promedio y la variación de las características de un proceso o producto. Por ello es
ajustado el promedio y la reducción de variación los productos y procesos y las
pérdidas son minimizadas. (Phillip J.R, 1989)
Desde que la variación es un gran parte una discusión relacionada a la calidad. El
análisis de varianza ANOVA es un método estadístico usando una interpretación de
datos experimentales y tomar las decisiones necesarias. Este método fue desarrollado
por Sir Ronald Fisher en 1930s como una forma de interpretar los resultados de
experimentos en la agricultura (Phillip J.R, 1989).
ANOVA no es un método complicado y tiene matemáticas relacionadas con ello.
ANOVA es una herramienta estadística para tomar decisiones para detectar cualquier
diferencia en un resultado promedio de grupos de una misma prueba de artículos para
toma de decisiones las que se usan para un juicio de variación y la importancia que
este tiene (Phillip J.R, 1989).
46
La discusión de ANOVA empezó con un caso muy simple y se puede ir intensificando
para situaciones de mayor grado de comprensión. ANOVA puede aplicarse a algunas
situaciones experimentales muy especializadas aunque este método de análisis puede
ser usado en cualquier juego de datos que tenga alguna estructura (Phillip J.R, 1989).
Los diseños de experimentos y los análisis subsecuentes están intrínsecamente
unidos uno con otro pero la interpretación de diseño de experimentos puede llegar a
ser más fácil si el fundamento del método analítico se estipula desde el principio.
(Phillip J. R.., 1989).
4.10 FACTORES CONTROLABLES
Son variables de proceso o variables de entrada que se pueden fija en un punto o en
un nivel de operación. Algunos de éstos son los que usualmente se controlan durante
la operación normal del proceso, y se distinguen porque para cada uno de ellos existe
la manera o el mecanismo para cambiar o manipular su nivel de operación. Esto último
es lo que hace posible que se pueda experimentar con ellos .Por ejemplo, si en el
proceso se usa agua a 60°C entones debe de haber un mecanismo que permite fijar la
temperatura del agua dentro de un rango de operación. Algunos factores que
generalmente se controlan son: temperatura, tiempo de residencia, cantidad de cierto
reactivo, velocidad, presión, etc. A los factores controlables también se les llama
variables de entrada, condiciones de proceso, variables de diseño, parámetros del
proceso, o simplemente factores. (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
4.11 FACTORES NO CONTROLABLES
Factores no controlables o de ruido son variables que no se pueden controlar durante
la operación normal del proceso. Por ejemplo, algunos factores que suelen ser no
controlables son las variables ambientales (luz, humedad, temperatura, partículas,
ruido, etc.) el ánimo de los operadores, la calidad del material que se recibe del
proveedor (interno o externo) y los diversos usos que el cliente pueda dar al producto.
Un factor que ahora es no controlable puede convertirse en controlable, cuando se
detenga el mecanismo o tecnología para ello (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
47
Por lo tanto, los Factores estudiados; son las variables que se investigan en el
experimento, en cuanto a cómo influyen o afectan a la(s) variable(s) de respuesta. Los
factores estudiados pueden ser factores controlables o no controlables, donde estos
últimos sea posible y de interés controlarlos durante el experimento. Para que un
factor pueda ser estudiado es necesario que durante el experimento se haya probado
en al menos dos niveles o condiciones. (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
En principio, cualquier factor, sea controlable o no, puede tener alguna influencia en la
variable de respuesta que se refleje en su media o en su variabilidad. Para fines de un
diseño de experimentos deben seleccionarse los factores que se considera, por
conocimiento del proceso y conjeturas, que pueden tener efecto sobre la respuesta de
interés. Y parte de la problemática a superar durante el diseño es ver la manera en
que se controlará durante el experimento un factor que normalmente es no controlable.
(Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004).
Razón señal / ruido se calcula en cada combinación de los factores controlables y se
analiza como cualquier variable de respuesta. La combinación más robusta de los
niveles de los factores controlables es la que maximiza el estadístico razón señal a
ruido. La alternativa más directa y práctica, que en muchos casos da buenos
resultados, es utilizar con cualquier tipo de respuesta continua el estadístico nominal,
lo mejor es emplear el tipo II (-10 log (S2)) (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004).
4.12 DISEÑO ROBUSTO
El diseño robusto es una filosofía que es iniciada por el ingeniero japonés Genichi
Taguchi con métodos de ingeniería y calidad desde la década de los años 50. En la
industria automotriz y electrónica tuvo una importante aplicación y fue todo un éxito, es
por ello que el occidente puso atención en esta metodología y empieza a ser utilizada
por ellos. Los métodos Taguchi fueron utilizados por estados Unidos a partir de la
década de los años ochenta. (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
Taguchi ha hecho contribuciones numerosas como definiciones de calidad, control
estadístico de procesos (online quality control) diseño de experimentos para la
mejora y optimización de proceso y productos, en este último hace una aportación
48
importante a lo que el lama diseño de parámetros (Taguchi 1987). (Gutiérrez, H. y De
la Vara R., 2004)
La metodología Taguchi establece tres metas
1. Diseños robustos ( insensibles) ante el medio ambiente para productos y
procesos;
2. Diseño y desarrollo de productos de modo que sean robustos a la variación de
componentes
3. Minimización de las variaciones respecto a un valor objetivo
(Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
Las tres metas de la filosofía de Taguchi se expresan en tres etapas en el desarrollo
de un producto:
1. Diseño del sistema: el ingeniero utiliza principios científicos y de ingeniería para
determinar la configuración básica ;
2. Diseño de parámetros : se determinan los valores específicos para los
parámetros del sistema, minimizando la variabilidad aportada por las variables
de ruido;
3. Diseño de tolerancias: se determinan las mejores tolerancias para los
parámetros. (Gutiérrez, H. y De la Vara R., 2004)
Taguchi al recopilar las observaciones de W. E. Deming´s descubre que el 85% de
una calidad pobre es atribuible a los procesos de manufactura y sólo el 15% al
trabajador. (Ranjit, R.1990)
La disciplina está basada en entender las funciones de pérdida la cual está dividida en
tres etapas; diseño de sistema, diseño de parámetros y diseño de tolerancias. Cada
una de estas fases fue llamadas alguna vez la tienda de conocimiento basado en los
fundamentos de ingeniería y usados en métodos de diseño de experimentos.
(Bendell, A., Disney, J and Pridmore, W.A. 1989)
49
4.13 METODOLOGÍA TAGUCHI
La aplicación de esta metodología permite identificar rápidamente aquellas variables o
factores con mayor afectación en el resultado como variable de respuesta, mediante la
observación de los principales efectos. La metodología Taguchi propone una serie de
arreglos ortogonales que parte de un arreglo completo, el cual se va fraccionando por
la mitad, hasta obtener una serie de combinaciones de factores. Los arreglos
propuestos en esta metodología, considera de 2 a 3 niveles por cada factor y están
formulados de acuerdo con estos niveles. (Ross, P.J., 1988). El arreglo ortogonal que
L8 se muestra en la tabla 6, contemplando solamente 4 factores, tómese en cuenta
que este arreglo puede utilizarse hasta 7 factores a la vez.
Intento no.
1
2
3
4
5
6
7
8
1
1
1
1
1
2
2
2
2
Columna no.
2
3
1
1
1
1
2
2
2
2
1
2
1
2
2
1
2
1
4
1
2
1
2
1
2
1
2
Tabla 6. Arreglo ortogonal L8, 2 niveles y 4 factores. Fuente: Ross, 1988.
La ecuación pronóstico es un modelo matemático cuyo objetivo es determinar el valor
estimado de la variable de respuesta. Este modelo se basa en los promedios por nivel,
de los resultados obtenidos en cada intento del experimento, que cumplen los
siguientes tipos de estudio: entre más pequeña mejor, entre más grande mejor o
nominal es mejor. (Ross, P.J., 1988)
El valor estimado de la variable de respuesta corresponde al resultado del experimento
confirmatorio que, de acuerdo con la metodología Taguchi, se realiza con los niveles
de los factores utilizados en la ecuación. Para determinar el grado en que los factores
participan en la variable de respuesta, se realiza el análisis de la varianza de los
resultados del primer experimento. De esta forma, se observará si los factores
utilizados son los más significativos o, en su caso, si existen factores no considerados
50
en el experimento, los cuales elevan el valor del error total del experimento. (Ross,
P.J., 1988)
El diseño de experimentos ayuda a transformar un proceso o producto en robusto. Con
la identificación adecuada de la variación de factores involucrados en el proceso el
producto logra ser un producto robusto ya que se contemplan los factores tanto de
ruido como los controlables, es por ello que ninguna inclemencia afecta al proceso
siempre y cuando sea un factor que se halla contemplado previamente.
El análisis de varianza muestra el porcentaje en el que los factores son significativos
en el proceso, con este análisis es posible corregir el proceso en la corrida
confirmatoria para obtener así un proceso o producto robusto capaz de contemplar
cualquier factor identificado que afecte al proceso.
Como se muestra en el diagrama de la clasificación de diseños, para obtener un
diseño robusto se utilizan el arreglo ortogonal el cual se estará desarrollando más
adelante para obtener el análisis experimental en un arreglo ortogonal L 8, lo que
expresará 8 corridas a dos niveles es decir con dos opciones a variar, tomando en
cuantas los factores controlables que intervienen en el proceso y los factores de ruido.
El objetivo de plantear los factores es, obtener un proceso no solo robusto por
considerar los factores de ruido y buscar un beneficio al aprovecharlos de la mejor
forma sino plantear cuales son los niveles en que se tiene que desarrollar el
experimento para optimizar la variable de respuesta deseada alcanzando la mejor
calificación cualitativa o cuantitativa.
51
CAPÍTULO V APLICACIÓN DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA
AUMENTAR EL NIVEL DE VIDA Y BRILLO EN EL CHOCOLATE OBSCURO
CAPÍTULO V
APLICACIÓN DE DISEÑO DE
EXPERIMENTOS PARA
AUMENTAR EL NIVEL VIDA Y
BRILLO EN EL CHOCOLATE
OBSCURO
5.1 FACTORES EN LA ELABORACIÓN DEL TRAMPEE DE NUEZ
Existen múltiples características fundamentales del chocolate que marcan la
diferencia, en el mercado, las cuales son su sabor, textura, olor y pero su brillo y nivel
de vida como se mencionó en el capítulo II, estos son factores que merman con el
tiempo por lo cual se tienen que cuidar dentro del proceso de fabricación. La textura
debe permanecer sólida en un cuarto cerrado a una temperatura que oscila de entre
los 20 y 25 °C y al ser saboreado sea a 37°C.
El brillo hace atractivo al chocolate y su durabilidad en tiempo de frescura, representa
la robustez del producto, con base en estas premisas se aplicó diseño de
experimentos en el proceso de trampee de nuez, para aumentar el nivel de vida y brillo
en el mismo, en donde juega un papel importante el proceso de atemperado y el
cuidado y tratamiento que se le da a la semilla de la nuez que es tan usada en la
elaboración del chocolate.
52
Se analizó el proceso de fabricación utilizando la herramienta de pescado o de
Ishikawa, para analizar los principales factores que afectan al producto de trampee de
nuez, con la ayuda de una tormenta de ideas de los integrantes de una empresa
chocolatera, obteniendo los siguientes resultados representados en la imagen 8.
MEDIO
AMBIENTE
MAQUINARIA Y
EQUIPO
MATERIA
PRIMA
LIMPIEZA Y CALIDAD
DE LA NUEZ
VELOCIDAD DEL
BOMBO
TEMPERATURA
PROPORCIONES EN LA
COCOA
PARA PREPARACION
DEL CHOCOLATE
HUMEDAD
MALA PRESENTACIÓN EN EL
TRAMPEE DE NUEZ
NO SE TIENE
REPETIBILIDAD
EN EL PROCESO
CONTROL EN EL
ATEMPERAMIENTO
FALTA MANO DE OBRA
ESTANDARIZACÓN
EN EL PESO DEL
CHOCOLATE AGREGADO
FALTA CAPACITACIÓN Y
ACTUALIZACÓN
EN RECETAS Y
METODOS DE TRABAJO
MEDICIÓN
MÉTODO
MANO DE OBRA
Diagrama 8 Diagrama de Ishikawa factores que afectan a la presentación del trampee
de nuez
Como se observa en el diagrama 8, existen diversos factores que intervienen en la
presentación del trampee de nuez. Con respecto al medio ambiente, se toma en
cuenta la temperatura y la humedad ya que de ellos dependen que la cubierta de
chocolate seque de manera rápida y uniforme.
Con respecto a la maquinaria y equipo, la velocidad del bombo y el llenado del mismo
a un 80% de su capacidad, esto ayuda a que entre las nueces halla un roce más
frecuente y al ser frotadas entre ellas aumente el brillo, es importante considerar que el
llenado del bombo depende de el aumento en las ventas.
53
La materia prima, forma una parte primordial en la elaboración del trampee de nuez ya
que tanto el chocolate como la nuez deben de ser de alta calidad para obtener el
trampee de nuez deseado.
La medición y el control del atemperado de chocolate, es un proceso que no se tiene
establecido las oscilaciones de temperatura ya que se realiza con un rango amplio de
+_5 ° y la precisión en este atemperado requiere que tenga un mayor control, iniciando
por la documentación del atemperado.
La medición en la cantidad del chocolate derretido vertido en las nueces no se tiene
controlado por la variabilidad de la forma natural de las nueces y la dulzura del
chocolate que aunque la especificación no cambia, en ocasiones el sabor es más
amargo o más dulce y depende de eso agregar un poco mas de chocolate.
Dentro de la documentación de los procesos es necesario plasmar formalmente el
proceso de elaboración del trampee de nuez que aunque realizan las mismas
funciones se puede aumentar las posibilidades de mejora al documentar el proceso y
observar los puntos de oportunidad en el.
Con respecto a la mano de obra, se siguen conservando los conocimientos adquiridos
de generación en generación y la actualización de métodos podría ser un apoyo para
la mejora de los procesos.
5.2 LISTADO TÉCNICO PARA LA ELABORACIÓN DEL TRAMPEE DE NUEZ
El material que se utilizó, consta de los elementos que se nombran a continuación, los
cuales forman parte importante en la elaboración del trampee de nuez.
Dentro del listado técnico para la elaboración del trampee de nuez, se menciona tanto
las herramientas a utilizar como la materia prima, entre ellos se encuentra, bombo
giratorio el cual permite girar las nueces mientras se les rocía uniformemente el
chocolate, espátulas, paletas de nylamid el cual es muy conveniente, para evitar la
formación de bacterias, y atemperadora o en su caso dos ollas que permitan realizar la
función de baño maria. Dentro de la materia prima se encuentra el chocolate obscuro
el cual no contiene leche y tienen una gran concentración de cacao, también la azúcar,
goma arábiga la cual se utiliza para fijar el chocolate y el talco industrial.
54
Imagen 12 Cocoa en polvo, (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 13 Cacao en trozos, (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 14 Nuez trampeada (Fuente, empresa chocolatera)
55
Imagen 15 Nuez trampeada en bombo (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 16 Corte de la nuez, recubrimiento a 2mm sobre la nuez (Fuente, empresa
chocolatera)
Imagen 17 Nuez sanitizada con plata coloidal al 0.08% (Fuente, empresa chocolatera)
56
Imagen 18 Goma arábiga en polvo (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 19 Goma arábiga líquida (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 20 Talco industrial (Fuente, empresa chocolatera)
57
Imagen 21 Selección de nueces (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 22 Sanitizado de Nuez plata coloidal al 0.08%(Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 23 Sanitizado de nuez con cloro al 2% (Fuente, empresa chocolatera)
58
Imagen 24 Sanitizado nuez con cloro al 2% seca (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 25 Comparativo de nuez con cloro y con plata coloidal Sanitizado de nuez con
cloro al 2% (Fuente, empresa chocolatera)
Imagen 26 Comparativo de atemperados (Fuente, empresa chocolatera)
59
5.3 PROCESO DE ELABORACIÓN DEL TRAMPE DE NUEZ
En el siguiente cursograma analítico, se muestra el proceso actual para la elaboración
del trampee de nuez.
Cursograma análitico
Resposable
Ing. Yanet Soriano
Propues
ta
Mejora
Diagrama # 1
Hoja # 1
Actividad
Método:
Actual
Operación
Lugar:
Planta de empresa chocolatera
Transporte
Operarios
2
Espera
Fecha
Feb-10
Inspección
Actividad:
Elaboración del trampee de nuez
Almacenamiento
Distancia
Temperatura
Humedad
91% Hr
Almacén
Demora
Inspección
Operación
Tiempo
Distancia
Cantidad
Actvidad
15°
Transporte
Cubrir uniformemente la nuez con chocolate oscuro
Se sacan las nueces y el chocolate
oscuro en barra del almacén
*
Se espera a que absorban el
alcohol por 15 min.
Se corta la barra de chocolate
oscuro, en trozos pequeños
Se colocan trozos de barra de
chocolate oscuro en el recpiente
para ser atemperado
Se calienta el agua del recipiente
mayor a 60°
Se derrite el cocolate hasta llegar a
la temperatura de 40° a 45°
*
*
*
*
*
Se revisa con un
termómetro
*
Se retira del baño
mara el recipiente
menor
*
Se revisa la temperatura que este
de 26° a 30°
Se eleva la temperatura de 30° a
32°
de 30 a 32°
*
Se vierte el chocolate líquido en un
cono de plástico
*
Se le hace un corte en la punta del
cono de plástico
*
Se llevan las nueces a la maquina
de bombo
En el recipiente de
menor tamaño
*
dentro de los 40 a 45°
Se disminuye la temperatura hasta
llegar de 26° a 30°
Por apariencia y
color
*
Se seleccionan las nueces
Se rocían las nueces con alcohol
Observaciones
*
Se revisa con un
termómetro
*
Se revisa con un
termómetro
*
60
Cursograma analítico
Resposable
Ing. Yanet Soriano
Propues
ta
Mejora
Diagrama # 1
Hoja # 1
Actividad
Método:
Actual
Operación
21
Lugar:
Planta de empresa chocolatera Transporte
4
Operarios
2
Demora
3
Fecha
Feb-10
Inspección
6
Actividad:
Elaboración del trampee de nuezAlmacenamiento
Temperatura
Humedad
Se coloca un kg. de nuez
previamente seleccionada en el
bombo
*
Se pone en posición de encendido
el bombo para que empiece a girar
*
Demora
Inspecci
ón
Tiempo
Operació
n
Distancia
Cantidad
Actvidad
15°
Un total de 1.5 kg
de chocolate
derretido, cada 2
min , 50gr.
*
*
20
Se inyecta, aire por medio de un
ventilador después de cada capa de
chocolate que fue vertido
20
Se mueven las nueces con la mano
cubierta con un guante
50
*
45
mi
n
*
Se revisan que no se peguen las
20
nueces entre si
Se inspecciona la nuez que ya halla
sido cubierta por completo sin
perder su forma original 50%
chocolate 50 % nuez
*
*
Se toma una
muestra y se corta
en dos partes, se
verifica que el
grosor sea 2mm.
sobre la nuez
*
Se colocan las nueces cubiertas de
chocolate en charolas de aluminio
Se pesan las nueces cubiertas de
chocolate
Se deja en una charola perforada
para que se ventile por un día
Observaciones
*
Se vierte 10 gr. del chocolate líquido
sobre las nueces que giran dentro
del bombo
20
Se sacan las nueces cubiertas de
chocolate del bombo
91% Hr
Se conecta el
bombo y empezará
a girar a 13 rpm.
Se lleva el chocolate a la máquina
de bombo
Se espera a que se seque el
chocolate
2
Almacén
Distancia
Transpor
te
*
Nuez cubierta
2.655 kg chocolate
vertido 1.655 kg
*
*
61
Cursograma analítico
Resposable
Ing. Yanet Soriano
Propues
ta
Mejora
Diagrama # 1
Hoja # 1
Actividad
Método:
Actual
Operación
21
Lugar:
Planta de empresa chocolatera Transporte
4
Operarios
2
Demora
3
Fecha
Feb-10
Inspección
6
Actividad:
Elaboración del trampee de nuezAlmacenamiento
Humedad
Se prepara la goma arábiga
Se coloca el trampeé de nuez
dentro del bombo
Se coloca goma arábiga disuelta en
agua en una mano cubierta con
guante y se le unta al trampee de
nuez
Inspecci
ón
Tiempo
Operació
n
Distancia
Cantidad
Actvidad
15°
2
91% Hr
Almacén
Temperatura
Transpor
te
Distancia
Demora
Observaciones
Con 30 gr. de polvo
de goma arábiga y
70 de agua
*
*
20ml. Por
operación
*
Se enciende el ventilador
*
Se rocea talco industrial
*
Se deja en una charola perforada
para que se ventile
Se almacenan en bolsas para
vederse a granel
50 gr de talco
industrial
*
*
Diagrama 7 Cursograma analítico del proceso actual, (Creación propia, Fuente:
empresa Chocolatera.
5.4 METODOLOGÍA DE LA APLICACIÓN DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS EN LA
ELABORACIÓN DEL TRAMPEE DE NUEZ
Se seleccionaron los factores primordiales en la elaboración de Trampee de nuez
para obtener una mayor aceptación en el mercado de la industria chocolatera
5.4.1 INVESTIGACIÓN
•
Se Investigó distintas maneras de elaborar el trampee de nuez
•
Se seleccionó la receta más adecuada para la investigación, que ofreciera
mayor número de parámetros a modificar tanto cualitativos como cuantitativos.
•
Se seleccionaron 4 factores a modificar para realizar los diferentes
tratamientos, en un arreglo ortogonal L-8 nivel 2.
62
•
Se realizó la investigación con la observación de brillo del Trampee de nuez a 8
diferentes formas de preparar el Trampee de nuez, con profesoras expertas en
la materia de la escuela de Ciencias Biológicas del IPN, sin sesgo para obtener
64 datos en total.
•
Se sumaron los resultados, y por cada arreglo se calculó
la ecuación
pronóstico y se realizó el análisis de varianza para encontrar el factor más
significativo, en la elaboración del trampee de nuez.
•
Se realizó nuevamente observación de brillo de trampee de nuez con la receta
mejorada, encontrada por los datos de ANOVA.
•
Se comprueba la mejora, si fue significativa en la elección de factores a
combinar para la optimización de la receta en la elaboración de trampee de
nuez.
5.4.2 VARIABLES
Los 4 Factores a combinar en 2 niveles son los siguientes
Factor a variar
Nivel 1
Nivel 2
A
Tipo de
sanitizante
Cloro 2%
B
Tipo de
atemperado
Goma
arábiga
Actual
Plata
colloidal
0.08%
Propuesto
30 gr.
35 gr.
C
D
Talco
Si
No
Industrial
Tabla 7 Factores a combinar del experimento
5.4.3 PROCEDIMIENTO
Se realizan las combinaciones de acuerdo con un arreglo ortogonal L-8
63
ARREGLO L-8 CON 4 FACTORES
Factores
Tratamientos
A
B
C
D
T1
1
1
1
1
T2
1
1
1
2
T3
1
2
2
1
T4
1
2
2
2
T5
2
1
2
1
T6
2
1
2
2
T7
2
2
1
1
T8
2
2
1
2
Tabla 8 Arreglo ortogonal L-8 4 factores
5.4.4 DATOS Y OBSERVACIONES DEL NIVEL DE BRILLO
Calificaciones de acuerdo a criterio mayor es mejor de acuerdo al patrón comparativo
de nivel de brillo la imagen 4 de esta Tesis
Característica Nivel de Brillo
4
Muy brilloso
3
Brilloso
2
Opaco
1
Muy opaco
Tabla 9 Criterio de calificaciones
Las calificaciones se realizaron con respecto al atemperado que sugiere Beckett, S.T.
(1994). Se plantea la siguiente Hipótesis
Ho= El atemperado actual es el correcto para obtener un mayor nivel de brillo en el
chocolate obscuro empleado en la elaboración del trampee de nuez.
Ha = El atemperado actual no es el correcto para obtener un mayor nivel de brillo en el
chocolate obscuro empleado en la elaboración en el trampee de nuez
TRATAMIENTOS
No
1
2
3
4
5
6
7
8
A
1
1
1
1
2
2
2
2
FACTORES
B
C
1
1
1
1
2
2
2
2
1
2
1
2
2
1
2
1
D
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
1
2
3
2
2
2
3
16
2
2
2
2
4
2
2
2
4
20
CALIFICACIONES
3
4
5
6
2
1
1
2
1
1
2
2
3
3
2
3
3
4
3
4
3
2
2
3
1
2
3
2
3
2
3
3
3
4
4
3
19 19 20 22
7
1
2
3
4
2
2
3
3
20
8
1
2
3
4
3
2
2
4
21
SUMA
11
13
21
29
19
16
20
28
157
Tabla 10 Calificaciones del arreglo ortogonal L-8 para nivel de brillo
64
Arreglo 8 Nivel 2
FACTORES
B
C
1
1
1
1
1
2
1
2
2
1
2
1
2
2
2
2
TRATAMIENTOS A
1
2
3
4
5
6
7
8
D
1
1
2
2
2
2
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
SUMA
11
13
21
29
19
16
20
28
Tabla 11 Suma de calificaciones para nivel de brillo
5.4.5 DETERMINACIÓN DE RESPUESTA PROMEDIO
DETERMINACION RESPUESTA PROMEDIO
Factor
Nivel 1
A
B
C
D
18.50
14.75
18.00
17.75
Nivel PROM
EDIO
2
20.75 19.63
24.50 19.63
21.25 19.63
21.50 19.63
Tabla 12 Determinación de respuesta promedio para nivel de brillo
5.4.6 DETERMINACIÓN DE ANOVA
ANOVA
df
Fuente
A
B
C
D
Error
agrupado
Total
SS
1
1
1
1
1
ms
Razón S*
F
%
2.25
9.75
3.25
3.75
2.25
2.25
9.75 4.333
3.25 1.444
3.75 1.667
2.25
7.50 0.582
1.00 0.194
1.50 0.224
4.00 19.00
4.75 7.444
1
Tabla 13 Determinación de ANOVA para nivel de brillo
5.4.7 FACTOR DE RUIDO PARA EL CHOCOLATE OBSCURO
Los factores de control se encuentran descritos en la tabla 7 de este capítulo y los
factores de ruido se describen a continuación
K: Humedad 1= 91%Hr y 2= 75%Hr
L: Temperatura 15° C y 19°
M 2 1 1 2
L 1 1 2 2
K 1 2 1 2
M: Calidad del chocolate - % cacao +% cacao
65
A
B
C D
1
2
3
4 X
S
s2
.-10log10 (S2)
T1
1
1 1
1
10
20
20
10
15.000
5.774
33.333
-15.229
T2
1
1 1
2
10
20
10
10
12.500
5.000
25.000
-13.979
T3
1
2 2
1
20
20
30
30
25.000
5.774
33.333
-15.229
T4
1
2 2
2
30
40
30
40
35.000
5.774
33.333
-15.229
T5
2
1 2
1
20
20
30
20
22.500
5.000
25.000
-13.979
T6
2
1 2
2
20
20
10
20
17.500
5.000
25.000
-13.979
T7
2
2 1
1
20
20
30
20
22.500
5.000
25.000
-13.979
T8
2
2 1 2 30 40 30 40
35.000 5.774
33.333
Tabla 14 Factor de ruido para el chocolate obscuro (Creación propia)
-15.229
A
B
C
D
-14.29
-14.60
-14.91
1
2
1
2
1
2
1
Gráfica 2 Efectos para la variable señal/ruido (S/R), Brillo del chocolate obscuro
(Creación propia)
2
La solución propuesta es A=2, B = 1, C= $, D= $
Imagen 27. Tratamiento 1 del Trampee de nuez (Elaboración propia, fuente empresa
chocolatera)
66
 Tipo de sanitizante:
Cloro al 2%
 Tipo de atemperado: Proceso actual
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 lt.
 Talco Industrial:
Si contiene
chocolatera)
Cloro al 2%
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 lt.
No contiene
chocolatera)
67
Cloro al 2%
 Tipo de atemperado: Proceso propuesto
 Goma arábiga:
35 gr. en 1 lt.
Si contiene
chocolatera)
Cloro al 2%
 Goma arábiga:
35 gr. en 1 lt.
No contiene
chocolatera)
68
Plata coloidal al 0.08%
 Goma arábiga:
35 gr. en 1 lt.
Si contiene
chocolatera)
 Goma arábiga:
35 gr. en 1 lt.
No contiene
chocolatera)
69
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 lt.
Si contiene
chocolatera)
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 lt.
No contiene
5.5.1 DATOS Y OBSERVACIONES PARA PRUEBA DEL NIVEL DE VIDA
Se plantea la Hipótesis
Ho= El tipo de sanitizante actual es el correcto para obtener un mayor nivel de vida en
el chocolate obscuro y la nuez empleados en la elaboración del trampee de nuez.
Ha = El tipo de sanitizante actual no es el correcto para obtener un mayor nivel de vida
en el chocolate obscuro y la nuez empleados en la elaboración del trampee de nuez.
70
TRATAMIENTOS
No
1
2
3
4
5
6
7
8
A
1
1
1
1
2
2
2
2
FACTORES
B
C
D
1
1
1
1
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
1
2
2
2
1
1
2
1
2
1
4
4
3
3
4
4
4
4
30
2
4
3
3
3
3
3
3
4
26
CALIFICACIONES
3
4
5
6
3
2
3
3
4
1
4
4
4
4
3
4
4
4
4
4
4
3
3
2
3
4
4
4
3
3
4
4
4
4
4
4
29
25
29
29
7
4
4
4
4
4
3
4
3
30
8 SUMA
3
26
4
28
3
28
4
30
4
27
4
29
3
28
4
31
29 227
Tabla 15 Calificaciones del arreglo L-8 para el nivel de vida
5.5.2 Variables para nivel de vida
FACTORES
TRATAMIENTOS
1
2
3
4
5
6
7
8
A
1
1
1
1
2
2
2
2
B
1
1
2
2
1
1
2
2
C
1
1
2
2
2
2
1
1
D
1
2
1
2
1
2
1
2
SUMA
26
28
28
30
27
29
28
31
Tabla 16 Suma de calificaciones para nivel de vida
5.5.3 DETERMINACIÓN DE RESPUESTA PROMEDIO PARA PRUEBA DE
NIVELD E VIDA
DETERMINACION RESPUESTA PROMEDIO
Factor
A
B
C
D
Nivel 1
28.00
27.50
28.25
27.25
Nivel PROM
EDIO
2
28.75 28.38
29.25 28.38
28.50 28.38
29.50 28.38
Tabla 17 Determinación de respuesta promedio para nivel de vida
5.5.4 ANOVA PARA PRUEBA DE NIVEL DE VIDA
71
Fuente
A
B
C
D
Error
agrupado
Total
df
SS
ms
1
1
1
1
1
0.75
1.75
0.25
2.25
0.75
0.75
1.75
0.25
2.25
0.75
4.00
5.00
1.25
Razón
F
1
2.333
0.333
3
S*
%
0.00
1.00
-0.50
1.50
0.15
0.35
0.05
0.45
6.667
1.00
Tabla 18 Determinación de ANOVA para nivel de vida
5.5.5 FACTORES DE RUIDO
Los factores de control se encuentran descritos en la tabla 18 de este capitulo y los
factores de ruido se describen a continuación
K: Humedad 1= 91%Hr y 2=
75%Hr
L: Temperatura 15° C y 19°
M: Calidad en la nuez - buen
manejo 2 mal manejo
A
B
M 2 1 1 2
L 1 1 2 2
K 1 2 1 2
C D
1
2
3
4 X
S
s2
.-10log10 (S2)
T1
1
1 1
1
40
40
30
20
32.500
9.574
91.667
-19.622
T2
1
1 1
2
40
30
40
10
30.000 14.142
200.000
-23.010
T3
1
2 2
1
30
30
40
40
35.000
5.774
33.333
-15.229
T4
1
2 2
2
30
30
40
40
35.000
5.774
33.333
-15.229
T5
2
1 2
1
40
30
40
30
35.000
5.774
33.333
-15.229
T6
2
1 2
2
40
30
30
40
35.000
5.774
33.333
-15.229
T7
2
2 1
1
40
30
30
30
32.500
5.000
25.000
-13.979
T8
2
2 1
2 40 40 40
Tabla 19 Factor de ruido para el nivel de vida
A
B
-14.60
30
37.500
5.000
25.000
-13.979
C
D
-16.43
-18.27
1
2
1
2
1
2
1
2
Gráfica 3 Efectos para la variable señal/ruido (S/R), nivel de vida (Creación propia)
La solución propuesta es A=2, B=2, C=2, D=$
72
5.6. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO
En la prueba del nivel de vida se observa que hasta los 54 días el trampee de nuez
permanece fresco, tomándose en cuenta que frescura es la ausencia del desarrollo de
la carga bacteriana, que contienen la nuez de manera natural.
A partir del día 55 se notó que la semilla venía contaminada con larva de insecto, el
cual no pudo eliminarse por el tratamiento que se le dio, ya que el resto de 64 pruebas
no se vio afectado por la aparición de algún objeto extraño ajeno a la naturaleza de la
nuez y el chocolate. El trampee de nuez que presentó el elemento extraño es el
tratamiento 2 número 4 con las siguientes especificaciones de variación de factores:
Cloro al 2%
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 Lt.
No contiene
Por lo cual además de ser un tipo de sanitizante con alto poder antibacterial, como lo
es el cloro al 2%, si se modifica este factor por un sanitizante con mayor potencia,
afectaría al ser humano. Al analizar el resto de las pruebas ninguna tiene desarrollada
la carga bacteriana es por ello que se procedió a realizar el experimento con el
proceso mejorado.
5.7 TRAMPE DE NUEZ MEJORADO EN NIVEL DE VIDA Y BRILLO
Se realizó nuevamente el experimento con los factores significativos identificados
encontrándose la siguiente combinación de factores.
73
Imagen 35 Tratamiento Final del Trampee de nuez mejorado (Elaboración propia,
fuente empresa chocolatera)
 Tipo de sanitizante: Plata coloidal 0.08%
 Goma arábiga:
30 gr. en 1 Lt.
Si contiene
5.8 CORRIDA CONFIRMATORIA PARA EL ANÁLISIS DE BRILLO DEL
TRAMPEE DE NUEZ
Para el análisis de brillo, se utilizó el cuadro comparativo de la Imagen 8 y con el
principio de mayor es mejor, con el criterio de 4 a 1. A continuación se presentan las
calificaciones obtenidas para el proceso mejorado en la tabla 20.
Numero de
Calificación
Experimento
1
4
2
4
3
3
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
Suma Tot
31
Tabla 20 Calificaciones de nivel de brillo del proceso mejorado
74
5.9 CORRIDA CONFIRMATORIA PARA EL ANÁLISIS DEL NIVEL DE VIDA
DEL TRAMPEE DE NUEZ
Para el análisis del nivel de vida promedio, se utilizó el mismo cuadro comparativo de
la imagen 8 y con el principio de mayor es mejor, con el criterio de 4 a 1. A
continuación se presentan las calificaciones obtenidas para el proceso mejorado en la
tabla 21.
Numero de
Calificación
Experimento
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
Suma Tot
32
Tabla 21 Calificaciones de nivel de vida del proceso mejorado
El análisis en la corrida confirmatoria se observa el trampee de nuez se registra
sin presencia de alguna bacteria o alguna larva que pudiese afectar el nivel de
vida del trampee de nuez.
75
Imagen 36 Corrida confirmatoria del trampee de nuez (Creación propia)
NO.
TRATAMIENTO
NIVEL
IMAGEN
OBSERVACIONES
DE
VIDA
1
66 días
Excelente sabor
brillo
2
71 días
Muy Buen sabor a
brillo
76
3
76 días
Buen sabor y brillo
4
81 días
Regular sabor y
brillo
5
86 días
Sabor a rancio sigue
conservando el brillo
6
91 días
Sabor a rancio y brillo
regular
7
96 días
regular
77
8
101 días
regular
Tabla 22 Registro de corrida confirmatoria de nivel de vida y brillo (Elaboración propia)
5.10 RESULTADOS FINALES Y CONCLUSIONES
Los factores significativos encontrados para el aumento de brillo en el chocolate son la
oscilación de la temperatura; partiendo a temperatura ambiente para aumentarse a 48°
se retira del baño maría para disminuir la temperatura a 28° y volver a incrementar la
temperatura ahora a 32° y otro de los elementos es la goma arábiga, lo cuales dieron
un resultado positivo al variar sus características, en la apariencia de brillo en el
trampee de nuez.
Con respecto al nivel de vida del trampee de nuez, el factor significativos fue el tipo de
sanitizante utilizado, el cual hace le proceso robusto, utilizando plata coloidal al 0.08%
la cual además de
desinfectar de manera
efectiva la nuez no le
restar olor al
chocolate como lo hace el cloro aunque actualmente no se tiene ninguna restricción
por el uso de plata coloidal y en el producto especifica que la ingesta prolongada no
causa daños además de ser recomendado por la profesoras encargadas de planta
piloto de la ENCB y se podría dejar para estudios posteriores para dar seguimiento a
de una nueva investigación del uso de la plata coloidal en alimentos.
Se observa en la corrida confirmatoria que se obtuvo un excelente aumento en el nivel
de vida, a causa del tratamiento que se le realizo a las nueces antes de ser
trampeadas creciendo de 45 días a 76 lo cual representa un 40% de mejora en el nivel
de vida con ello se aumentará el tiempo en anaquel y mayor oportunidad de ser
vendido.
78
CONCLUSIONES
En el análisis realizado de la experimentación, se concluye que los factores que
intervienen en un mayor porcentaje con el nivel de brillo y nivel de vida, son, el tipo de
atemperado y la el tipo de sanitizante utilizado, estos resultados se vieron reflejados
en la tabla de ANOVA, que indica el porcentaje de significancia en los factores, los
cuales indican que la hipótesis alternativa se aprueba ya que efectivamente el tipo de
atemperado si influye en el nivel de brillo y el tipo de sanitizante de igual forma.
La obtención de los datos fue significativamente importante ya que se tenía un nivel de
vida promedio de 45 días utilizando alcohol de caña a 96°, al cambiar el factor de tipo
de sanitizante a plata coloidal al 0.08% aumento a 76 días, el cual despeja la carga
bacteriana de la nuez y con esto se asegura que el nivel de vida promedio sea de 31
días más, que lo que se tenía anteriormente con la aplicación de alcohol lo que
representa un 40 % en el aumento del nivel de vida del trampee de nuez como tipo de
confección de chocolate cumpliéndose con ello el objetivo propuesto inicialmente.
El diseño de experimentos no solo permite un optimo resultado de combinación de
factores, sino también, permite sustentar una mejora repetible considerando las
mismas condiciones en que se elabora el experimento, con esto se logra solidificar el
desarrollo del conocimiento. El diseño de experimentos informa si los factores que se
utilizaron son significativos en su totalidad o no y además si faltan factores por
contemplarse.
El proceso de atemperado propuesto asegura un mejor brillo en la elaboración del
trampee de nuez y la proporción de 30gr de goma arábiga en un litro de agua,
logrando un aumento de brillo de poco a muy brilloso, con base en las indicaciones
que recomienda (Beket S.T. 1994) el cual es utilizado en el taller de Ciencias
Biológicas a cargo de las profesoras M en C Laura Esther Olguín Martínez, y M en C
Alicia Myreya Ramírez Schoettlin donde se indicó que fue la mejor proporción utilizada
para aumentar el brillo en el trampee de nuez, sin mencionar que al aumentar el nivel
promedio de vida y brillo se estará asegurando un aumento en la probabilidad de que
79
mayor cantidad del trampee de nuez sea vendido incorporándose un 30% en las
ventas totales que se tienen actualmente.
SUGERENCIAS
Con el fin de tener un mayor control en el consumo fresco del trampee de nuez
propone una etiqueta que especifique la caducidad, y tenga las indicaciones previas,
como lo son, del día de elaboración del lote, la fecha máxima para consumirse, y los
cuidados necesarios para conservar su brillo y frescura para que estos sean
contemplados por el distribuidor. Se sugiere evaluación o posible cambio de proveedor
que asegure la calidad y el buen manejo en la conservación de la nuez.
Dentro de las sugerencias se recomienda establecer un lugar con control de
temperatura y humedad que le permita un desarrollo en el proceso óptimo y con un
mayor control.
Para el caso de no poder utilizar el quipo se recomienda implementar pequeñas bolas
o esferas que realicen la simulación de nuez donde estas mismas contribuyan al brillo
del choque en la máquina del bombo,
80
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84

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