Tema 19. Inmunología y el sistema inmunitario 2024
Gaseosa
1. ‘‘Año de la promoción de la industria responsable y del compromiso climático’’
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
DEL GAS NATURAL Y ENERGIA
ELABORACIÓN DE BEBIDAS GASIFICADAS
SABOR A LIMON
CATEDRA: Estadística y diseño experimental
CATEDRATICO: Dr. Sc. Abraham Palacios Velásquez
ALUMNOS: Aguilar Alania Frein Llim Ezalmir
Mandujana Galarza Orlando
HUANCAYO-PERÚ
2014
2. INTRODUCCIÓN
En la actualidad las empresas dedicadas a la elaboración y comercialización
de bebidas seguras y de calidad, van innovando constantemente sus
procesos y sistemas de control, en la medida que avanza la tecnología.
Incrementando el nivel de calidad de sus productos.
Las bebidas carbonatadas o gaseosas son una consecuencia de los ensayos
para producir aguas efervescentes semejantes a las de las fuentes naturales.
Al cabo de algún tiempo se les agregaron saborizantes, y de ahí nacieron las
diversas aguas y bebidas gaseosas, que son esencialmente agua cargada con
dióxido de carbono a la que se ha añadido azúcar y algún ácido , una materia
colorante y un agente de sabor. Para que se conserve el gas, se envasa la
bebida gaseosa en recipiente herméticamente cerrado.
3. RESUMEN
La elaboración de bebidas gasificadas de calidad uniformemente alta, en la
actualidad, requiere de un amplio conocimiento y la aplicación estricta de los
principios básicos de su manufactura. El gusto, la apariencia, el olor y el sabor son
las características mediante las cuales los consumidores juzgan la calidad de las
bebidas. En el presente informe se describe los principales procesos, pruebas de
elaboración y con dos replicas e hicimos en total 4 corridas con 8 muestras de
bebidas gasificadas; como son: Tratamiento de agua, Elaboración de jarabe y
Embotellado.
En nuestro experimento sobre la gaseosa , se usó un experimento factorial completo
que es un experimento cuyo diseño consta de dos o más factores, pero en nuestro
caso usaremos solo dos ,cada uno de los cuales con distintos valores o "niveles", y
cuyas unidades experimentales cubren todas las posibles combinaciones de esos
niveles en todo los factores. Este tipo de experimentos permiten el estudio del
efecto de cada factor sobre la variable respuesta, así como el efecto de las
interacciones entre factores sobre la dicha variable.
Nuestro experimento con dos factores y dos niveles en cada factor, tiene en total
cuatro combinaciones de tratamiento, y se le denominaría diseño factorial de 2×2.
4. MARCO TEORICO
concepto de gaseosa
La gaseosa (también llamada refresco, bebida carbonatada, soda o cola,
dependiendo del país) es una bebida saborizada, efervescente (carbonatada) y
sin alcohol. Estas bebidas suelen consumirse frías, para ser más refrescantes y
para evitar la pérdida de dióxido de carbono, que le otorga la efervescencia. Se
ofrecen diversos sabores de gaseosas, entre otros cola, naranja, lima limón, uva,
cereza y ponche.
El agua con dióxido de carbono produce un equilibrio químico con el ácido
carbónico:
𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑂2 → 𝐻2 𝐶𝑂3
𝐻2 𝐶𝑂3 → 𝐻+
+ 𝐻𝐶𝑂3
𝐻𝐶𝑂3 → 𝐻+
+ 𝐶𝑂3
=
5. HISTORIA DE LA GASEOSA
Comienza la fabricación de bebidas carbonatadas en Nueva York en 1832, cuando John
Matthews inventa un aparato para mezclar agua con dióxido de carbono, y además
agregarle sabor.
De la popularidad de la bebida nacen negocios que mezclan el agua carbonatada con
sabores a elección, llamadas fuentes de soda. Sabores como naranja, limón o uva eran muy
demandados. En aquella época la gaseosa también se vendía en farmacias como remedio
para curar diversos males.
La gaseosa más antigua que aún se comercializa en el continente americano es la
colombiana Kola Roman (1865), seguida de la ecuatoriana Fioravanti (1878), después le sigue
la mexicana Toni-Col (originalmente conocida como Tony-Co) producida desde 1887.
En 1885, W.B. Morrison, un farmacéutico propietario de "Old Corner Drug Store" en Waco,
Texas, desarrolló un distinguido sabor en su fuente de soda. Su nombre: Dr Pepper, la más
antigua gaseosa que aún se vende en Estados Unidos. Casi por la misma época (1886), otro
farmacéutico, llamado John S. Pemberton, experimenta con hierbas y especies como nuez de
kola africana y la hoja de coca en la ciudad de Atlanta. El resultado, una bebida que bautizó
como Coca-Cola. Pemberton muere sólo un año y medio después de haber introducido al
mercado el nuevo producto. En 1898, un farmacéutico de Carolina del Norte, Caleb Bradham,
busca un tónico para el dolor de cabeza a la que le agrega pepsina. En 1903, registró la
marca de esta bebida como "Pepsi".
6. COMPOSICIÓN DE LA GASEOSA
Normalmente, las gaseosas contienen agua, azúcar, edulcorantes artificiales, ácidos
(fosfórico, cítrico, málico, tartárico), cafeína, colorantes, saborizantes, dióxido de
carbono, conservantes y sodio
A continuación describiremos los componentes más importantes de las gaseosas y sus
efectos individualmente:
Agua: el agua es el mayor ingrediente y representa el 90% o más de las bebidas
gaseosas. Típicamente utilizan agua destilada o filtrada por osmosis inversa o nano
filtración, por tanto prácticamente se elimina su contenido de minerales.
Azúcar: las gaseosas contienen gran cantidad de azúcar refinada. Una lata de 325 ml de
bebida no dietética, contiene alrededor de 33 gramos de azúcar (carbohidratos de
absorción rápida), el equivalente a 11 cucharitas de té. Azúcar refinada se refiere al
azúcar blanca (sucrosa) o al almíbar de maíz con alta fructosa. La alta ingesta de azúcar
produce problemas dentales y aumenta el riesgo de sufrir de diabetes, cardiopatías,
obesidad, sobrepeso y osteoporosis entre otras enfermedades.
7. Edulcorantes artificiales: las bebidas gaseosas dietéticas o de calorías reducidas
contienen edulcorantes artificiales de bajas calorías. Entre ellos se destaca el
aspartamo, acesulfamo-k y la sacarina.
Sacarina (Sweet'N Low/Sugar-Twin): es un edulcorante no nutritivo que es 300 veces
más dulce que el azúcar. Al igual que el acesulfamo, estudios en animales de
experimentación han demostrado que superando ciertas dosis diarias este puede ser
causa cáncer.
Ácidos: la mayoría de las bebidas gaseosas contienen ácidos: cítrico, fosfórico, málico y
tartárico. Estos ácidos proporcionan esa sensación refrescante y al mismo tiempo
preserva la calidad y el dulzor de la bebida. El pH promedio de las bebidas gaseosas es
de 2.4.
Dióxido de carbono: responsable de las burbujas de la gaseosa, el dióxido de carbono
se introduce al agua bajo presión. A medida que se agrega más dióxido de carbono,
disminuye el pH, otorgando más acidez a la gaseosa y por lo tanto resulta más
burbujeante. También se lo considera un conservante ya que genera un medio ácido
que previene el crecimiento de microorganismos.
8. Conservantes: son sustancias que preservan el gusto y el sabor y conservan la bebida por más
tiempo, inhibiendo o deteniendo el crecimiento de microorganismo como hongos y bacterias.
El exceso de preservativos puede causar asma, erupciones en la piel e hiperactividad.
Los conservantes más usados son:
Benzoato de sodio (E211): es muy efectivo contra el crecimiento de levaduras y bacterias. Es
difícil de disolver y tiene tendencia a precipitar en ácido benzoico. Bajo ciertas condiciones,
reacciona con la vitamina C formando benceno, altamente tóxico para nuestro organismo por
ser cancerígeno.
Sorbato de potasio (E202): es menos efectivo que el benzoato de sodio ante ciertas bacterias.
Es más efectivo en un medio menos ácido comparado al benzoato de sodio. Es muy costoso y
puede suprimir el sabor de la bebida. Se usa mayormente en bebidas a base de té.
Saborizantes: presentes en todas las bebidas gaseosas. Se obtienen de fuentes naturales o
artificiales. Se usan para proporcionar un aspecto más amplio de sabores.
9. HIPOTESIS DE INVESTIGACIÓN
Hipótesis general:
Ho: La cantidad de ácido cítrico y la cantidad de citrato influyen sobre el pH en el proceso de gasificación en la
elaboración de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP.
Hi: La cantidad de ácido cítrico y la cantidad de citrato al menos uno no influyen en mayor proporción sobre el pH
en el proceso de gasificación en la elaboración de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP.
Hipótesis específicas:
Ho: La cantidad de ácido cítrico permite conocer la variación de pH en el proceso de gasificación en la elaboración
de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP .
Hi: La cantidad de citrato permite conocer la regulación de pH en el proceso de gasificación en la elaboración de
gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP.
10. Objetivo general:
• Determinar la influencia de la cantidad de ácido cítrico y la cantidad de citrato sobre
el pH en el proceso de gasificación en la elaboración de gaseosa en el laboratorio
de tecnología de la FIQ-UNCP.
Objetivos específicos:
• Analizar la influencia de la cantidad de ácido cítrico sobre el pH en el proceso de
gasificación en la elaboración de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-
UNCP.
• Conocer la influencia de la cantidad de citrato sobre el pH en el proceso de
gasificación en la elaboración de la bebida gasificado en el laboratorio de tecnología de
la FIQ-UNCP.
OBJETIVOS
11. Problema general:
• ¿Cómo influye la cantidad de ácido cítrico y la cantidad de citrato sobre el pH en el proceso de
gasificación en la elaboración de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP?
Problemas específicos:
• ¿Cómo influye la cantidad de ácido cítrico sobre el pH en el proceso de gasificación en la
elaboración de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP?
• ¿Cómo influye la cantidad de citrato sobre el pH en el proceso de gasificación en la elaboración
de gaseosa en el laboratorio de tecnología de la FIQ-UNCP?
FORMULACION DE PROBLEMAS
12. En la elaboración de bebidas carbonatas, el ácido cítrico le da la acides a la gaseosa y el citrato lo
regula la acides adecuada a la bebida para que sean aceptadas en el mercado. Cada uno cuando se
emplea se rige debido a los parámetros.
Por esa razón las concentraciones del ácido cítrico y el citrato deben ser estudiadas de manera
detallada para evitar malos resultados.
JUSTIFICACIÓN
14. Sorbato
Citrato
Azúcar
Ácido cítrico
Esencia de limón
CO2
agua blanda
Benzoato
Proceso
Cantidad de
gaseosa de limón
Sabor
Dulzura
PH
Factores controlables
Presión en la
maquina
embotellado
tiempo de
elaboración
Factores no controlables
Humedad
Presión atmosférica
Temperatura del
ambiente
Variables Producto con:
VARIABLES DE UN PROCESO AL DISEÑAR UN EXPERIMENTO
25. PROCEDIMIENTO DE LA ELABORACION DE GASEOSA
Para nuestra primera corrida utilizamos con forme al cuadro de datos del docente que nos dirigió en
nuestro caso el grupo decidimos hacer la gaseosa con sabor a limón explicare por pasos:
Medimos el agua utilizando los materiales correspondientes y exactos para así poder obtener nuestras
variables constantes y no constantes luego precedemos a mezclar el azúcar blanca moviendo
constante mente con la varilla hasta que esté bien disuelto con ayuda de la cocinilla luego en la cuba
de agua procedemos a enfriarlo para luego poder mesclar los demás insumos.
Pesamos los demás insumos conforme a la tabla ya mencionado utilizando la balanza bien calibrada
para así no tener problemas con nuestros experimento.
Procedemos a mesclar el ácido cítrico con 10ml de agua tratada, luego el citrato también con 10 ml,
sorbato con 10ml, benzoato con 10 ml y finalmente echamos la esencia de limón en ese orden y
constante movimiento con la varilla realzamos nuestra mezcla.
Medimos la cantidad de jarabe que seba a mezclar con el agua carbonatada para luego echar en la
botella ya antes lavada con agua tratada para no tener inconvenientes con los resultados.
26. Final mente llenamos las 10 botellas con sus respectivos jarabes lo tapamos y dejamos un momento en
reposo des pues de un tiempo pasamos a medir su pH para ello agarramos 4 botellas en este caso 4
muestras al azar para así poder hacer nuestros cálculos y poder llegar al pH de la gaseosa patrón que en
este caso hemos elegido.
Para nuestra segunda corrida utilizamos todos los factores en este caso ya notamos que van a ver dos
factores que no son constantes el primero será el ácido cítrico y el segundo será el citrato ya que el ácido
cítrico aumenta la acides y el citrato regula la acides entonces decidimos realizar la siguiente corrida.
Para esta corrida es el mismo procedimiento que se usa en la primera corrida pero con la diferencia que en
esta vez de echar 6 gramos de ácido cítrico echaremos 7 gramos.
Para nuestra tercera corrida utilizamos todos los factores para esta corrida es el mismo procedimiento que
se usa en la primera corrida pero con la diferencia que en esta vez en vez de echar 1 gramo de citrato
echaremos 1.5 gramos de citrato.
Para nuestra 4 y última corrida realizaremos los pasos de la primera corrida pero con la condición que esta
bes si vamos a variar los dos factores juntos que serán 7 gramos de ácido cítrico y 1.5 gramos de citrato.
27. ETIQUETADO DE LA GASEOSA
FROZENCOOLSABORLIMONCONTENID
NETO:500ml
ECONOMIZARENERGIAYRECICLAR
MATERIALES
ESPRESERVARELMEDIOAMBIENTE
CONSERVARY
ALMACENARBAJOSOMBRAENUN
LOCALLIMPIOY
SECOAIREADOYSINOLORES–NO
CONGELAR
EVITARGOLPESYCAIDAS,
INGREDIENTES:
AGUACARBONATADA,AZUCARBLANCA,
ACIDO
CITRICO,CITRATO,ESENCIADELIMON,
BENZOATO
DESODIO,SORBATO
500 ml 500 ml
Como su nombre indica es una etiqueta que se coloca en la parte opuesta de la botella a la etiqueta principal. Suele
contener información sobre la gaseosa, preferencias sobre su consumo, notas de cata, etc.
Contiene: lugar de elaboración, quienes lo elaboraron, algunos aditivos que contiene, algunas recomendaciones, el código
de barras,
Y la recomendación que toda bebida alcohólica debe contener.
Logotipo
Nombre comercial
Cantidad
Código de Barra
Información nutricional
Contenido de la gaseosa
28. MÉTODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
En este Experimento se va a utilizar el DISEÑO FACTORIAL 2K :
Cuando el objetivo es medir cómo influyen k factores en un proceso y descubrir si interaccionan entre ellos, el
diseño factorial completo 2k es la estrategia experimental óptima. Este diseño permite explorar una zona escogida
del dominio experimental y encontrar una dirección prometedora para la optimización posterior como por ejemplo
un diseño factorial 22 para estudiar como un cambio de temperatura o de tiempo de reacción afectaba al rendimiento
de una reacción.
El ejemplo permitió introducir los conceptos de efecto principal y de interacción entre factores. Hoy
profundizaremos en el uso de los diseños 2k. Veremos cómo construirlos y cómo calcular e interpretar los efectos y
las interacciones cuando se estudian dos factores a dos niveles. Estas herramientas ya son generales y se pueden
aplicar a cualquier número de factores.
Se emplea la siguiente metodología:
29. 1. Identificar los factores que pueden influir en la variable respuesta y proponer un Modelo.
2. Realizar el experimento, tomando las observaciones necesarias.
3. Estimar los parámetros del modelo.
4. Contrastar si los factores influyen en la respuesta.
5. Si los factores influyen en la respuesta, detectar dónde radican las diferencias.
6. Si algún factor no influye, simplificar el modelo y repetir los pasos anteriores
7. Realizar la diagnosis del modelo mediante el análisis de los residuos. Un diseño factorial es aquél en el que se
investigan todas las posibles combinaciones de los niveles de los factores en cada ensayo completo. En este caso se
dicen que están cruzados, apareciendo el concepto de interacción.
31. PARTE EXPERIMENTAL
Niveles de las variables:
Tabla N°1: variables independientes
Variables Cantidad
Acido Cítrico 6g 7 g
Citrato de Sodio 1g 1,5 g
Tabla N°2: variables constantes
Variables Cantidad
Azúcar blanca 681,73 g
Benzoato de sodio 0,8 g
Agua tratada 574.73 ml
Esencia 3.5ml
Sorbato 0,7 g
32. Con estos datos se realizara los experimentos del siguiente trabajo, formando así la tabla N°3 donde se explica
mejor los experimentos que se van a realizar durante la elaboración del trabajo
Tabla N°3: plan de experimentos
N
Variables independientes Repeticiones
Acido Cítrico Citrato de Sodio I II III IV
1 6g 1g 3,68 3,64 3,68 3.62
2 7g 1g 3,69 3,75 3,76 3.74
3 6g 1.5g 3,47 3,63 3,56 3.28
4 7g 1.5g 3,86 3,83 3,93 3.87
33. TIPO DE INVESTIGACIÓN:
El tipo de investigación es experimental
DISEÑO DE INVESTIGACIÓN:
Se utilizara un diseño factorial experimental simple de 2 × 2 (que está representado en la tabla N°3)
Población y muestra:
Población: 50 botellas elaboradas en el laboratorio de tecnología de FIQ - UNCP.
Muestra: 10 botellas de 500ml por envase
34. TRATAMIENTOS EN EL EXPERIMENTO
TRATAMIENTOS 1,2,3 y 4
En las cuatro corridas (tratamientos) de la elaboración de la gaseosa con los pasos ya descritos se produjo
un total de 10 gaseosas pero de estas se escogieron solo 4 aleatoriamente para medir su PH ya que en el
modelo factorial 2k solo necesitamos estas 4 gaseosas que es nuestra muestra.
35. CALCULO DE LOS DATOS OBTENIDOS DEL EXPERIMENTO
ÁCIDO CÍTRICO CITRATO A B X1 X2 PH TOTAL
6g 1g _ _ -1 -1 3.68 3.64 3.68 3.62 14.6 (1)
7g 1g + + +1 -1 3.69 3.75 3.76 3.74 14.94 a
6g 1.5g _ + -1 +1 3.47 3.63 3.56 3.28 13.94 b
7g 1.5g + + +1 +1 3.86 3.83 3.93 3.87 15.49 ab
Presentación, análisis interpretación de los datos para el pH
39. ANALISIS DE VARIANZA
Fuente de
variación
Grado de
libertad
Suma de
cuadrados
Cuadrado
medio
F0 FT
A 1 0,223 0,223 33,882 3,49
B 1 0,0007 0,0007 0.1147 3.49
AB 1 0,092 0,092 13.887 3.49
Error 12 0,074 0.0066 - -
total 15 0,39 - - -
Para poder hallar el FT se acudió a la Tabla A4 “Puntos críticos al 5% de la distribución F, que se encuentra en el
libro “ANÁLISIS Y DISEÑO DE EXPERIMENTOS” del autor Humberto Gutiérrez Pulido.
40. Nuestra significancia dada (α): α=0.05
Para hallar el valor de FT en la tabla se tiene:
FT α, k-1, N-k
Número de niveles del factor de interés=k
Grados de libertad en el numerador=k-1
Grados de libertad en el denominador =N-k
Para el factor A
FT α, k-1, N-k = FT0.5, 1, 10 = 3.94
Para el factor B
FT α, k-1, N-k = FT0.1, 1, 10 = 3.94
Para la interacción del factor A y factor B
FT α, k-1, N-k = FT0.1, 1, 14 = 3.94
41. MODELO DE REGRESIÓN
1 2 1 2ijlY ax bx cx x
:
:a
:b
:c
media global
A/2
B/2
AB/2
Y= 3.68+0.059x1-0.0035x2+0.038x1x2
42. 2
100total error
aj
total
CM CM
R
CM
COEFICIENTE DE DETERMINACIÓN
2
0.39 0.074
15 12 100 94.97%
0.39
15
ajR
Del valor obtenido, explica 94.97% de la variabilidad del PH observado en el experimento. Esto quiere decir
que los factores estudiados (ácido cítrico y el citrato de sodio) son responsables o explican un alto porcentaje de
la variabilidad observada en la variable de pH.
47. CONCLUSIONES
Conclusión general
La hipótesis nula (H0) se rechaza y se acepta la hipótesis alternativa.
Para que el PH se asemeje a nuestro patrón se tiene que utilizar mayor cantidad de ácido cítrico y menor
cantidad de citrato de sodio.
Los factores estudiados (ácido cítrico y citrato de sodio), junto con su interacción, son responsables o
explican un alto porcentaje en la determinación del PH.
Conclusiones específicas
Determinamos la cantidad óptima de citrato de sodio para la correcta elaboración del jarabe.
En el experimento se determinó un PH próximo a del nuestro patrón que fue la SPRITE.