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Tipo: Dissertação
Título: Aplicação do fatorial fracionado no estudo de fatores relacionados ao preparo de bebida não alcoólica
Application of fractional factorial designs to study the factors related to the preparation of non-alcoholic beverage
Autor(es): Silva, Lucas Dias da
Abstract: Para o desenvolvimento de novos produtos, há a necessidade de experimentar muitos fatores, cujos efeitos ainda não são conhecidos. Portanto, é importante, a princípio instalar o experimento fatorial completo 2k ou o fatorial fracionado 2k-p, para k fatores estudados, que, provavelmente, possibilitará a seleção dos fatores (< k) mais importantes para o estudo. Para avaliar a qualidade da bebida em cápsula, foram investigados cinco fatores não passíveis de controle pela indústria: temperatura do copo (A), pH da água (B), material do copo (C), temperatura da cápsula (D) e inclinação do copo (E). Para estudar os efeitos principais e os das interações duplas destes cinco fatores sobre três variáveis-resposta (nível de carbonatação, temperatura e variação do teor de sólidos solúveis), foi conduzido um experimento fatorial fracionado 25-1, de resolução V, segundo o delineamento inteiramente casualizado, sem repetição, com os seguintes níveis por fator: a– = 18 oC, a+ = 32 oC, b– = 6, b+ = 9,5, c– = plástico, c+ = vidro, d– = 5 oC, d+ = 32 oC, e– = ausente, e+ = presente. As análises estatísticas das respostas avaliadas no experimento foram realizadas de acordo com o método de Lenth (1989) para α = 0,05. O nível de carbonatação foi influenciado negativamente e apenas pela temperatura da cápsula. Portanto, para maximizá-lo, recomendou-se a menor temperatura da cápsula igual a 5 oC. A temperatura da bebida sofreu efeitos significativos da temperatura da cápsula, das interações entre as temperaturas do copo e da cápsula (antagonismo) e entre o material e a inclinação do copo (sinergismo). Para esta variável, foram recomendadas duas combinações de níveis: com copo de plástico inclinado e com copo de vidro não inclinado, ambos a 18 oC, com cápsula a 5 oC e com pH da água igual a 6,0 ou 9,5. E para a variação do teor de sólidos solúveis, foi manifestado efeito positivo do pH da água. Para minimizá- la, recomendou-se o menor valor de pH igual a 6,0, independentemente do níveis dos demais fatores. Para atender as especificações das três variáveis avaliadas, simultaneamente, foram recomendados dois tratamentos: temperatura do copo em 18 oC, pH da água igual a 6,0 e temperatura da cápsula igual a 5 oC, combinadas com copo de plástico inclinado ou com copo de vidro sem inclinação. A fim de validar as recomendações dos dois tratamentos, foi avaliada a desejabilidade de acordo com os critérios técnicos definidos pela empresa para as três variáveis- resposta. Novamente, os resultados dos melhores tratamentos se repetiram, com, aproximadamente, 83% dos desejos de qualidade atingidos. Como consequência dos resultados obtidos em nível experimental, o projeto de desenvolvimento desta inovação em preparo de bebidas se mostrou viável do ponto de vista técnico, desde que os consumidores obedeçam às recomendações estabelecidas pela empresa.
For the development of new products, there is a need to experiment many factors whose effects are still unknown. Therefore, it is important to initially set up the complete factorial experimental design 2k or the fractional factorial design 2k-p, for k studied factors, which would probably enable the selection of the most important factors (< k) for this study. In order to assess encapsulated beverage quality, five factors that cannot be controlled by industry were investigated: cup temperature (A), water pH (B), cup material (C), capsule temperature (D) and cup inclination (E). To study the main effects and double interactions of these five factors in relation to three response variables (carbonation level, temperature, and soluble solid content variable), it was set up a fractional factorial design 25-1 of resolution V, based on a completely randomized design, without repetition, with the following levels by factor: a– = 18 oC, a+ = 32 oC, b– = 6, b+ = 9,5, c– = plastic, c+ = glass, d– = 5 oC, d+ = 32 oC, e– = absent, e+ = present. Statistical analyzes of the responses evaluated in this experiment were carried out according to the method of Lenth (1989) to α = 0.05. The carbonation level was negatively influenced and only by the capsule temperature. Then, to maximize it, it was recommended that the lowest temperature of the capsule was equal to 5°C. The temperature of the beverage suffered significant temperature effect of the capsule, of the interactions between the temperatures of the cup and of the capsule (antagonism) and between the material and the inclination of the cup (synergism). For this variable, two level combinations were recommended: with inclined plastic cup and glass cup not inclined, both at 18°C with the capsule temperature at 5° C and water pH equal to 6.0 or 9.5. For the variation of soluble solid content, it was manifested positive effect of water pH. With the view to minimize it, it was recommended the lowest value of pH 6.0, apart from the levels of other factors. In order to meet the specifications of the three variables, two treatments were recommended: glass temperature at 18°C, water pH equal to 6.0 and temperature of the capsule equal to 5°C combined with inclined plastic cup or glass cup not inclined. For the purpose of validating the recommendations of the two treatments, the desirability, according to the technical criteria set by the company for the three response variables, was evaluated. Over again, the results of the best treatments were repeated, with approximately 83% of the wishes of quality reached. As a consequence of the results obtained in the experimental level, the project of development of this innovation in preparation of drinks was shown to be viable from a technical standpoint, since consumers meet the recommendations set forth by the company.
Palavras-chave: Refrigerante
Controle de qualidade
Análise fatorial
CNPq: Ciências Agrárias
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: SILVA, Lucas Dias da. Aplicação do fatorial fracionado no estudo de fatores relacionados ao preparo de bebida não alcoólica. 2014. 52f. Dissertação (Mestrado em Estatística Aplicada e Biometria) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7173
Data do documento: 6-Nov-2014
Aparece nas coleções:Estatística Aplicada e Biometria

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