Ensayo de chispas

4. ANALISIS DE SUPERFICIE DE RESPUESTA (RESULTADOS DEL LABORATORIO) La metodología de superficie de respuesta (RSM, por sus siglas en inglés) es un conjunto de técnicas matemáticas y estadísticas útiles para modelar y analizar problemas en los cuales una respuesta de interés es influida por varias variables y el objetivo es optimizar esta respuesta. Es posible representar gráficamente lasuperficie de respuesta como una superficie sólida en un espacio tridimensional. En la mayoría de los problemas de RSM, la forma de la relación entre la respuesta y las variables independientes se desconoce. El análisis de la superficie de respuesta puede interpretarse como el “ascenso a una loma”, donde la cima representa el punto de la respuesta máxima o si el óptimo real es un punto de respuesta mínimase puede pensar en el “descenso hacia un valle”. El objetivo eventual de la RSM consiste en determinar las condiciones de operación óptima para un sistema, o determinar la región del espacio de los factores en la que se satisfacen las condiciones de operación (Montgomery, 1991). 4.1 4.1.1 VARIABLES VARIABLES DE ENTRADA.

Se eligieron 3 parámetros para el diseño de experimentos: Temperatura,relación material vegetal/solvente (MV/S) y tiempo. Estos fueron determinados por experimentos previos como los parámetros más influyentes dentro del proceso de extracción Temperatura: La temperatura elegida fue entre 30ºC y 60ºC. Relación material vegetal/solvente: En los ensayos preliminares realizados se notó que a menor cantidad de solvente la concentración del color es mayor, lo que muestra unmejor rendimiento; sin embargo una relación demasiado concentrada en material vegetal 46

perjudica el proceso porque se dificulta el contacto entre el material vegetal y el solvente. El rango elegido fue de 0.25 a 0.7. Tiempo: El rango para la variable de tiempo va entre 20 y 90 minutos 4.1.2 VARIABLES DE RESPUESTA.

Para este diseño se utilizaron dos variables de respuesta, absorbancia leídaen el colorímetro y peso seco. Se eligieron estas dos variables para que el resultado fuera más confiable ya que la medida de peso seco como única variable no indica únicamente la cantidad de colorante presente en la extracción. En la medición de peso seco se incluyen la totalidad de sólidos presentes en la muestra llevando consigo carbohidratos, taninos y demás compuestos solubles. Por elcontrario la medida de absorbancia es una medida de los compuestos coloreados presentes en el extracto. Caso de estudio: Se realiza el diseño de experimentos utilizando el software statgraphics 5.1. Tabla 4.1 Clase Nombre Número de factores experimentales Número de respuestas Número de ensayos Número de bloques (Statgraphics, 2004) Resumen del diseño de experimentos Superficie de respuesta Diseño BoxBehnek 3 2 30 2

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Según los ensayos preliminares realizados el mejor resultado se obtuvo con agua; por lo cual este es el solvente con el que se realizaron todos los ensayos.

Tabla 4.2 Factor Temperatura

Resumen de las variables del diseño Bajo 30 0.25 20 ------Alto 60 0.7 90 ------gramos Unidades ºC g/l minutos

Relación material vegetal/solvente Tiempo Absorbancia Peso seco(Statgraphics, 2004) Tabla 4.3 Bloque de experimentos Ensayo 1 2 3 4 5

Temperatura (ºC) 30 45 45 45 60

Veg/Solv 0,475 0,475 0,25 0,475 0,7

Tiempo (min) 90 55 20 55 55

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Ensayo 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Temperatura (ºC) 60 45 60 30 60 45 45 45 30 30

Veg/Solv 0,475 0,7 0,25 0,25 0,475 0,7 0,475 0,25 0,7 0,475

Tiempo (min) 20 20 55 55 90 90 55 90 55 20

(Statgraphics, 2004) 4.2ANALISIS DE RESULTADOS: Resultados de la variable de respuesta Temperatura (ºC) 30 45 45 MV/S 0,475 0,475 0,25 Tiempo (min) 90 55 20 Peso seco (g) 0,53 0,66 0,27 Absorbancia 0,147 0,387 0,085

Tabla 4.4 Ensayo 1 2 3

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Ensayo 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Temperatura (ºC) 45 60 60 45 60 30 60 45 45 45 30 30 30 45 45 45 60

MV/S 0,475 0,7 0,475 0,7 0,25 0,25 0,475 0,7...