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Título
PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTOS COM MISTURA NO ESTUDO DA VIDA ÚTIL DE BALAS DURAS
Orientador
Alvaro José Abakerli
Autor
Flavio Edney Macuglia Spanemberg
Palavra chave
Planejamento de experimentos, experimentos com misturas, melhoria da qualidade,
Grupo CNPQ
Programa
MS - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
26/02/2010
Nº Downloads
4871
Resumo
Neste trabalho é explorado um tipo especial de planejamento de experimentos, conhecido como projeto de experimentos com misturas, onde as únicas variáveis consideradas são as proporções dos componentes do produto investigado. Devido às suas características, ele é particularmente útil na indústria de alimentos para desenvolvimento de produtos e otimização da qualidade e custos, como no caso na fabricação de balas duras onde o principal problema é a vida útil que é limitada pela aderência do produto na embalagem. Este problema, chamado de “mela” nas indústrias, atinge a imagem comercial por representar perdas da qualidade e tem maior impacto no mercado quanto mais cedo ocorre em relação à vida útil. No caso de balas duras ou pirulitos, a vida útil pode ser maximizada pela formulação adequada de açúcares e pela escolha correta da embalagem, o que pode ser sistematizado com auxílio do planejamento de misturas. Este trabalho trata planejamento de experimentos com misturas para investigar a vida útil de balas duras em função de sua formulação de açúcares, usando experimentos em escala industrial. Para isso, foram eleitas variáveis de resposta incluindo a vida útil que é de maior interesse na investigação usando critérios pré-estabelecidos e ensaios acelerados. Adicionalmente, outras variáveis foram também investigadas para aprofundar a compreensão sobre o impacto da formulação de açúcares na resposta do produto em produção. Os resultados mostram uma vida útil otimizada de 34 meses e 7 dias com custos razoáveis, já que a formulação usa principalmente açúcar cristal que tem custos moderados no mercado brasileiro se comparado com o outros possíveis ingredientes.
Abstract
In this work a special kind of design of experiment known as mixture design is explored, where the unique variables considered are the proportions of the mixture components of the investigated product. Due to its characteristics it is particularly useful in the food industry for product development and quality and cost optimization, as in the production of hard candies where the main issue is the shelf life which is characterized by the adherence of product in its packing. This problem, called “cold flow” in industry, hits the commercial image of the company for suggesting losses of quality and has a greater impact on the market as the sooner it happens when the shelf life is considered. In the case o hard candy production, the shelf life can be maximized by the appropriate formulation of sugars and the correct choice of packing, which can be organized with application of design of mixture experiments. This work deals with the design of a mixture experiment to investigate the shelf life of hard candies as a function of their sugar formulation, using an industrial scale experimental setup. To do so, response variables where chosen including the shelf life, which is of main interest in the investigation, using a pre-defined criteria and accelerated testing. Additional response variables where also investigated to deep the comprehension of the impact of sugar formulation in the product behavior in production. Results show an optimized shelf life of 34 months and 7 days under reasonable costs, since the chosen formulation mainly uses sucrose, which has a moderate cost in the Brazilian market when compared with other possible ingredients.
