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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE
BASADRE GROHMANN – TACNA
ESCUELA DE POSGRADO
DOCTORADO EN CIENCIAS AMBIENTALES
PROYECTO DE TESIS DOCTORAL
APROVECHAMIENTO DEL ORUJO GENERADO EN LA EXTRACCIÓN
DEL ACEITE DE OLIVA PARA LA ALIMENTACIÓN DE CUYES
(Cavia porcellus) EN LA CIUDAD DE TACNA 2014
INVESTIGADOR: M. Sc. ALEJANDRINA CHOQUE CHAMBE
ASESOR: Dr. JULIO CESAR ISIQUE CALDERON
TACNA – PERU
2014
ÍNDICE GENERAL
PáginaI. DATOS GENERALES.........................................................................................1
II. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.....................................................................2
2.1 El Problema de Investigación..................................................................2
2.2 Justificación e importancia de la Investigación........................................3
2.3 Formulación del Problema.......................................................................3
2.4 Objetivos..................................................................................................4
2.5 Hipótesis..................................................................................................5
2.6 Variables..................................................................................................5
2.6.1 Identificación de las variables...........................................................5
2.6.2 Caracterización de las variables.......................................................6
2.6.3 Definición operacional de las variables............................................6
2.7 Limitaciones de la Investigación..............................................................7
2.8 Descripción de las características de la Investigación............................7
III. MARCO TEÓRICO............................................................................................8
3.1 Antecedentes...........................................................................................8
3.2 Caracterización de los residuos orgánicos de la industria del aceite de
olivo (orujo)...............................................................................................12
3.3 La Metodología de superficies de respuesta.........................................19
3.4 La optimización de conveniencia...........................................................20
3.5 Diseño de Experimentos - Diseños de mezclas....................................20
IV. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.....................................................22
4.1 Diseño de la Investigación.....................................................................22
4.2 Acciones para la ejecución del proyecto...............................................23
4.3 Materiales y/o instrumentos...................................................................23
4.4 Población y muestra Universo...............................................................24
4.5 Tratamiento de datos (análisis estadístico)...........................................24
V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS...................................................................25
5.1 Cronograma de Actividades...................................................................25
5.2 Recursos Humanos...............................................................................25
5.3 Bienes....................................................................................................25
5.4 Servicios................................................................................................25
5.5 Fuentes de Financiamiento y presupuesto............................................26
BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................28
1 I. DATOS GENERALES
1.1 TÍTULO: APROVECHAMIENTO DEL ORUJO GENERADO EN LA
EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE OLIVA PARA LA ALIMENTACIÓN DE CUYES
(Cavia porcellus) EN LA CIUDAD DE TACNA 2014.
1.2 Área de Investigación: Ciencias Ambientales
1.3 Autor: M. Sc. Ing. Alejandrina Rosaura Choque Chambe
1.4 Asesor: Dr. Julio Isique Calderón
1.5 Institución/Localidad donde se desarrollara la Investigación: La
investigación se desarrollará en el Instituto de Investigación producción y
extensión Agraria INPREX -UNJBG Tacna.
Localidad : Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann
Distrito : Tacna
Provincia : Tacna
Regional : Tacna
País : Perú
1
2 II. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
2.1 El Problema de Investigación
El Departamento de Tacna, tiene un clima adecuado para el cultivo del
olivo, en diferentes variedades Aceitera, Sevillana, Empeltre, Ascolana, de estas
variedades de aceitunas se extrae el aceite de oliva. En la planta extractora de
aceite de oliva, se realizan diferentes operaciones como recepción de la
aceituna, selección, lavado, molienda, centrifugado, sedimentado, decantado,
filtración y envasado del aceite de oliva. Actualmente, en la ciudad de Tacna la
mayoría de extractoras es de 03 fases dejan residuos como: orujo, y alpechines
que son contaminantes que presentan problemas durante su almacenamiento,
estos desechos pueden constituirse en tóxico si se acumula por mucho tiempo.
Por lo tanto, se hace necesario buscar un aprovechamiento inmediato para este
residuo. Se sabe que este producto puede ser consumido por los animales. Sin
embargo, no existen estudios sobre dosis específicas para la elaboración de
dietas para la alimentación de animales (cuyes), en base a orujo resultante de la
extracción del aceite de oliva. Asimismo, el incremento de los costos de los
productos y sub productos cárnicos a consecuencia de los elevados costos de
los concentrados alimenticios afecta significativamente la economía familiar.
2
2.2 Justificación e importancia de la Investigación
El presente trabajo permitirá alcanzar un buen manejo de los residuos
procedentes de la extracción de aceite de oliva, ya que la utilización de este
residuo orgánico en la elaboración de alimento concentrado para cuyes en la
ciudad de Tacna, permitirá que el orujo almacenado en planta no constituya un
agente peligroso para la salud de los trabajadores, por la emisión de gases
tóxicos que se desprenden durante su almacenamiento.
Es posible la disminución de los costos de producción por concepto de
alimento en la engorda de cuyes a través de la incorporación de residuos
procedentes de la extracción de aceite de oliva en la dieta. Se pueden
implementar dietas más económicas para pequeños y grandes cuyes
suplementando parcialmente el alimento balanceado. La utilización del residuos
orgánico (orujo) de la industria del aceite de oliva puede convertirse en una
alternativa de uso y consecuente conservación ambiental.
2.3 Formulación del Problema
Problema general
¿Cómo aprovechar el orujo generado en la extracción de aceite de
olivo para la alimentación de cuyes (Cavia porcellus), en la ciudad
de Tacna?
3
Problemas específicos
¿Cuál es la composición proximal de orujo generado en la
extracción del aceite de olivo?
¿Cuál será el efecto de las diferentes dietas a base del orujo
procedentes de la extracción del aceite de olivo en dietas para
crianza del cuy.
¿Cuál será la dietas a base de orujo que maximice el desarrollo de
cuyes.
2.4 Objetivos
Objetivo general
Aprovechar el orujo generado de la extracción del aceite de olivo en
la alimentación de cuyes (cavia porcellus), en la ciudad de Tacna
Objetivos específicos
Determinar la composición proximal del orujo generado de la
extracción del aceite de olivo
Determinar el efecto de las diferentes concentraciones de orujo
generado de la extracción del aceite de olivo sobre el desarrollo de
la tasa de crecimiento de la talla y peso en cuyes.
Determinar la dieta a base de orujo generado en la extracción de
aceite de olivo para maximizar el desarrollo cuyes.
4
2.5 Hipótesis
Hipótesis general
Los residuos orgánicos generados en la extracción de aceite de
olivo es una alternativa para la alimentación de cuyes (Cavia
porcellus), en la ciudad de Tacna.
Hipótesis especificas
Es factible determinar la composición proximal de los residuos
orgánicos generados por la industria del aceite de olivo.
La dieta a base de orujos generados en la extracción de aceite de
olivo influirá en la tasa de crecimiento de la talla y peso del cuy.
Determinar la dieta óptima a base de orujo generado en la
extracción de aceite de olivo que maximiza el desarrollo cuyes.
2.6 Variables
2.6.1 Identificación de las variables
Variable Independiente: Dietas a base orujos generados en la extracción
de aceite de olivo
Variable dependiente: Tasa de crecimiento de talla y peso de cuyes
(Cavia porcellus).
5
2.6.2 Caracterización de las variables
Indicadores
Variable Independiente: Dieta a base de orujo, maíz y soja.
Variable Dependiente: Tasas de crecimiento de talla y peso
2.6.3 Definición operacional de las variables
a) La dieta del cuy: En toda explotación pecuaria la alimentación es uno de
los factores que mayor incidencia tiene en la productividad animal.
Alimentar no es el hecho simplemente de administrar al cuy una cantidad
de alimento con el fin de llenar su capacidad digestiva, sino administrarlo
en cantidades adecuadas y con nutrientes suficientes que puedan
satisfacer sus requerimientos; por esta razón la alimentación en los cuyes
debe ser en base a una selección y combinación de productos que
tengan ciertos constituyentes que suplan las necesidades del cobayo.
Cuando criamos técnicamente a los cobayos debemos administrar una
ración basada en un 90% de forraje y 10% de concentrado. Al
proporcionar pasto verde, estamos administrando proteínas, minerales,
vitamina C, agua y la fibra suficiente para su digestibilidad, y al
administrar concentrado, complementamos los requerimientos que el
pasto verde no puede proporcionar (Esquivel, 1994).
6
b) Tasas de crecimiento: El crecimiento absoluto (CA) y relativo (CR), así
como las tasas de crecimiento absoluto (TCA) y relativo (TCR) por dieta
fueron fórmulas propuestas por Busacker et al (1990):
Asimismo, la tasa instantánea de crecimiento (Ricker, 1979), la cual se
denomina también tasa de crecimiento específica (TCE)
2.7 Limitaciones de la Investigación
La limitación es de carácter económico por el costo de los materiales e
insumos que se emplearan para los tratamientos.
Disponibilidad de información bibliográfica.
2.8 Descripción de las características de la Investigación
Tipo de estudio: Experimental y Aplicada
Nivel de investigación: Predictiva
7
3 III. MARCO TEÓRICO
3.1 Antecedentes
En cuanto al orujo de aceituna como alimento balanceado para animales
existen pocos trabajos de investigación, pudiendo destacarse los
referidos principalmente a la alimentación de ovinos. Piensos compuestos
para alimentación de rumiantes obtenido a partir de orujos secos y
extractados procedentes de la extracción de aceite de oliva. Molina
Alcaide, Eduarda Madrid España. 2004 Este trabajo tiene por objeto
elaborar un alimento balanceado en base a orujos obtenidos por
“centrifugación de dos fases”: el orujo extractado y desecado y las
cenizas procedentes de la incineración de dicho orujo para la
alimentación de caprinos y ovinos.
En cuanto a la alimentación de cuyes (sin orujo) existen diversos trabajos
de investigación desarrollados principalmente en el Ecuador, los que se
detallan a continuación: Efecto de la utilización de ensilaje de pasto
avena con diferentes niveles de contenido ruminal en la alimentación de
cuyes. Marco Estuardo Huaraca Tesis para obtener el título de Ingeniero
Zootecnista Riobamba Ecuador 2007 pag. 15. El objetivo del presente
trabajo fué probar la utilización de ensilaje de pasto avena con diferentes
8
niveles de contenido ruminal (0, 5, 10, 15 y 20%) en la alimentación de
cuyes durante la etapa de crecimiento-engorde y Gestación-lactancia.
Mediante la utilización de ensilaje con el 20% de contenido ruminal en la
alimentación de cuyes se obtuvieron los mejores parámetros productivos
dentro de esta investigación con pesos finales de 0,900 kg, con una
ganancia de peso de 0,476 kg, y alcanzando el más bajo índice de
conversión alimenticia de 8,44 pues con este tratamiento se obtuvo el
menor consumo de alimento con 3,99 kg de Materia Seca.
Utilización de la caña de azúcar fresca y picada (20, 40, 60 y 80) más
alfalfa en crecimiento y Determinar el valor bromatológico de la caña de
azúcar fresca y picada. Consuelo del Rocío Avalos Sánchez Tesis para
obtener el título de Ingeniero Zootecnista_Riobamba Ecuador 2010 pag.
14. El trabajo citado Establece el nivel óptimo de la caña de azúcar fresca
y picada que se pueda emplear en la alimentación de cuyes en la etapa
de Crecimiento Engorde. Utilizando el 80% de alfalfa + 20% de caña de
azúcar picada, se puede conseguir rendimientos productivos que no
difieren significativamente (p mayor 0,0001) con los cuyes que recibieron
sólo alfalfa en un 100% como alimento principal. Conforme aumenta el
nivel de caña de azúcar fresca y picada a la ración diaria de cuyes en
crecimiento engorde, los pesos a la canal experimentan una disminución
significativa en su rendimiento.
9
Influencia de la harina de hoja de yuca (manihotesculenta Crantz) como
ingrediente alimentario en el engorde de cuyes (Cavia porcellus)en la
ciudad de Ibarra. María Gabriela Pasquel Gómez Tesis para obtener el
título de ingeniera agropecuaria_Ibarra Ecuador 2010 pag. 24. En este
trabajo se Determinó la Influencia del uso de harina de hoja de yuca
(manihotesculenta Crantz) como una alternativa proteica en el engorde
de cuyes (Cavia porcellus). Para la variable de peso corporal se
encontraron diferencias altamente significativas para los tratamientos T6,
T4 Y T5 esto es, tanto en el ADEVA como después de la aplicación de la
pruebas de tukey (p≥0.05%), de donde podemos establecer que la harina
de hojas de yuca suministrada hasta un 45% una incidencia significativa
en el peso corporal de los cuyes es una alternativa alimenticia que se
encuentra al alcance de los cobayos cultores. Evaluación de cuatro
niveles de proteína vegetal en el alimento balanceado para el crecimiento
y engorde de cobayos (cavia porcellus) en la parroquia San José de
Chaltura.
Hidalgo Roldán Cristofer Jorge y Carrillo Mayanquer Luis Eriberto Tesis
para obtener el título de ingeniero agropecuario_Ibarra Ecuador 2008
pag. 8. Se Evaluaron cuatro niveles de proteína vegetal en el alimento
balanceado balanceado para el crecimiento y engorde de cobayos (cavia
porcellus). El alimento balanceado a base de proteína vegetal es de alta
digestibilidad, calidad nutricional excelente para la alimentación animal y
10
favorece importantes ganancias en el peso. El nivel de proteína óptimo
en el balanceado para la alimentación de cuyes que nos permitió obtener
mayores ganancias de peso y mejor rendimiento económico fue de T1
(14% de PC).
El cultivo del olivo y la actividad de la industria oleícola asociada, generan
abundantes residuos y subproductos de potencial impacto ambiental, a la
vez que tienen una gran importancia económica y social en los países de
la Cuenca Mediterránea, siendo España el principal país productor a
nivel mundial. El olivar ocupa en España aproximadamente el 18% de la
superficie total cultivada con aproximadamente 2,423.000 has.,
correspondiendo a Andalucía el 60% de tal superficie y una producción
del 80% del total nacional de aceite de oliva, mientras que el resto se
produce principalmente en Castilla La Mancha, extremadura, Cataluña y
Valencia (AAO 2005).
Para la inclusión de los niveles de nacedero y morera se consideraron
trabajos previos que evaluaron estos follajes (Aguilera 1989). Los cuales
describen un efecto significativo sobre la productividad del cerdo, donde
su inclusión no debe ser superior al 10% en la etapa de crecimiento y
24% en la etapa de finalización (González et al., 2006a; González et
al.,2006b; Araque et al., 2005; Jiménez et al., 2005; Ly et al., 2001).
11
3.2 Caracterización de los residuos orgánicos de la industria del aceite de
olivo (orujo)
El orujo de oliva es un subproducto que se obtiene de las aceitunas una
vez que se les ha extraído el aceite en las almazaras, formado por restos de
huesos, piel, pulpa, agua, etc. Casi siempre queda menos de un 4% de aceite de
oliva dentro de él. Con la ayuda de disolventes se extraen estos restos de aceite.
Al tener una acidez muy elevada y olores extraños, se lleva a una refinería
donde se le somete a un proceso similar al del aceite de oliva refinado. Una vez
refinado se obtiene el denominado aceite de orujo de oliva refinado que se
mezcla finalmente con un aceite de oliva virgen (10-20%) para conseguir aceite
de orujo de oliva. El principal residuo sólido generado en la elaboración de aceite
de oliva es el orujo. Se estima que los orujos brutos obtenidos por centrifugación,
que son más húmedos, se deterioran después de 4 a 5 días, mientras que los
orujos obtenidos por presión lo hacen después de unos 15 días y cuando están
deshidratados no se conservarían más allá de 45 días. Sin embargo, debe
observarse que económicamente suele ser más rentable extraer antes el aceite
de orujo, pero cuando por razones concretas no se realiza esta extracción, el
orujo bruto puede conservarse para ser distribuido posteriormente a los animales
(Nefzaoui y Deswysen 1982).
A finales de la campaña oleícola 1991-92, se presentó el nuevo sistema
de centrifugación de dos fases, también llamado ecológico, que efectúa la
12
separación del aceite sin adición de agua al decánter o con una adición mínima,
dependiendo de la humedad de la aceituna a tratar. Entre las ventajas de este
nuevo sistema de extracción, cabe señalar que permite obtener un aceite
cualitativamente superior debido a su mayor contenido en agentes antioxidantes,
lo que le otorga una mayor estabilidad frente a los fenómenos oxidativos (Ranalli
y Martinelli 1995)
El caudal de trabajo similar o superior al de tres fases y una importante
reducción del consumo de agua (65-70%), con el consiguiente ahorro en energía
de calefacción. Sin embargo, la ventaja más importante de este sistema es que
no genera alpechín, reduciéndose el efluente acuoso generado básicamente al
agua de lavado de los aceites y, en menor cuantía, al agua de lavado de las
aceitunas y limpieza general de la maquinaria, originando como subproducto
únicamente el orujo de dos fases, también llamado alperujo (Alba et al 1993;
Hermoso et al 1993).
El orujo es uno de los subproductos que obtienen las almazaras con su
proceso productivo y lo trasladan a las extractoras para que saquen el aceite de
oliva que contiene. Las extractoras venden el orujo extractado a las refinadoras,
para que lo refinen, y lo transfieran a las envasadoras, las cuales lo mezclan con
el aceite de oliva virgen comestible y se obtiene otro tipo de aceite de oliva, el
Orujo de oliva, que la distribución comercial hacer llegar a los consumidores,
produciéndose cambios en el sistema de propiedad de las almazaras. A
13
principios de la década de los setenta producían ya las dos terceras partes del
aceite de oliva (López 1980).
A principios de la década de los noventa, se produjo una nueva
modificación en las almazaras con la implantación del «sistema de dos fases»,
con dos salidas, una para el aceite de oliva y otra, para el alperujo, que contiene
el orujo y el alpechín. Esto supuso un aumento de la capacidad de molturación
de las almazaras y de la calidad del aceite de oliva. Estas inversiones fueron
fuertemente apoyadas por la Administración Central y Comunitaria y la
participación de las subvenciones, en algunos casos, representa el 39% de la
inversión total (García 2004).
Más del 90% de las almazaras emplean actualmente el sistema de dos
fases (Borja y col., 2004), estimándose que un 75% del aceite producido en
España se obtiene por el sistema de dos fases, mientras que el resto se obtiene
mayoritariamente por tres fases y menos del 5% por prensas.
La alternativa de aprovechamiento energético de los subproductos del
olivar está bien afianzada en el sector, al beneficiarse de las primas por la
producción de energía eléctrica a partir de fuentes renovables. El
aprovechamiento energético contempla la combustión directa del orujillo y del
hueso de aceituna (se pueden quemar directamente en calderas para la
obtención de energía térmica), la generación de energía eléctrica en ciclos de
14
vapor, la mecanización por procedimientos de digestión anaeróbica y la
gasificación que utiliza orujo seco, orujillo o hueso. Algunas industrias del sector
suelen utilizar la cogeneración en su proceso productivo, bien mediante motor
alternativo o turbina de gas, generando de forma simultánea energía eléctrica y
térmica y aprovechando esta última en el secado del orujo (SODEAN, 2005).
Otras vías alternativas para el aprovechamiento del alperujo se basan en
ensayos para evaluar su empleo en alimentación animal, para aplicación directa
al suelo determinando sus efectos sobre las propiedades del mismo, como
enmienda orgánica en el control de la erosión y como sustrato para la producción
de hongos comestibles. También se ha estudiado la viabilidad de este material
como fuente de hemicelulosas mediante tratamiento alcalino para su uso como
agentes espesantes, estabilizadores o emulsionantes de uso en cosméticos y en
la industria farmacéutica y alimentaria (Derriche y Berrahmoune, 2007).
El orujo de aceite de oliva, es el residuo sólido conteniendo la pulpa y
hueso de la aceituna (50% de humedad) El orujo contiene elevado porcentaje de
materias volátiles y es bajo en cenizas, con respecto al azufre su contenido es
bajo (Al-Kassir 2006).
Cualquier suplemento que aporte al animal los nutrientes que necesarios
y que la dieta a base de pasturas no le aporte, puede dar un buen resultado
productivo. Los principales componentes dietarios que aportan energía y
15
proteínas son generalmente los cereales como maíz, cebada y trigo, y
coproductos de la industria harinera o de la industria aceitera como expelers o
pellets de soja, canola y algodón. Tanto los granos como los coproductos son
procesados antes de ser incorporados a las dietas de ganado (Wegler 1998).
Los granos de cereal son usualmente molidos por medios físicos para
aumentar la digestibilidad de los mismos. Las semillas de oleaginosas son
sujetas a métodos químicos o físicos para extraer los aceites y obtener un
coproducto rico en proteínas. El residuo remanente de leguminosas como la
soja, es también tratado con calor para destruir los factores anti nutricionales
como inhibidores de tripsina o lecitinas. También se utiliza el grano húmedo de
maíz y el ensilaje de planta entera de maíz picada. En algunos casos se suele
suplementar el forraje con grasas tales como sebo animal y grasas de grado
alimentario de origen vegetal y animal (Cruz et al. 2009).
Análisis de las cualidades nutricionales de los diferentes tipos, de
acuerdo al método de extracción utilizado. A diferencia de otros países
productores de leche bajo pastoreo, la república Argentina tiene un alto potencial
agrícola. Es evidente que en el país el crecimiento de la producción de soja y sus
derivados es un fenómeno trascendente y fundamental, tanto desde el punto de
vista económico como social. En la campaña 2006/07, la soja representó más
del 55% del total de los granos producidos, considerando los cinco cultivos más
difundidos en la pampa húmeda (Gallardo, 2009)
16
Los productores del estrato semitecnificado poseen el 30 % del inventario
nacional (Pérez 1986). el cual fue de 17.3 millones de cerdos en 1993
(Casteñada 1994) Desde hace casi 2 décadas, la utilización de nutrientes a partir
de la excreta animal fue considerada, para compensar el costo que implica el
control de la contaminación del aire y agua en las explotaciones ganaderas
(Smith 1976); así como para disminuir los costos de la alimentación de los
animales al aportar proteínas no competitivas entre el ganado, y que ayudan a
conservan los recursos naturales (Hendresoekarjo and Pearce 1978).
Actualmente esta propuesta adquiere más fuerza, porque el hombre y la
sociedad tienen una nueva visión sobre los sistemas de producción. Los
elementos fundamentales de desarrollo sostenido son ahora enunciados por los
investigadores de tópicos sobre el ambiente y conservación de los recursos
naturales; los sistemas de producción sostenible; así como la producción
ganadera sostenible (Kaimowitzet al 1991; Phillips y Sorensen 1993; Preston
1990).
La fuerte concentración de ácidos grasos libres en el rumen puede
producir alteraciones en la digestión y el apetito. Las sustancias grasas pueden
actuar por uno o varios de los factores siguientes:
17
La cantidad. Los rumiantes son sensibles a una ingestión de grasa
superior al 5 por ciento de la materia seca de la ración (Buysse 1962)
(Yanschoubroek 1965).
La naturaleza de los ácidos grasos. Zerawski y otros (1965) han
observado que la ingestión de 90 g de una mezcla de ácidos grasos C16 y C18
(de alto contenido en los orujos) durante un período de 24 horas entraña una
disminución en un 5 por ciento aproximadamente del metano desprendido.
Los posibles productos de oxidación, cuya toxicidad puede alcanzar
niveles peligrosos, si bien la digestibilidad in vitro es idéntica tanto en los orujos
brutos frescos como en los de un año (Theriez y Boule 1970).
Pienso compuesto para alimentación de rumiantes obtenido a partir de
orujos secos y extractados procedentes de la extracción del aceite de oliva. La
presente invención es un pienso compuesto para alimentación de rumiantes en
el que se incluyen dos subproductos derivados de la aplicación de las nuevas
tecnologías de extracción del aceite de oliva por “centrifugación en dos fases”: el
orujo extractado y desecado y las cenizas procedentes de la incineración de
dicho orujo. La invención se refiere igualmente al procedimiento de preparación
de dicho pienso compuesto, así como a la utilización del mismo para la
alimentación de pequeños rumiantes, caprinos y ovinos en mantenimiento.
(Molina 2001).
18
3.3 La Metodología de superficies de respuesta
La Metodología de Superficies de Respuesta es un conjunto de técnicas
matemáticas y estadísticas utilizadas para modelar y analizar problemas en los
que una variable de interés es influenciada por otras. El objetivo es optimizar la
variable de interés. Esto se logra al determinar las condiciones óptimas de
operación del sistema (Montgomery, 1991).
Cuando las proporciones en que se mezclan los ingredientes de un
producto constituyen las variables de entrada o "independientes" lo más
adecuado es emplear un Diseño de Mezclas. El empleo de este tipo de diseños
adquiere gran importancia en campos como el de la investigación en alimentos,
debido a que el desarrollo de cualquier nuevo producto o la modificación de uno
ya existente que implique la mezcla de dos o más ingredientes requieren de
alguna forma la realización de experimentos de mezcla. (Haré, 1974)
Como resultado de un diseño de mezclas es posible obtener un modelo
matemático que permite determinar el efecto de los ingredientes sobre las
características del producto y predecir los valores de las variables de respuestas
a partir de los niveles de las variables Independientes". Obtener el mejor
producto implica además, encontrar el balance de ingredientes que optimice su
calidad global, es decir, determinar los niveles óptimos de los componentes de la
mezcla para la calidad global del producto. (Bowless y Montgomery, 1972)
19
Existen varios métodos de optimización para este tipo de problemas, entre
ellos el procedimiento de superficie de respuesta extendido, el método de
distancia generalizada, el método de regiones de confianza restringidas (Castillo,
1996), el método de minimización de la suma de cuadrados de las desviaciones
y el método de función de conveniencia (Anderson y Whitcomb, 1993).
3.4 La optimización de conveniencia
La optimización de procesos es uno de los más grandes retos que enfrenta
la industria manufacturera como estrategia para mejorar los niveles de
productividad y competitividad en el mercado. La función de conveniencia ("
Desirability Function") constituye una de las herramientas más utilizada en los
últimos años para la optimización de procesos con múltiples respuestas o
características de calidad, con especificaciones técnicas que indican los valores
deseados o completamente inaceptables para cada respuesta (Ángel, 2004).
3.5 Diseño de Experimentos - Diseños de mezclas
En el desarrollo de nuevos productos generalmente se acude a los
diseños mezclas, para optimizar las proporciones de las componentes. La forma
como se analizan este tipo de diseño es a través de una superficie de respuesta,
que es la que permite encontrar la formulación óptima de una serie de mezcla de
prueba (Salamanca et al, 2010),
20
Cuando los factores experimentales a ser estudiados son ingredientes o
componentes de una mezcla, la función de la respuesta típicamente depende
sobre las proporciones relativas de cada componente, no de la cantidad
absoluta. Puesto que las proporciones deben sumar una cantidad fija,
generalmente un 100%, los factores no se pueden variar independientemente
sobre algún otro. Existen diferentes tipos de diseños que intentan estudiar el
efecto de hasta 12 componentes sobre una o más respuestas. Estos incluyen: el
Diseño Simplex-Lattice, el Diseño Simplex-Centroid y Diseño de Vértices
Extremos (Montgomery. &. Wiley, 2010).
El diseño simplex lattice: Según Bello (2010) Un diseño simplex-latlice
consiste de un conjunto de puntos uniformemente espaciados sobre un
simplex. Como se discutirá más adelante a detalle, el simplex es la
representación natural de la región experimental para un experimento de
mezclas. El diseño simples-lattice usa m+1 valores igualmente espaciados
entre 0 y 1, definido por
Donde m es el orden del modelo que será estimado.
21
4 IV. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 Diseño de la Investigación
El diseño de la investigación a seguir será de tipo experimental (Figura 1).
RECEPCIÓN Cuy ( 4 semanas)
DISTRIBUCIÓNEn 9 jaulas: Densidad 5 cuyes/jaula
DOSIFICACIÓN
CRIANZA5 semanas:Control de talla y peso
Tasa de crecimiento del
peso
Tasa de crecimiento de la
tallaANÁLISIS
SELECCIÓN DE LA DIETA
Figura 1. Diseño de la investigación para el estudio del uso del orujo como
alimento para cuyes
Fuente: elaboración propia (2013)
22
4.2 Acciones para la ejecución del proyecto
Para el presente estudio se aplicó el diseño de tipo experimental en la
cual se describe el proceso de investigación:
a) Recepción: los cuyes procedentes del distrito de Calana en cajas de 6
unidades.
b) Distribución: el reparto del total de los alevines fue en 9 jaulas según el
diseño estadístico con una densidad de 4 cuyes/jaula.
c) Dosificación: se preparan 9 dietas según los niveles establecidos por en
el diseño experimental de mezclas.
d) Crecimiento: se realizara el trabajo en campo por espacio de 5 semanas
en cual se tomaran datos necesarios cada 3 días.
e) Análisis estadístico: se hizo el procesamiento de los datos a fin de
expresar los resultados según las tasas de crecimiento.
f) Selección dieta: según los resultados finales y criterios de costo.
4.3 Materiales y/o instrumentos
o cuyes
o Criaderos de cuyes
o Sustancias químicas
o Equipo para determinar grasas
o Equipo para determinar carbohidratos
o Equipo para determinar la humedad
o Balanza con plataforma
23
o Balanza analítica
o Envases
o Tubos de ensayo
4.4 Población y muestra Universo
La muestra para el presente estudio es de tipo no probabilístico, pues es el
resultado de la combinación de los niveles de las componentes de las dietas
según el diseño de mezclas escogido.
4.5 Tratamiento de datos (análisis estadístico)
Con los promedios de los resultados de los 9 ensayos obtenidos de la
mezcla de componentes de las dietas; se desarrollarán modelos de regresión a
fin de evaluar la relación entre las variables en estudio. La validez de predicción
de los modelos y el efecto significativo se evaluaran por análisis de varianza
(ANVA), en ella se observará el grado de significación de los factores y sus
interacciones al 95 % de confianza, para los cálculos necesarios se utilizaran los
programas Statitisca 5.0 Desing – Expert 8.07.1. Para la determinación de la
dieta óptima se procederá a la aplicación de la metodología de superficie de
respuesta MSR y la optimización numérica con el criterio del valor de función
deseada (fd) más cercano a 1 será el mejor.
24
5 V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
5.1 Cronograma de Actividades
Cuadro 1. Actividades a desarrollar
ActividadesMeses
1 2 3 4 5Revisión Bibliográfica X x x x
Elaboración del proyecto X
Organización de recursos x
Ejecución del proyecto x x x
Recolección de datos x x
Análisis e interpretación de datos x x x
Redacción final x
Fuente: Elaboración propia (2013)
5.2 Recursos Humanos
01 Tesista
02 asesores especialistas
5.3 Bienes
Materiales y equipos a utilizarse.
5.4 Servicios
Lugar de experimentación INPREX Tacna.
25
5.5 Fuentes de Financiamiento y presupuesto
Cuadro 2. Costos de investigación
Materiales Cantidad Costo S/.Análisis de laboratorio 03 análisis 2000.00Criadero de cuyes 01 unidad 200.00Asesor 01 unidad 2000.00facilitador 01 unidad 500.00Equipo de computo 01 unidad 2200.00Impresora 01 unidad 500.00Depósitos grandes con tapa 01 unidad 300.00Plumón negro 01 unidad 2.00Mandil y botas 02 unidades 50.00Tubos de ensayo de 10 ml. 01 unidad 200.00Papel toalla 01 unidad 20.00Espátula 01 unidad 10.00Papel bond A-4 80gr por millar 01 millar 20.00Cd 10 unidades 11.00Cartucho tinta negra 01 unidad 200.00Cartucho a color 01 unidad 200.00Fotocopias 500 unidades 50.00Pasajes y movilidad localImprevistos
500 S/. 500.00300.00
Total 11000.00
Fuente: Elaboración propia (2013)
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