1. DEFINICIÓN: Cristales secos de sabor dulce, inodoros, solubles
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AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 4 Página: 1 de 4 1. DEFINICIÓN: Cristales secos de sabor dulce, inodoros, solubles en agua, ligeramente soluble en alcohol, obtenido del jugo de la caña por trituración y sometido a un proceso industrial por medio del cual se purificado hasta obtener concentraciones no menores del 99.9%. El azúcar apta para la elaboración de licores es la refinada. 2. ESPECIFICACIONES: 2.1 2.2 2.3 2.4 Pureza (%) Humedad (%) Potencial de Floc (Absorbancia) Apariencia en solución alcohólica MÍNIMO 99.9 - MÁXIMO 0.1 0.14 Transparente Parámetros Microbiológicos: Según NTC 778 Toma de muestra Cantidad mínima para procesamiento 300g según NTC 1706. Materiales: Bolsas de cierre hermético de tamaño acorde a la cantidad de muestra. Etiquetas adhesivas. Marcador permanente. Guantes. AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 4 Página: 2 de 4 Requisitos Microbiológicos Mesófilos Aerobios UFC/g < 200 Mohos y Levaduras UFC/g < 100 NMP Coliformes /g NMP Coliformes Fecales /g <3 0 Procesamiento de Muestra Seguir especificaciones mencionadas en los anexos. Realizar Diluciones 1/10 y procesar 10-1 3. USO: Edulcoración de licores y cremas. 4. PRESENTACIÓN O UNIDAD DE MEDIDA: Presentación de 50 kilogramos. Unidad de Medida: Kilogramo. 5. ENSAYOS: 5.1 La pureza debe ser certificada por el proveedor. 5.2 Ver Norma de Procedimiento de Análisis COC-CC-DE-17 (% de Humedad). AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 3 de 23 5.3 Potencial de Floc: Este ensayo nos sirve para determinar si el azúcar presentará floculación cuando se elaboren bebidas alcohólicas con ella. El método se basa en el potencial de floc de los polisacáridos, los cuales son insolubles en el alcohol etílico. Se prepara una solución en agua al 50% de azúcar y se ajusta a pH=7.0. Se calienta hasta hervir y se pasa por un filtro de 0.45 micras. Se enfría el filtrado y se toman 5 ml del mismo los cuales se mezclan con 5 ml de agua suavizada y 12 ml de etanol al 96%. Se espera hasta total desaparición de burbujas (50 minutos de reposo ó baño ultrasónico). Se lleva al espectrofotómetro y se lee la absorbancia a 420 nm y el cual debe ser menor de 0.14. Nota: Se pueden tomar 250g de azúcar, diluir con agua suavizada y aforar en un balón de 500mL. Resultado: Si la absorbancia es menor de 0.14 el producto cumple y la probabilidad de que se presente Floc ó nebulocidad en el producto terminado es mínima. 5.4 Apariencia en solución alcohólica: A una solución de azúcar de 50 g/l en alcohol al 50% de le observa el aspecto y el cual debe ser límpido y transparente. 5.5 Análisis Microbiológico Metodologías Petrifilm de 3M para Mesófilos aerobios, Coliformes totales y E. Coli, Staphylococcus aureus y Mohos y levaduras; y Agar Rambach para Salmonella. 6. BIBLIOGRAFÍA: Norma ICONTEC 778 Azúcar refinada. Norma ICONTEC 586 Azúcar determinación polarización. Norma ICONTEC 572 Determinación de la humedad. AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 4 de 23 TABLA DE PRUEBAS CUADRO DE PRUEBAS PRUEBAS CODIGO M.O.P NTC Polarización Cenizas Humedad Color Pureza COC-CC-DE-23 COC-CC-DE-24 COC-CC-DE-17 NTC 586 NTC 570 NTC 572 NTC 2085 Proveedor Método GS2/3-5 ICUMSA Azucares Reductores Potencial Floc COC-CC-DE-68 Apariencia en solución alcohólica COC-CC-DE-68 VALIDACIÓN DEL MÉTODO AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 5 de 23 El método fue validad por medio de los criterios que se estipulan en la NTCISO/IEC 17025: 2005 teniendo en cuenta puntos como: Linealidad, Sensibilidad, Límites, Repetibilidad y Reproducibilidad. LINEALIDAD Se analizaron 11 muestras las cuales contaban con concentraciones distintas del azúcar objeto de análisis, analizadas cada un de forma independiente para eliminar errores sistemáticos. Las concentraciones van desde 10g hasta 300g pasando por el peso de prueba que es de 250g. La herramienta utilizada para la evaluación de los datos es una plantilla de Excel. TABLA 1: Datos obtenidos GRAMOS 10 50 80 100 130 150 200 230 250 280 300 PROMEDIO DESVIACION ESTANDAR VARIANZA ABSORBANCIA 0.009 0.021 0.038 0.045 0.063 0.074 0.095 0.11 0.115 0.132 0.151 0.077545455 0.046759734 0.002186473 Con base en los datos obtenidos en las lecturas realizadas en el espectrofotómetro a una longitud de onda de 420nm se grafico y hallo la ecuación de la recta, para de esta manera determinar la linealidad del método. GRAFICA 1: Linealidad Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 6 de 23 AZÚCAR LINEALIDAD 0,16 y = 0,0005x - 0,0002 R² = 0,9945 Absorvancia (nm) 0,14 0,12 0,1 0,08 LINEALIDAD 0,06 Lineal (LINEALIDAD ) 0,04 0,02 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Concentracion (gramos) Ecuación de la recta: Y = 0.0005x – 0.0002 El coeficiente de correlación r=0.997246208 y el coeficiente de determinación r2=0.9945 muestran que existe una fuerte relación entre las variables con una pendiente positiva. Para la evaluación de linealidad del método se aplicó la prueba de t Student. La formula es: Donde: t = valor del estimador del t Student obtenido para el coeficiente de correlación. /r/ = valor absoluto de coeficiente de correlación AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 7 de 23 n-2 = numero de grados de libertad. r2= valor del coeficiente de determinación Se obtiene el valor de t critico de la tabla para t Student de dos colas, con un α = 0.05 y 8 grados de libertad. t critico = 2.262 se puede observar que el valor de tr o t calculado es mayor que el valor de t critico (38.03348>2.262), por los cual se afirma que existe una correlación lineal significativa entre los datos obtenidos. SENSIBILIDAD La sensibilidad es el cociente entre el cambio en la indicación de un sistema de medición y el cambio Correspondiente en el valor de la cantidad objeto de la medición. Este parámetro se evalúa calculando la pendiente de la recta en la curva de calibración por medio de una regresión lineal, con la siguiente formula: Observando la pendiente en la Grafica 1 y el dato m, se determina que el método no es muy sensible a los cambios de concentración del analito, esto se debe a que AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 8 de 23 mientras mas próxima al eje de las Y este la recta, significa que a ligeros cambios en las concentraciones esperadas habrá grandes variaciones en los resultados de las lecturas observadas [m2] En el caso de [m3] grandes cambios en la concentración no son significativos para la lectura, como se muestra en la figura 1. FIGURA 1: Interpretación de calculo de la pendiente Se dice, que un método es sensible cuando una pequeña variación de concentración determina una gran variación de respuesta. La sensibilidad permite observar la capacidad de respuesta instrumental frente a una determinada cantidad de analito. En el tiempo, visualiza como se comporta el instrumento. LIMITES Los limites se determinan con el fin de tener un rango conocido para las observaciones, para ello se tiene en cuenta parámetros como el Valor Critico (LC), el Limite de Detección (LOD) y el Limite de Cuantificación (LOQ). Estos valores se AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 9 de 23 determinaron con las mediciones de la muestra patrón y aplicando las siguientes formulas: Valor Crítico: LC = 1.645 x S0 Siendo: S0 = La desviación estándar de la lecturas de la muestra patrón Limite de Detección: LOD = 3.29 x S0 Limite de cuantificación: LOQ = 10 S0 Un criterio de aceptación adecuado es LC<LOD<LMP, considerando que el LMP para este caso es 0.14. Resultados: La muestra patrón se determino utilizando el valor en gramos comúnmente utilizado en el laboratorio (250 gramos de azúcar), y realizando lecturas consecutivas. En la siguiente tabla se muestran los datos de las observaciones realizadas con una muestra patrón, además de los resultados de la determinación de los límites. TABLA 2: Datos muestra patrón y determinación de límites. Repetición 1 2 Absorbancia (420nm) 0.065 0.075 Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 10 de 23 AZÚCAR 3 4 5 6 7 8 9 10 0.064 0.069 0.078 0.091 0.096 0.096 0.077 0.086 Media Desviación Estándar Varianza %CV LMP LC LOD LOQ 0.07970 0.012055888 0.000145344 15.12658516 0.14 0.019831936 0.039663873 0.120558884 Se puede observar que el criterio de aceptación se cumple, ya que, LC<LOD<LMP (0.019831936<0.039663873<0.14). EXACTITUD Veracidad: Determina el grado de coincidencia existente entre el valor medio obtenido de una serie de resultados y un valor de referencia aceptado. En este caso el valor de referencia será 0.14, el cual es el límite máximo permitido. Para la evaluación de la veracidad se calcula un parámetro denominado sesgo. Sesgo (s): La diferencia entre la expectativa relativa a los resultados de un ensayo o una medición y el valor verdadero. El sesgo es el error sistemático total en contraposición al error aleatorio. Este se calcula como: S = X – Xa Siendo: S = sesgo Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 11 de 23 AZÚCAR X = lectura obtenida o valor promedio de las lecturas obtenidas. Xa = valor asignado, valor certificado del material de referencia o valor esperado. Los datos de ensayo se realizaron con muestras de un mismo lote de azúcar y con 3 analistas distintos que siguieron exactamente el mismo procedimiento. En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos por cada uno de los analistas y la determinación del error sistemático en cada caso. TABLA 3: Datos Experimentales y sesgo POTENCIAL FLOC EN AZUCAR ABSORVANCIA ANALISTA REPETICION 420nm 1 0.105 2 0.100 3 0.084 4 0.089 5 0.073 1 6 0.078 7 0.091 8 0.090 9 0.084 10 0.109 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.105 0.104 0.094 0.087 0.079 0.080 0.094 0.098 0.089 0.109 Sesgo -0.035 -0.04 -0.056 -0.051 -0.067 -0.062 -0.049 -0.05 -0.056 -0.031 -0.035 -0.036 -0.046 -0.053 -0.061 -0.06 -0.046 -0.042 -0.051 -0.031 Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 12 de 23 AZÚCAR 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.107 0.097 0.089 0.086 0.082 0.081 0.110 0.098 0.098 0.105 -0.033 -0.043 -0.051 -0.054 -0.058 -0.059 -0.03 -0.042 -0.042 -0.035 TABLA 4: Cálculos datos experimentales y sesgo CALCULOS Valor referencia 0.14 Media Observados 0.093166667 Desviación Estándar 0.010593047 Numero de Muestras 30 Sesgo 0.046833333 Para evaluar es sesgo se debe realizar una prueba t, en el cual t calculado debe ser menor al t critico. Donde: t calc= t observado o calculado Xa = Valor esperado o valor certificado en concentración X= Promedio de valores leídos u observados en concentración S= Desviación estándar n= Numero de lecturas o valores observados. AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 13 de 23 El t crítico se determino con la tabla de prueba de t Student para una cola con un y con 29 grados de libertad. t critico = 2.045 Como el t calc < t critico se dice que el sesgo obtenido para el método utilizado es aceptable por lo tanto su veracidad es aceptable. PRECISION: Este se expresa en términos de repetibilidad y reproducibilidad. a) Repetibilidad: se tuvo en cuenta los datos de los 3 analistas para tener datos mas significativos, los cuales fuero obtenidos en días diferentes pero siguiendo los mismo ítems de la prueba. b) Reproducibilidad: se tuvieron en cuenta 3 analistas con conocimiento básico en la realización de la prueba y cada uno realizo 10 mediciones. Estos parámetros fueron evaluados bajo un análisis estadístico de la varianza de repetibilidad y la varianza de reproducibilidad, basado en la norma técnica NTC 3529-2. Previo al análisis de la repetibilidad y reproducibilidad se realizo un análisis de varianza o Anova para determinar si existe diferencia significativa entre los datos, además, se examinaron resultados atípicos por medio del modelo estadístico h y k de Mendel. Análisis de Varianza o Anova TABLA 5: Datos Experimentales POTENCIAL FLOC EN AZUCAR REPETICION ABSORVANCIA Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 14 de 23 AZÚCAR 1 0.105 0.100 0.084 0.089 0.073 0.078 0.091 0.090 0.084 0.109 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 420nm 2 0.105 0.104 0.094 0.087 0.079 0.080 0.094 0.098 0.089 0.109 3 0.107 0.097 0.089 0.086 0.082 0.081 0.110 0.098 0.098 0.105 N = Numero de observaciones = 10x3 = 30 TABLA 6: Sumatorias: 1 SUMATORIA Xi SUMATORIA Xi2 0.903 0.082733 ANALISTAS 2 0.939 0.089129 SUMATORIA TOTAL DE CUADRADOS: Grados de libertad totales = N-1 = 30-1 = 29 SUMATORIA DE CUADRADOS ENTRE GRUPOS Grados de libertad entre grupos = n -1 = 10 – 1 = 9 3 0.953 0.091793 SUMATORIA TOTAL 2.795 0.263655 Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 15 de 23 AZÚCAR SUMA DE CUADRADOS DENTRO DEL GRUPO Grados de libertad dentro del grupo = gltotal – glB = 29 – 9 = 20 TABLA 7: Cuadro resumen ORIGEN DE LA VARIANZA ENTRE GRUPOS (B) DENTRO DEL GRUPO (W) TOTAL (T) GRADOS DE LIBERTAD 9 20 29 SUMA CUADRADOS 0.000133067 0.0031211 0.003254167 CUADRADOS MEDIOS 1.47852E-05 0.000156055 -------------- Se aplica la prueba de Fisher o test F para determinar si existe diferencia significativa entre las varianzas. Prueba F Se determina el valor de F critico en la tabla F, colocando los grados de libertad entre grupos en la fila horizontal y los grados de libertad dentro del grupo en la fila vertical. Con un valor de y 1 cola. F critico = 2.44707 Como el Fcalc<Fcrititco se concluye que no hay diferencias significativa entre los resultados de cada analista. Examen de resultados Atípicos Se examino por medio de las medidas llamadas estadístico h y k de Mendel. Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 16 de 23 AZÚCAR Estadístico de consistencia interlaboratorio, h: La media de las medidas ( manera: ) y la gran media ( ) se determinaron de la siguiente Media de la Celda: Gran Media o Media Global: TABLA 8: Medias de la celda MEDIAS ENTRE CELDAS ABSORVANCIA ANALISTA 420nm 1 0.0903 2 0.0939 3 0.0953 MEDIA GLOBAL 0.093166667 TABLA 9: Estadístico de consistencia interlaboratorio, h h DE MENDEL INTERLABORATORIOS RESULTADO ANALISTA H 1 -0.945226177 Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 17 de 23 AZÚCAR 2 3 0.241802045 0.703424131 GRAFICA 2: Grafica de h de Mendel Interlaboratorios Estadístico de consistencia intralaboratorio, k La desviación estándar intracelda ( ) se calcula como: Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 18 de 23 AZÚCAR Y la desviación estándar combinada intracelda se calcula: TABLA 10: Desviación estándar intracelda DESVIACION ESTANDAR INTERCELDA RESULTADO ANALISTA 1 2 3 0.011508934 0.010311267 0.010392839 TABLA 11: Varianza intracelda VARIANZA INTRACELDA RESULTADO ANALISTA 1 2 3 Desviación estándar combinada intracelda por nivel 0.000132456 0.000106322 0.000108011 0.010751572 TABLA 12: Estadístico de consistencia intralaboratorio, k AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 19 de 23 K DE MENDEL INTERLABORATORIOS RESULTADO ANALISTA k 1 1.070441972 2 0.959047379 3 0.966634424 GRAFICA 3: Grafica de k de Mendel intralaboratorio Los resultaros fueron comparados con los indicadores de los estadísticos h y k de Mendel para los niveles de significancia de 1% y 5% que fueron tomados de los anexos de la NTC 3529-2. AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 20 de 23 TABLA 13: Indicadores de los estadísticos h y k de Mendel NIVEL DE SIGNIFICANCIA INDICADOR 1% 5% H 1.15 1.15 K 1.39 1.29 p=3 y n=10 Se trazaron líneas sobre los gráficos h y k interlaboratorio y intralaboratorio respectivamente con ls indicadores de Mendel con su respectivo nivel de significancia. Análisis de resultados atípicos Examinando los gráficos h y k, y comparándolos con los indicadores de ambos estadísticos, se observo que todas las medidas de los distintos analistas están por debajo del valor critico del 1%, lo cuan indica que los datos son consistentes y no hay variabilidad en los resultados. REPETIBILIDAD y REPRODUCIBILIDAD Calculo de la Media y la Varianza Se calcula la varianza de repetibilidad, la varianza entre analistas y la varianza de reproducibilidad. Los datos básicos para el cálculo de dichas varianzas se encuentran en las tablas 5, 8 y 10. Los cálculos son expresados en la tabla 14 y se realizaron con las siguientes formulas: Varianza de repetibilidad: AZÚCAR Donde: = Desviación estándar de repetibilidad X = Media Global Varianza entre analistas En donde: Varianza de reproducibilidad Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 21 de 23 AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 22 de 23 TABLA 14: Resultado de Varianzas y Desviación Estándar VARIANZAS Y DESVIACIONES VARIABLE Varianza de Repetibilidad Srj2 Desviación Estándar de Repetibilidad Sdj2 Nj Varianza entre analistas SLj2 Varianza de Reproducibilidad SRj2 Desviación Estándar de Reproducibilidad %CV repetibilidad %CV reproducibilidad RESULTADO 0.0001157 0.010754844 6.65333E-06 10 -1.09013E-05 0.0001157 0.010754844 11.54366068 11.54366068 NOTA: En el caso de la varianza entre analistas que el resultado fue negativo, la norma NTC 3529-2 afirma que este valor debe tomarse como cero, por lo cual la varianza de repetibilidad y la varianza de reproducibilidad serán iguales. Análisis de datos: El método debe ser considerado como aceptable, con una desviación estándar de repetibilidad y reproducibilidad del 0.01075 y un porcentaje de coeficiente de variación de 11.54366, siendo este ultimo un poco alto, pero sin embargo entra en el rango de aceptabilidad (<15%). INCERTIDUMBRE Para este método no se determina la incertidumbre de la medición debito a que en los datos puede ser mucha con respecto al patrón, y no existe un rango exacto en le cual oscilen las observaciones sino que se tiene en cuenta que el valor de la absorbancia a 420 nm sea menor al 0.14. AZÚCAR Código: COC-CC-DE-68 Versión No: 3 Página: 23 de 23 CONCLUSIONES Según los datos obtenidos en la evaluación de linealidad, sensibilidad, limites, exactitud, repetibilidad y reproducibilidad, se puede afirmar que el método de análisis del potencial Floc en azúcar realizado en el laboratorio de calidad y control de la Industria Licorera de Caldas se encuentra validado.
