Original
Aplicación
del análisis químico en industria la manzanillera
The use of chemical analysis
in the “manzanillera” industry
Est.
Daymí Lastre Martínez, Universidad de Granma, Bayamo, Cuba (1)
Est.
Marcela Escalona Cortés, Universidad de Granma, Bayamo, Cuba (2)
Est.
Elaine Núñez Aguilar, Universidad de Granma, Bayamo, Cuba (3)
M. Sc.
Niurka Magaly Vázquez De Dios, Universidad de Granma,
Bayamo, Cuba (4)
(1) Estudiantes de 3er Año.
Carrera Licenciatura en Educación. Química. Alumno ayudante. Pertenece al Grupo
Científico de la carrera. Facultad de Educación Media. Universidad de
Granma. Bayamo. Campus Blas Roca
Calderío. Cuba. dlastremartinez@gmail.com
(2) Estudiantes de 3er Año.
Carrera Licenciatura en Educación. Química. Pertenece al Grupo Científico de la
carrera. Facultad de Educación Media. Universidad de Granma. Bayamo. Campus Blas Roca Calderío. Cuba. marcelaescalona@nauta.com.cu
(3) Estudiantes de 3er Año.
Carrera Licenciatura en Educación. Química. Facultad de Educación Media.
Universidad de Granma. Bayamo. Campus
Blas Roca Calderío. Cuba. elainenuñez@nauta.com.cu
(4) Profesora Auxiliar. Master en
Investigación Educativa. Licenciada en Educación Especialidad Química. Docente.
Departamento Química, Universidad de Granma, Campus Blas Roca Calderío, Granma,
Cuba nvazquezd@udg.co.cu.ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1708-5210.
Resumen
El presente artículo refiere la
aplicación práctica que tiene el análisis químico en la industria de conservas
y vegetales de la ciudad de Manzanillo en la provincia de Granma. Refiere
diferentes métodos analíticos por los que deben pasar los alimentos que en
dicha institución se producen para su salida al mercado y posterior consumo por
parte de la población. Para la conformación del artículo se realiza un estudio
teórico y práctico, relacionado con los métodos de análisis químicos que se
aplican en estos tipos de instituciones del Estado. El presente es resultado
del proceso docente educativo en la carrera, constituye trabajo extracurricular
de la asignatura Análisis Químico Cuantitativo y forma parte del informe de la
visita desarrollada a una institución del Estado cubano en el que se aplican
métodos químicos de análisis.
Palabras
claves: análisis químico; industria; métodos analíticos;
química; química analítica
Abstract:
This
article refers to the practical application of chemical analysis in the canned
and vegetable industry of the city of Manzanillo in the province of Granma. It
refers to different analytical methods through which the food produced in said
institution must go through for its release to the market and subsequent
consumption by the population. To compose the article, a theoretical and
practical study is carried out, related to the chemical analysis methods that
are applied in these types of State institutions. The present is the result of
the educational teaching process in the degree, it constitutes extracurricular
work of the Quantitative Chemical Analysis subject and is part of the report of
the visit carried out at a Cuban State institution in which chemical methods of
analysis are applied.
Keywords: Chemical analysis; industry; analytical methods; chemistry;
analytic chemistry
Introducción
Los métodos clásicos de Análisis Químico
tienen mucha aplicación, ellos constituyen la base teórica para el desarrollo
de los métodos químicos y químico-físicos de análisis que predominan
actualmente, tanto para la caracterización de las sustancias, como para el
control y el desarrollo de novedosas tecnologías del mundo actual. A través de
ellos se realizan operaciones de laboratorios como la preparación de
disoluciones, operaciones para la separación, identificación y cuantificación
del componente de una mezcla (Ayres, 1978, p. 13)
En Cuba, el avance de las
investigaciones científicas y tecnológicas exige crear y desarrollar el soporte
analítico en función de enfrentar y resolver problemas relacionados con la
producción, los servicios y la investigación (Colectivo de autores, 2010, p. 1);
de ahí la necesidad del estudio de los conocimientos relacionados con la
Química Analítica y su aplicación práctica en instituciones del Estado como
industrias productoras y conserveras de alimentos.
En instituciones objeto de estudio, el
valor nutritivo de los alimentos se determina mediante el análisis químico de
los componentes principales, como proteínas y carbohidratos, así como de los
microcomponentes, como las vitaminas y los minerales. Incluso las calorías de
un alimento se calculan a menudo a partir dela aplicación de su análisis
químico.
Teniendo en cuenta los aspectos expuestos
se desarrolla este artículo, en el que se expone los resultados de la visita
realizada a dicha institución del Estado con el objetivo de valorar la
aplicación práctica del Análisis Químico en el desarrollo económico del país, específicamente
en la Unidad Empresarial de Base (UEB) de Conservas y Vegetales “La
Manzanillera”, ubicada en la ciudad de Manzanillo
de la provincia de Granma. Actividad práctica, extracurricular e investigativa orientada a través de la asignatura Análisis
Químico Cuantitativo. En la imagen que sigue se evidencia la presencia de las
autoras en tal industria.
Imagen
1.
Colectivo de autoras a la entrada de la
institución
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Población
y muestra
La UEB de Conservas y
Vegetales “La Manzanillera”, constituye
la muestra de este trabajo. Dicha unidad mantiene buen ritmo
en la producción de varios productos de alta demanda social. Esta tiene como
objetivo producir y conservar de forma mayorista y en moneda nacional y diversa,
una amplia gama de productos destinados al consumo nacional, dentro de estas
producciones se encuentran: dulces de almíbar, mermeladas naturales y
concentradas, salsas y sofritos, puré de frutas para los niños, puré de tomate,
ensaladas, néctares, cremas, entre otros productos, mediante la trasformación y
utilización de materias primas agrícolas, nacionales e importadas.
Imagen
2.
Botella que contiene néctar de piña.
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Esta institución cuenta con
especialistas calificados quienes se desempeñan en el grupo de calidad y de
gestión de la calidad y microbiología. Los especialistas a cargo de tal
desempeño son jóvenes graduados de ingería industrial y químico con basta preparación
teórica y práctica. Sus estudios fueron realizados en el centro Jesús Menéndez
Larrondo de la propia ciudad. Actualmente poseen el cargo de Técnico en Gestión
de la calidad donde realizan diferentes funciones como: control, control de la
materia prima que se emplean en las producciones y control de registros
sanitarios de cada producto.
Imagen
3.
Colectivo de autoras con los especialistas de la UEB
la Manzanillera
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Análisis
de los resultados
Se constató, que en dicha institución se
aplica el análisis sólido-soluble, acidez, cloruro, viscosidad, agua potable,
determinación de cloro residual, medidor de pH. Estos poseen gran importancia
en la producción ya que permiten la identificación y cuantificación de
componentes.
La aplicación de estos es de severa
importancia, pues permite la elaboración de los productos cumpliéndose los
requisitos de calidad e inocuidad.
-
Para la determinación de la acidez del
néctar de piña. Se realiza a partir de pasos generales o metodología para
realizar el trabajo analítico:
1-Se pesa 25 g de la muestra de (néctar
de piña)
2- Se lleva a un volumétrico de 250 ml y
se envasa con H2O destilada
3-La muestra se filtra y de esta se
pipetea 25 ml de la muestra
4-Se echa en un Erlenmeyer de 250 ml y
se le agregan de 3 a 4 gotas del indicador fenolftaleína y se valora con
Hidróxido de Sodio (NaOH) 0,1 normal.
5-La cantidad de solución consumida se
multiplica con el factor de 0.25 y el resultado es la acidez que tiene el
néctar y si está o no dentro de parámetros.
- Parámetro de
calidad o de validación más usado o tenidos en cuenta en la institución:
·
Contenido de sólido – soluble: mínimo 14
y máximo 16
·
Acidez valorable: mínimo la acidez de la
fruta y máximo 1,0
·
Contenido de sólido en suspensión: ( no
se mide )
·
Contenido del alcohol: máximo 0,3
·
Llenado: mínimo no menos del 90 % de la
capacidad en el agua del recipiente
·
pH= de 3,7 a 3,9
-
Determinación del contenido de cloruro
por técnica de Mohr:
1- Se pesan 10 g de la muestra en la
balanza analítica.
2- Se enrasa hasta la línea de enrase
del matraz aforado de 250 mL.
3- Se filtran 25 mL y se vierten en un
Erlenmeyer.
4- Se añaden 3 a 4 gotas de indicador de
fenolftaleína.
5- Se valora con hidróxido de sodio
(NaOH) al 0,1 hasta que la coloración toma una muestra rosada clara.
6- Se añaden 3 a 4 gotas de Cromato de
potasio (K2CrO4).
7- Luego en una pipeta se añaden 10 ml
de plata al 0,1, se comienza a añadir gota a gota contables hasta que toma una
coloración naranja claro, luego la cantidad de gotas añadidas se multiplica por
0,50 que es una constante y se obtiene el resultado de los cloruros presentes
en la disolución.
-
Para la determinación de la acidez (pH)
1- Se pesan 25 g de la muestra, en la
balanza analítica.
2- Se enrasa en el matraz aforado de 250
mL.
3- Se filtra y se vierte en un
Erlenmeyer.
4- Se valora con 3 gotas de
fenolftaleína y se neutraliza con hidróxido de sodio NaOH hasta que toma una
coloración rosada clara.
5- Luego el gasto de NaOH se multiplica
por 0.28 valor el cual pertenece a otra constante y este resultado es el final
para este proceso.
El parámetro esencial que se pretende en
este es medir la concentración, viscosidad y pH ácido- base de los productos. La
aplicación o desarrollo de dichos ensayos son de gran importancia para la
institución ya que a través de ello se van haciendo observaciones y
regulaciones para cada producto establecido, lo cual conlleva a tener mejor
efectividad en el resultado de los ensayos. Estos métodos de análisis químicos
son de gran importancia pues a partir de su aplicación es que se puede elaborar
los productos comestibles destinados a la población, de los cuales muchos son
de exportación y para el turismo.
El objetivo principal de cualquier
laboratorio de análisis es la producción de resultados de alta calidad, a
través del uso de medidas analíticas que sean confiables, y adecuadas para el
propósito propuesto. Es por ello que se requiere de un análisis minucioso y
controlado, que requieran una excelente calidad e inocuidad posible, garantizada
que los productos estén acordé con la norma por los que se rigen.
-
Materiales que se utilizan en la industria
de conservas y vegetales para la aplicación
de dichas técnicas
• Filtro apropiado de 0,5 mm de diámetro
• Balanza técnica de división 0,1 g
• Vaso de precipitado de 250 ml
• Cilindro graduado de 50 ml de
capacidad
• Potenciómetro
• Balanza analítica: es una clase de
balanza de laboratorio diseñada para medir pequeñas masas, en un principio de
un rango menor del gramo. Su
característica más importante es que poseen muy poco margen de error, lo que
las hace ideales para utilizarla en mediciones muy precisas.
Imagen 4.
Balanza analítica que se utiliza en la UEB
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-
Existe materiales volumétricos como:
• Pipetas aforadas de 10 ml (preciso)
• Probetas graduadas de 1 000 ml (exacto)
• Matraz de 250 ml se debe utilizar
tapones de seguridad (preciso)
• Erlenmeyer
• Buretas (preciso)
Imagen 5.
Materiales de laboratorio de la UEB objeto de estudio
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Un laboratorio donde se realice análisis
químico, debe contar con materiales volumétricos adecuados, para realizar los
distintos procedimientos analíticos. Estos se diseñan para la medición exacta y
precisa de volúmenes.
-
Requisitos que deben cumplir los materiales
de laboratorio para su uso en los análisis químicos
ü Deben
estar estériles.
ü No
pueden contener partículas groseras ni de sólidos en suspensión.
ü Se
deben cambiar al tener impurezas.
ü Debe
estar a una temperatura de 25°C y tapado herméticamente, para evitar una
degradación de la disolución.
ü Esterilizar
el equipo (pH metro) antes de utilizar las disoluciones patrones.
-
Sustancias,
reactivos, disolventes químicos y disoluciones patrones que se utilizan en la
aplicación de los métodos de análisis en dicha industria
- Disolvente:
• Agua (H2O), Agua destilada
-Reactivos Químicos:
•
Hidróxido de sodio (NaOH) a temperatura entre 85 y 87 grado Celsius
-Indicadores:
• Fenolftaleína
Es importante en las condiciones de Cuba
el cuidado de los reactivos, dada la humedad atmosférica (colectivo de autores,
1981, p.179).
-
Errores más comunes en los procesos de
análisis
Al enfrentar un problema analítico el
resultado obtenido está afectado por distintas fuentes de error, relacionadas
fundamentalmente con el analista y con el funcionamiento de los instrumentos.
En general los errores se pueden compensar, empleando factores de corrección,
muestras patrones, muestras de referencia y experimentos en blanco.
En algunos casos se cometen diferentes
tipos de errores principalmente accidentales ya que son determinados por su
valor y signo que se cometen sin regularidad alguna. Se pueden producir errores
graves que alteran sumamente el resultado del análisis. Entre estos errores
podemos encontrar: los errores por cálculo inexacto, al pesar, lectura o
muestra equivocada, inestabilidad del instrumento, derrame de una parte de la
sustancia, calibración incorrecta, cambio de temperatura, entre otros.
En la unidad industrial objeto de
estudio se realiza el proceso de regulación a través del cual se puede medir la
calidad real, compararla con las normas o las especificaciones y actuar sobre
la diferencia. Dicho proceso conocido como control de la calidad, es importante
ya que debido a las actividades desarrolladas en cada etapa del proceso
productivo se garantiza un producto que satisface las necesidades del
consumidor final y las propias de las empresas.
Una organización de excelencia es
aquella que cumple estrictamente con el control de calidad de sus productos,
con el fin de garantizar a sus clientes productos y servicios de calidad, brindándole
la certeza que están utilizando productos que han sido evaluados en todas sus
etapas de acuerdo con las normativas vigentes y actualizadas
Imagen 6.
Libro de control de la UEB
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- Procesamiento
de datos
Este sería el último paso antes de
realizar el informe final de trabajo de
análisis. Después de realizar el trabajo en el laboratorio, se hace necesario
procesar los resultados obtenidos, es decir relacionar la señal analítica
medida con la concentración del analito (Colectivo de autores, )El diseño de
experimentos (incluyendo el tamaño de la muestra, la exactitud de las
mediciones y el número de análisis que se requieren) se determina a partir de
una comprensión correcta de lo que representan los datos. La disponibilidad de
hojas de cálculo para procesar datos ha vuelto muy eficientes los cálculos
estadísticos y los cálculos en general.
Una hoja de cálculo es un eficaz
programa de cómputo que se puede usar para diversas funciones, como análisis de
datos y graficación. Las hojas de cálculo son útiles para organizar datos,
hacer cálculos repetitivos y mostrar los cálculos en forma de gráfica. Tienen
funciones establecidas que incluyen, por ejemplo, desviación estándar y otras
funciones estadísticas para llevar a cabo cálculos sobre datos que el usuario
introduce. Los programas más comunes de hojas de trabajo incluyen Microsoft
Excel.
Imagen7.
Libro y tabla para el análisis cuantitativo en la UEB
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-
-
-
-
Destino final de los recursos y desechos
analizados teniendo en cuenta políticas de sostenibilidad o medioambiental.
La UEB tiene un
tratamiento de sistemas residuales, los plásticos, hierro, papel, cartón se
entregan a materia prima, los desechos orgánicos se venden para consumo animal
y los desechos peligrosos (tubos de lámparas, recipientes con aceite, etcétera)
se almacenan en un cuarto donde está todo distribuido, hasta que el gobierno
desidia su uso.
Conclusiones
1.- El estudio teórico y práctico de
este tema permite al profesional de química en formación profundizar en los
conocimientos adquiridos en la asignatura del currículo Análisis Químico
Cuantitativo.
2.- El desarrollo tecnológico ante la
necesidad de incrementar la posibilidad de respuesta analítica en las
diferentes esferas científico - técnicas, han puesto a disposición de los
analistas del laboratorio una enorme diversidad de instrumentos, equipos y
accesorios que posibilitan datos confiables de forma sumamente rápida y con
gasto mínimo de recursos.
3.- A través de la visita a la UEB la Manzanillera
se constató la importancia de esta para la economía del país y en la producción
de alimentos para la población, que se logran bajo un orden, método y control
de calidad.
3.- El colectivo de autoras e
investigadoras adquirieron nuevos conocimientos sobre el trabajo en los
laboratorios así como la necesidad de los parámetros de calidad y el control de
los diferentes errores que se pueden cometer en el laboratorio para preservar
la salud de toda la población.
Referencias
bibliográficas
Ayres, Gilbert, R. (1978). Análisis Químico Cuantitativo. Editorial
Pueblo y Educación. La Habana.
Colectivo de autores. (2010). Apuntes para un libro de texto Química
Analítica Básica. Departamento de Química Analítica. Facultad de Química.
Universidad de La Habana.