Eficiencia energética en el suministro de vacío para el envasado de alimentos

En muchas fábricas de alimentos, la eficiencia energética en el suministro de vacío para el envasado comienza a cobrar importancia desde un punto de vista económico. Las máquinas de envasado de campana, las máquinas selladoras de bandejas y las de termoformado utilizan tecnología de vacío para envasar alimentos frescos de manera higiénica y duradera.
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Cuanto mayor sea el número de máquinas de envasado en una empresa y más extensos sean los tiempos de funcionamiento, mayor debe ser la importancia que se le dé a la energía necesaria y a los costes de operación del suministro de vacío. Es muy importante que se examine todo el proceso de envasado y que no se limite solo a la tecnología de vacío.

Suministro de vacío
La bomba de vacío constituye el núcleo del suministro de vacío de una máquina de envasado, ya que se encarga de evacuar el aire de la cámara de vacío y garantiza que haya el mayor nivel de vacío posible o la menor presión en el envasado después del sellado. Posteriormente, se puede inyectar un gas para crear una atmósfera de protección en el envasado. Normalmente se utilizan bombas de vacío de paletas rotativas para la evacuación de la cámara de vacío. Con la serie R 5, Busch Bombas y Sistemas de Vacío se convirtió hace más de 50 años en el referente mundial para el suministro de vacío en máquinas de envasado y, por eso, continúa desarrollándola y perfeccionándola desde entonces. La última serie de Busch, la R 5 RD, se presentó por primera vez en el IFFA de 2016 en Frankfurt. Estas bombas requieren un 20% menos de potencia de motor que cualquier modelo equivalente.

Por ejemplo, una máquina de envasado de termoformado equipada con la nueva R 5 RD 0360 A (fig. 1), ahorra aproximadamente unos 1500 EUR en costes anuales de electricidad durante una operación de dos turnos en 10 ciclos por minuto (precio de la electricidad = 0,18 euros/kWh)


Fig.1: La R 5 RD 0360 A es la nueva bomba de vacío de paletas rotativas energéticamente eficiente de Busch, presentada en la IFFA 2016

La nueva serie R 5 de bombas de vacío con paletas rotativas está diseñada específicamente para el envasado al vacío de alimentos y se puede limpiar fácilmente, ya que sus superficies son  lisas, los conductos de aceite están en el interior y la caja no tiene aletas de refrigeración. El mantenimiento también se ha visto reducido de manera significativa ya que todos los elementos que lo necesitan están colocados en un lateral y solo es necesario cambiar un único separador de aire/aceite. Esto permite ahorrar incluso en los costes de mantenimiento.

Reducción de la carga térmica
Por norma, las bombas de vacío generan un calor residual que puede afectar de forma negativa a la producción y a las salas de procesamiento o a sus sistemas de aire acondicionado. El calor residual no solo puede reducirse drásticamente, sino que también puede utilizarse. 

Un intercambiador de calor agua-aceite en una bomba de vacío R 5 de paleta rotativa puede reducir de manera significativa el calor residual y así, reducir también los costes energéticos causados por el aire acondicionado. Y lo que es mejor: el intercambiador de calor puede utilizarse para generar agua caliente que posteriormente se podrá usar durante el funcionamiento de la máquina. Las bombas de vacío de paletas rotativas R 5 pueden utilizar intercambiadores de calor readaptados.

Si cuatro máquinas de envasado trabajan en una sala y cada una lleva incorporada una bomba de vacío de paletas rotativas R 5 con una potencia de motor de 5,5 kW, la energía total necesaria para refrigerar es de aproximadamente 6,0 kW. Si las bombas de vacío llevan implementado un intercambiador de calor, la energía necesaria para refrigerar es de aproximadamente 1,5 kW. Durante un tiempo de trabajo de 4500 horas/año y un precio de electricidad estimado de 0,18 euros/kWh, el resultado es un ahorro en el coste energético anual de cerca de 3700 EUR.

El uso de agua caliente no se tiene en cuenta en este ejemplo.

Control en los procesos de envasado
Existen varias opciones para diseñar el proceso de envasado de tal forma que resulte más económico. Las tecnologías inteligentes para el suministro de vacío pueden contribuir a ello con sistemas de control optimizado, controles de frecuencia e incluso un contenedor de vacío. Para mejorar dicha eficiencia, Busch ha desarrollado la llamada "Auditoría de vacío". Se trata de contar con un experto en vacío que estudia el suministro existente directamente en la planta y lo analiza. Posteriormente, el experto le indica al cliente en qué parte del proceso se pueden ahorrar costes. 

El objetivo es desarrollar una solución individualizada de suministro de vacío para el cliente que se pueda servir para alcanzar una eficiencia energética óptima.


Fig.2: Sistema de vacío centralizado de Busch en una gran empresa de procesamiento de carne

Suministro de vacío centralizado
Cualquier empresa que envase productos alimenticios con varias máquinas de envasado de termoformado, con selladoras de bandejas o con máquinas de cámara, deberían considerar la utilización de suministro de vacío centralizado. Busch es el fabricante más importante de este tipo de sistemas de vacío centralizado del mundo (imagen 2) y por eso cuenta con la mayor experiencia. Gracias a la centralización, se puede esperar un ahorro del coste energético de al menos un 50%. Esto es posible porque se necesitan menos bombas de vacío con un sistema centralizado que con uno que no lo esté. Además, el control de rendimiento puede ajustarse de forma precisa para que cumpla los requisitos del funcionamiento general. Normalmente, no todas las máquinas de envasado funcionan con la carga máxima, así que no siempre trabajan todas las bombas de vacío. Además, los sistemas de vacío centralizados ofrecen también la máxima fiabilidad y seguridad ya que todos los componentes relevantes del sistema tienen un diseño redundante. Si una bomba de vacío falla o requiere trabajos de mantenimiento, la potencia máxima permanece intacta. Los sistemas de vacío centralizado de Busch pueden estar equipados con varias bombas. Además de las bombas de vacío de paletas rotativas lubricadas con aceite R 5, las bombas de vacío de uña Mink de funcionamiento en seco o las bombas de vacío de tornillo COBRA también pueden utilizarse como componentes. El gasto de inversión puede reducirse durante la compra al incluir bombas de vacío ya existentes en la instalación del sistema. En la fig. 3 puede ver un ejemplo práctico. 

Durante el proceso de centralización del suministro de vacío, un fabricante de productos cárnicos comprobó que el ahorro energético ascendía a una cantidad de 151 000 EUR al año.


Fig.3: Comparación de costes energéticos para suministro de vacío local y central.


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