Suprimento de vácuo com eficiência energética para fábricas de processamento de carne

Um conceito de embalagens integradas que garante que os produtos acabados sejam embalados de forma higiênica, confiável, rápida e eficiente é um componente importante na produção moderna de carne e embutidos. Por este motivo, as inovadoras fábricas de processamento de carne estão trabalhando continuamente para otimizar da melhor maneira possível seus processos de produção e integrar suas linhas de embalagem no processo global. A seleção correta de sistemas de geração de vácuo influencia bastante a confiança operacional e a eficiência econômica do processo de embalagem. Dependendo do tamanho da fábrica e das quantidades de produção envolvidas, há diversas opções no suprimento de vácuo. Essas alternativas são explicadas abaixo, sendo oferecidas sugestões para encontrar a melhor solução possível em termos de tecnologia e rentabilidade.

A embalagem a vácuo dos produtos de carnes e embutidos oferece uma vantagem fundamental: a eliminação do ar na embalagem reduz drasticamente o teor de oxigênio, diminui a atividade das bactérias aeróbias e, assim, aumenta significativamente o ciclo de vida. Além disso, a embalagem a vácuo é higiênica e permite que os produtos sejam apresentados de uma forma atraente. Uma ampla gama de máquinas de embalagem a vácuo está disponível no mercado, o que significa que existe uma máquina de embalar apropriada para todos os requisitos necessários para embalagem. Essas máquinas de embalar, apesar do seu design e tamanho, têm algo em comum: em todas as máquinas, o vácuo deve ser gerado a fim de atender aos requisitos da embalagem a vácuo. Esse processo pode ser obtido por meio de uma bomba de vácuo integrada ou separada. Outras alternativas incluem sistemas centrais de suprimento de vácuo aos quais estão conectadas várias máquinas de embalar.

Bomba de vácuo integrada

A bomba de vácuo está normalmente integrada ou instalada separadamente nas imediações de qualquer máquina de embalagem a vácuo, quer seja uma máquina de embalar de câmara de vácuo, seladora de bandeja ou máquina de embalar por termoformagem. As bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo são utilizadas quase exclusivamente para este fim (Fig. 1). Este tipo de bomba de vácuo, desenvolvida especificamente para a indústria de embalagens pela Busch Vacuum Solutions na década de 1960, tem sido o padrão na embalagem a vácuo há muito tempo. O desenvolvimento contínuo garante que essas bombas de vácuo sejam sempre de última geração, sendo da ordem dos milhões as bombas operadas em todo o mundo. A nova geração destas bombas de vácuo é otimizada quanto à energia, permitindo economias de energia de 20%.

A bomba de vácuo, integrada ou montada separadamente na máquina de embalar, é a forma mais simples e mais comum pela qual o vácuo é gerado na embalagem. Os tubos curtos entre a câmara de vácuo, a estação de selagem e a bomba de vácuo garantem que o ar seja rapidamente removido da embalagem. As máquinas de embalar por termoformagem em maior escala, com volumes de embalagem elevados, também podem ser equipadas com um acelerador de vácuo. Velocidades mais altas podem ser atingidas combinando bombas a vácuo de palhetas rotativas com aceleradores de vácuo, reduzindo assim o tempo de inatividade da bomba. Na prática, isto significa tempos de ciclo mais curtos e, portanto, uma maior quantidade de produtos embalados por unidade de tempo. Se várias máquinas de termoformagem forem operadas, devemos considerar, pelo menos, uma centralização parcial do suprimento de vácuo.

Centralização parcial

Por meio da centralização parcial (Fig. 2), as bombas de vácuo de palhetas rotativas são removidas da sala de embalagem propriamente dita e integradas em um sistema de pré-vácuo central para todas as máquinas de embalar em uma sala separada. Os aceleradores de vácuo sem óleo, a seco, são instalados diretamente nas máquinas de embalar e conectados ao sistema de tecnologia central de pré-vácuo com um sistema de tubos. Um sistema parcialmente centralizado sempre faz sentido quando se opera, no máximo, de duas a cinco máquinas de embalar por termoformagem, perto uma das outras, em uma área. Se forem utilizadas mais máquinas de embalar, os custos de investimento serão muito elevados devido aos aceleradores de vácuo nas máquinas individuais. Portanto, é recomendável centralizar totalmente o suprimento de vácuo.

Suprimento de vácuo centralizado

A centralização total do suprimento de vácuo (Fig. 3 e 4) é geralmente uma opção economicamente viável quando há seis ou mais máquinas de embalar. Normalmente, pode-se afirmar com segurança que é preciso um número significativamente menor de bombas de vácuo para um suprimento de vácuo centralizado do que para um conjunto de bombas de vácuo individuais diretamente ao longo das linhas de embalagem. Se o suprimento de vácuo for mais tarde convertido de um sistema descentralizado a um sistema centralizado, as bombas de vácuo existentes poderão ser integradas no novo sistema centralizado, reduzindo os custos de investimento. Os custos energéticos muito reduzidos ao utilizar aceleradores de vácuo não devem ser subestimados. Os requisitos de resfriamento para o sistema de ar condicionado também são reduzidos, pois todas as bombas de vácuo estão localizadas fora da sala de embalagem. Isso, por sua vez, melhora visivelmente o consumo total de energia em prol de um sistema centralizado.

A ausência de todos os geradores de vácuo na sala de produção e/ou embalagem elimina, por sua vez, o risco de contaminação dos alimentos por meio de aerossóis de óleo. Além disso, não há necessidade de que os funcionários entrem na sala de embalagem, bastante vulnerável do ponto de vista higiênico, para realizar trabalhos de manutenção ou reparo. Portanto, as condições de sala limpa poderão ser criadas na área em torno das linhas de embalagem.

As câmaras de embalagem individuais são evacuadas em dois estágios para que possam executar frequências máximas de ciclo nas linhas de embalagem. Para este efeito, o gradiente de pressão crítico será utilizado e, portanto, atinge a evacuação o mais rapidamente possível.

Este processo requer uma unidade de bomba de vácuo industrial para a evacuação inicial e uma unidade de bomba a vácuo médio para a evacuação à pressão de embalagem. As válvulas de inversão com as unidades de controle correspondentes estão conectadas às máquinas de embalar. Elas controlam a transição de um vácuo industrial para um vácuo médio.

Nas máquinas de embalar por termoformagem, a estação de moldagem é fornecida utilizando uma unidade de bomba de vácuo de termoformagem separada. Isso garante que as películas de base previamente aquecidas sejam sugadas para dentro do molde da bandeja e tomem a forma desejada.

Por um lado, esta separação em várias estações de vácuo é necessária, já que as funções de moldagem e selagem funcionam em vácuos distintos, e, por outro lado, uma vez que é necessária uma velocidade de bombeamento bastante inferior para a evacuação de dois estágios da câmara de selagem. A tubulação serve como um acumulador de vácuo. Este acumulador é necessário para manter a pressão de embalagem a um nível constante, mesmo quando todas as máquinas de embalar estão funcionando com o mesmo número de ciclos.

O sistema central de vácuo é totalmente automático: ativa módulos de vácuo individuais, se for necessário um vácuo maior, e/ou desativa módulos de vácuo individuais, se for necessário um vácuo menor. Se uma bomba de vácuo falhar nas unidades de bomba de vácuo industrial, médio ou de termoformagem, a bomba de reserva será automaticamente ativada. Isso garante a máxima confiabilidade operacional para o suprimento de vácuo às máquinas de embalar.

Um sistema central de suprimento de vácuo tem um design modular, o que significa que os módulos individuais podem ser desativados para que seja realizada a manutenção. Quando isso acontece, uma unidade de reserva é automaticamente ativada. Isto significa que os trabalhos de manutenção podem ser realizados, mesmo durante a operação, sem afetar a capacidade produtiva das máquinas de embalar. No sistema central, as bombas de vácuo de palhetas rotativas individuais são submetidas a cargas bastante inferiores em relação às unidades individuais, estendendo assim os intervalos de manutenção. O local de instalação do sistema central fora da área de produção também otimiza a manutenção, já que os trabalhos de manutenção não causam interrupções nos processos operacionais ou violações das regras de higiene.

Os sistemas centrais de suprimento de vácuo possuem uma integração muito boa no sistema de controle de processos operacionais, o que significa que a fábrica de vácuo pode ser controlada e monitorada a partir de um PC. Quaisquer indicações de falhas iminentes podem ser facilmente identificadas e corrigidas antes que as máquinas apresentem avarias. Os parâmetros técnicos necessários podem ser permanentemente solicitados e as pressões nas linhas de vácuo são exibidas em forma de gráfico. Isso permite que todos os dados relacionados ao processo sejam avaliados e arquivados. São fornecidas informações valiosas aos departamentos de controle de qualidade e reparo.

Resumo

Em sistemas que utilizam duas ou mais máquinas de embalagem a vácuo, o operador ou chefe responsável pelas operações deve levar em consideração a forma como o vácuo é gerado. Ele não deve esquecer que a produção, por exemplo, com máquinas para enchimento ou misturadores de embutidos, também necessita de vácuo, que pode ser igualmente fornecido a partir de um sistema central de suprimento de vácuo. Os diferentes níveis de vácuo e velocidades de bombeamento nas várias aplicações de vácuo exigem que um especialista em vácuo analise com precisão a situação real e, em seguida, ofereça soluções específicas para cada caso. Durante décadas, a Dr.-Ing. K. Busch GmbH tem ajudado seus clientes no mundo todo com a concepção e fabricação de sistemas centrais de fornecimento de vácuo. Os especialistas da Busch, que é a maior fabricante mundial de bombas de vácuo para embalagens, oferecem consultoria especializada e calculam de forma precisa qual é a solução de vácuo mais viável para cada caso em termos econômicos e técnicos.