Redução dos custos de energia e prolongamento da vida útil da bomba de vácuo em embalagens de alimentos

Quando uma família coloca um corte nobre de carne bovina na mesa do jantar ou um restaurante serve um bife perfeitamente maturado, poucos param para pensar em como essa carne permaneceu fresca, protegida e cheia de sabor até chegar ao prato. O que garante essa qualidade é uma tecnologia que preserva o frescor desde o início: a embalagem a vácuo.

O processo ganha vida na Kepak McIntosh Donald, nos arredores de Aberdeen, uma das maiores processadoras de carne bovina da Escócia. Dentro da fábrica, várias linhas de embalagem a vácuo trabalham incansavelmente para garantir que a carne fresca seja embalada com segurança, preservada e pronta para distribuição. No centro dessa operação em grande escala está um elemento crucial: o suprimento de vácuo confiável e eficiente.

Tornando a embalagem de alimentos mais eficiente

Para otimizar o desempenho e reduzir o consumo de energia, a Kepak confiou na Busch Vacuum Solutions, um parceiro com o qual trabalha há cerca de 15 anos. Juntos, eles implementaram o ECOTORQUE – a tecnologia de variador de velocidade (VSD) da Busch, que foi adaptada às bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas a óleo R5 existentes na fábrica. Os resultados falam por si: ao combinar a velocidade de bombeamento com os requisitos reais de vácuo do processo, o ECOTORQUE reduziu significativamente o uso de energia. Isso não só reduziu os custos operacionais, mas também representou um grande passo em direção às ambiciosas metas de sustentabilidade e redução de carbono da Kepak.

Mas os benefícios não pararam por aí: com a operação eficiente da bomba de vácuo e a tensão reduzida no equipamento, a Kepak pode contar com requisitos de manutenção mais baixos e vida útil prolongada para suas bombas de vácuo, garantindo a confiabilidade no futuro.

Como funciona a embalagem a vácuo na Kepak

No centro do processo de embalagem da Kepak estão quatro linhas principais de embalagem a vácuo. Cada linha depende de uma máquina de embalagem a vácuo avançada do tipo câmara para remover o ar das embalagens antes da vedação. Em cada ciclo, porções de carne são colocadas em sacos de barreira e carregadas na câmara. Em seguida, a tampa da máquina fecha para vedar a câmara e uma bomba de vácuo de palhetas rotativas lubrificada a óleo R5 da Busch, juntamente com um acelerador de vácuo, evacua o ar até que o nível de vácuo necessário seja alcançado. Assim que isso acontece, as barras de vedação fecham os sacos para criar uma vedação hermética. Em seguida, a câmara volta à pressão atmosférica e as embalagens acabadas são removidas para manuseio posterior.

Ao remover o oxigênio, o processo prolonga a vida útil, evita a deterioração e a oxidação e ajuda a preservar a cor, a textura e o sabor que os clientes esperam. Qualquer tempo de inatividade ou desempenho inconsistente do vácuo afetaria diretamente as metas de produção e a qualidade do produto.

"Nossas máquinas de embalar normalmente funcionam das seis da manhã até pelo menos as quatro da tarde", explica Malcolm Baillie, Gerente de Engenharia da Kepak. "O tempo de operação e a confiabilidade do suprimento de vácuo são absolutamente essenciais para manter o produto em movimento."

O desafio

Tradicionalmente, as bombas de vácuo da Kepak operavam a uma velocidade fixa de 50 Hz, funcionando continuamente, independentemente da demanda. Mesmo quando as câmaras de embalagem estavam inativas e não era necessário vácuo, as bombas de vácuo consumiam a mesma quantidade de energia. O ECOTORQUE alterou essa dinâmica e introduziu o controle de velocidade inteligente. Ao ajustar a velocidade de bombeamento em tempo real, o sistema desacelerou ou mudou para o modo Eco durante as fases de inatividade. Isso não só diminuiu o uso desnecessário de energia e as emissões de CO₂, como também reduziu o desgaste mecânico, evitando a operação constante em alta velocidade.

O que inicialmente parecia ser um ajuste modesto rapidamente se revelou um grande ganho de eficiência. Para bombas que operam continuamente durante longos turnos de produção, a otimização dos períodos de inatividade rapidamente se traduziu em economias significativas de custos, maior eficiência operacional e ganhos tangíveis de sustentabilidade.

Identificando a oportunidade

Durante uma visita à fábrica da Kepak, os especialistas da Busch identificaram uma oportunidade de reduzir significativamente o uso de energia do sistema de vácuo. Em vez de apresentar um caso teórico, eles propuseram uma demonstração prática: instalar o ECOTORQUE em uma das máquinas de embalar com câmara para medir diretamente o impacto. "A Busch não veio até nós apenas com um argumento de venda", observou Malcolm Baillie. "Eles apresentaram dados e um plano de teste para medir o uso real de energia antes e depois, para que pudéssemos ver a diferença por nós mesmos."

O teste envolveu a instalação de um registrador de energia para monitorar o consumo básico de energia durante uma semana. Então, o ECOTORQUE foi instalado, permitindo que a bomba de vácuo de palhetas rotativas ajustasse dinamicamente a velocidade em resposta à demanda real de vácuo. Uma segunda semana de medições forneceu uma comparação clara de antes e depois. "A equipe técnica da Busch permaneceu no local para ajustar os controles do VSD, para que sincronizassem perfeitamente com o ciclo da máquina", acrescentou Malcolm Baillie. "Esse suporte prático é o que realmente criou valor para nós."

Resultados comprovados de eficiência energética

Durante a produção ativa, a economia de energia atingiu cerca de 26%. O maior impacto foi observado durante os intervalos: graças ao modo Eco, o consumo de energia caiu surpreendentes 94%, já que a bomba de vácuo não consumia mais energia quando não era necessário vácuo. Antes do ECOTORQUE, o consumo de energia médio da bomba de vácuo durante a produção ativa era de 16 kW. Após a instalação do ECOTORQUE, ele caiu para apenas 11,8 kW. Ao longo da semana de teste, isso se traduziu em economias de aproximadamente 903 kWh – no valor de cerca de £207*, o que significa economias anuais de cerca de £10.350* para uma máquina. "As projeções fornecidas pela Busch já eram interessantes", disse Malcolm Baillie. "Mas os resultados reais do teste foram ainda melhores."
*Com base em um preço de energia de 23p por kWh e 50 semanas de produção em um ano.

Confiabilidade de longo prazo

As vantagens vão além da economia de energia. Ao evitar a operação contínua em velocidade máxima, o desgaste mecânico nas palhetas, rolamentos e outros componentes foi reduzido. Temperaturas de óleo mais baixas abrandaram a degradação do óleo, aumentando os intervalos de serviço e reduzindo os custos de manutenção. Juntos, esses fatores ajudam a melhorar a confiabilidade geral e aumentar o tempo de operação, já que é menos provável que a bomba de vácuo precise de manutenção não planejada. Com o ECOTORQUE instalado, a Kepak pode manter suas linhas de embalagem funcionando de maneira suave e consistente, reduzindo o risco de interrupções na produção e, ao mesmo tempo, diminuindo o custo total de propriedade. O ECOTORQUE também oferece flexibilidade para aumentar a velocidade de bombeamento até 60 Hz, se necessário. Isso significa que, se a produção aumentar, a mesma bomba de vácuo pode fornecer até 20% mais capacidade, sem investimento adicional em novos equipamentos.

Impulsionando a sustentabilidade

A Kepak opera sob metas ambiciosas de sustentabilidade em todo o grupo, incluindo a redução da pegada de CO₂ e a melhoria da eficiência energética. Iniciativas como a instalação do ECOTORQUE apoiam diretamente essas metas. "Estamos trabalhando continuamente com nossas equipes de sustentabilidade para reduzir o desperdício e melhorar a eficiência", explica Malcolm Baillie. "Este projeto não só economiza energia, mas também reduz nosso impacto de carbono por embalagem."
Após o sucesso do teste, a Kepak implementou o ECOTORQUE em outras bombas adequadas no local e planeja estender a solução a outras unidades da Kepak, multiplicando os benefícios em todo o grupo.

Implementação tranquila e suporte especializado

Para a Kepak, a transição foi perfeita. A Busch forneceu o VSD, gerenciou o serviço de instalação e inicialização, coletou e analisou os dados e produziu um relatório de desempenho detalhado. Seus especialistas técnicos também permaneceram no local para ajustar o sistema em condições reais de produção. Para a Kepak, o ECOTORQUE provou ser muito mais do que um simples dispositivo para economia de energia. Ele gerou economias de custos mensuráveis, apoiou tanto as metas de manutenção quanto de sustentabilidade e demonstrou o impacto da otimização baseada em dados. Ao reduzir o desgaste mecânico, ele também melhorou a confiabilidade. O tempo de inatividade reduzido e a possibilidade de aumentar a capacidade da bomba podem contribuir diretamente para uma maior produtividade geral.