Fornecimento de Vácuo de Elevada Eficiência Energética para Embalagem de Alimentos

Para muitos fabricantes de produtos alimentares, o fornecimento de vácuo com elevada eficiência energética para a embalagem de alimentos é cada vez mais encarado na perspetiva dos processos económicos. Neste setor é importante que todo o processo de embalagem seja analisado e que não fique limitado apenas à tecnologia de vácuo.
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As máquinas de embalagem de câmara, as seladoras de bandeja ou as máquinas de embalagem de termoformagem utilizam a tecnologia de vácuo para embalar produtos alimentares frescos de forma higiénica e com um prazo de validade longo. Quanto mais forem usadas estas máquinas de embalagem numa empresa e quanto mais prolongados forem os tempos de funcionamento, mais intensivamente deverá ser analisada a energia necessária e os custos operacionais do fornecimento de vácuo.


Fornecimento de vácuo
A bomba de vácuo é a base do fornecimento de vácuo de uma máquina de embalagem. Permite evacuar o ar da câmara de vácuo e garante que a pressão de embalagem predefinida é alcançada o mais rápida e fiavelmente possível antes da selagem da embalagem. São normalmente utilizadas bombas de vácuo de palhetas rotativas na evacuação da câmara de vácuo. Com a série de bombas de vácuo R5, a Busch Vacuum Pumps and Systems estabeleceu a referência global no fornecimento de vácuo para máquinas de embalagem ao longo de mais de 50 anos, e desde então tem desenvolvido e aperfeiçoado continuamente esta série. A mais recente é a R 5 RD, que foi apresentada na IFFA 2016 em Frankfurt pela primeira vez. Estas bombas de vácuo permitem poupar até 20% no consumo energético.

Por exemplo, se uma máquina de embalagem de termoformagem for equipada com o novo R 5 RD 0360 A (Fig. 1), a poupança nos custos energéticos anuais numa operação de dois turnos será de aprox. 1.500 € (preço da eletricidade = 0,18 €/kWh).


Fig. 1: O R 5 RD 0360 A é o primeiro tamanho de uma nova série de bombas de vácuo de palhetas rotativas de elevada eficiência energética da Busch, revelada na IFFA 2016.

Esta nova série de bombas de vácuo de palhetas rotativas R 5 foi concebida especialmente para a embalagem a vácuo de produtos alimentares, e a sua limpeza é fácil porque as superfícies são lisas, inclinadas e têm um design de auto-drenagem. A estrutura não inclui alhetas de refrigeração. A manutenção foi reduzida em grande medida, já que todos os elementos de manutenção se encontram instalados no lado operacional e apenas é necessário mudar um único separador ar/óleo. Estas características proporcionam poupanças também nos custos de manutenção.

Redução da carga térmica
Regra geral, as bombas de vácuo geram calor residual que pode afetar negativamente a temperatura do interior da máquina de embalagem. O calor residual pode ser não só drasticamente reduzido, como pode também ser utilizado.

Um permutador de calor a óleo/água numa bomba de vácuo de palhetas rotativas R 5 permite reduzir significativamente o calor residual e, desta forma, baixar os custos energéticos do ar condicionado. Além disso, o permutador de calor pode ser utilizado para gerar água quente que, por sua vez, pode ser utilizada como água quente durante a operação. As bombas de vácuo de palhetas rotativas R 5 podem ser reconvertidas com permutadores de calor.

Se forem utilizadas quatro máquinas de embalagem numa única sala de embalagem e cada uma for equipada com uma bomba de vácuo de palhetas rotativas R 5 com 5,5 kW de potência de motor, a energia total necessária para o arrefecimento será aproximadamente 6,0 kW. Se as bombas de vácuo funcionarem com um permutador de calor, o requisito energético para arrefecimento será reduzido para aproximadamente 1,5 kW. Num período de funcionamento de 4.500 horas/ano e com um preço da eletricidade assumido em 0,18 €/kWh, a economia anual nos custos energéticos será de aproximadamente 3.700 €.

A utilização de água quente não será considerada neste exemplo.

Controlo dos processos de embalagem
Estão disponíveis diversas opções para conceber o processo de embalagem de forma mais económica através da utilização de tecnologias inteligentes para o fornecimento de vácuo, desde um sistema de controlo otimizado à utilização de um contentor de vácuo. A Busch desenvolveu abordagens nas quais um especialista de vácuo investiga o atual fornecimento de vácuo diretamente nas instalações do cliente e analisa esta situação. Em seguida, o especialista pode explicar ao cliente se há potencial para obter uma poupança.

O objetivo é desenvolver uma solução individual de fornecimento de vácuo para cada cliente que possa ser utilizada para alcançar a melhor eficiência energética possível.

Fig.2: Sistema de vácuo centralizado da Busch numa grande empresa de transformação de carnes

Fornecimento de vácuo centralizado
Todas as empresas que fazem embalagem de produtos alimentares em diversas máquinas de embalagem de termoformagem, seladoras de bandeja ou máquinas de câmara devem considerar a utilização de um fornecimento de vácuo centralizado. A Busch é o maior e mais experiente fabricante do mundo destes tipos de sistemas de vácuo centralizado (fig. 2). A centralização também proporciona normalmente uma poupança nos custos energéticos de 50% e mais. Além disso, o controlo do desempenho pode ser ajustado de forma precisa em função dos requisitos das operações globais. Normalmente não se encontram a funcionar com carga de ponta todas as máquinas de embalagem, por isso não estão sempre em funcionamento todas as bombas de vácuo. São necessárias menos bombas de vácuo do que seria necessário para um fornecimento de vácuo descentralizado. Além disso, os sistemas de vácuo centralizados oferecem os melhores níveis de fiabilidade e segurança, uma vez que todos os componentes relevantes do sistema têm um design redundante. Se uma bomba de vácuo falhar ou precisar de uma intervenção de manutenção, a potência de vácuo integral não será afetada. Os sistemas de vácuo centralizado da Busch podem ser equipados com várias bombas de vácuo. Além das bombas de palhetas rotativas R 5, também podem ser utilizadas como componentes as bombas de vácuo de rotores de garra Mink ou as bombas de vácuo de parafuso COBRA a seco. Os custos de investimento podem ser reduzidos através da inclusão das bombas de vácuo já existentes na instalação do sistema.

O seguinte quadro demonstra um exemplo prático. Com o processo de centralização do fornecimento de vácuo, um fabricante de produtos de carne conseguiu obter uma poupança de 151.000 € por ano nos custos energéticos.


Fig.3: Comparação dos custos energéticos do fornecimento de vácuo centralizado e local


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