Del Monte encontra uma grande economia na avaliação do DOE

Del Monte Foods é um dos maiores e mais conhecidos produtores, distribuidores e comerciantes de alimentos de marca e produtos para animais de estimação de qualidade premium para o mercado de varejo dos EUA, gerando mais de US $ 3,7 bilhões em vendas líquidas no ano fiscal de 2010. Com um poderoso portfólio de marcas incluindo Del Monte, S&W, Contadina, College Inn, Meow Mix, Kibbles 'n Bits, 9Lives, Milk-Bone, Pup-Peroni, Gravy Train, Nature's Recipe e Canine Carry-Outs, produtos Del Monte são encontrados em oito em cada 10 famílias nos EUA. A empresa também produz, distribui e comercializa alimentos de marca própria e produtos para animais de estimação.

O programa “Economize Energia Agora” do Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) concluiu uma Avaliação de Economia de Energia (ESA) há dois anos na Del Monte Foods Plant No. 24 em Hanford, Califórnia. O DOE Qualified Specialist / Energy Expert conduzindo o comprimido sistema de ar ESA foi Kyle Harris da Accurate Air Engineering Inc. de Bakersfield, Califórnia.

A fábrica da Del Monte Foods em Hanford opera três compressores de ar para fornecer ar comprimido a diversos usos finais de produção. O sistema de compressor consiste em três compressores de ar de parafuso rotativos inundados de óleo. Todos os três compressores de ar têm 150 cavalos de potência, com dois dos três resfriados a água e uma unidade resfriada a ar. O compressor resfriado a ar foi adaptado com um acionamento de velocidade variável. A planta usa ar comprimido em uma programação de 12 semanas por ano, sete dias por semana, 24 horas por dia durante os três meses do ano que são considerados "pico" de produção, e uma programação de cinco dias por semana, 12 a 24 horas por dia durante os nove meses considerados de produção “fora do pico”. O pico de produção ocorre durante a colheita do tomate.

Como regra geral, a planta mais frequentemente opera todos os três compressores de ar durante o pico de produção e o compressor de ar de velocidade variável durante a produção fora do pico. Atualmente, o fluxo de ar médio do sistema de ar comprimido é superior a 1.550 pés cúbicos por minuto (cfm) durante o pico de produção e menos de 450 cfm durante a produção fora do pico. O sistema de ar comprimido usa mais de 980.000 quilowatts-hora por ano e é responsável por mais de 5% do consumo total de eletricidade da planta.

Objetivos ESA
Os objetivos da Avaliação de Economia de Energia eram três:

• Identificar recomendações de melhoria do sistema de ar comprimido;
• Treinar o pessoal da fábrica em como modelar corretamente o sistema atual; e
• Preveja economias potenciais usando a ferramenta de software DOE AIRMaster +.

O foco da avaliação foi o fornecimento, distribuição e usos finais de ar comprimido.

A abordagem para o ESA
O ESA de ar comprimido foi executado durante o pico de produção. Três registradores atuais e dois registradores de pressão foram enviados para a planta mais de uma semana antes da avaliação. No início da avaliação, os loggers foram removidos e os dados foram baixados para um computador. Além disso, os dados históricos de um estudo anterior foram usados ​​para determinar a tendência dos períodos de produção fora do pico (nove meses). Juntos, o DOE ESA Expert e o pessoal da fábrica usaram o LogTool V2 para interpretar os dados e formatar os dados para importação direta no AIRMaster +, uma ferramenta de software online gratuita que ajuda os usuários a analisar o uso de energia e oportunidades de economia em sistemas industriais de ar comprimido. Perfis de compressor foram desenvolvidos e um perfil de ar comprimido de linha de base foi criado dentro do AIRMaster +.

Um levantamento da oferta e demanda de ar comprimido foi concluído. Como parte da “avaliação de treinamento”, o pessoal da fábrica, com orientação do especialista DOE ESA, criou uma série de medidas de eficiência energética para avaliar os impactos de cada medida. Em última análise, essas medidas foram priorizadas a fim de obter o melhor efeito das melhorias. Uma reunião de encerramento foi realizada para apresentar as conclusões a vários funcionários da fábrica que podem ser afetados pelas melhorias propostas.

Observações gerais de oportunidades potenciais
A seção a seguir discute resumidamente os projetos identificados para investigação adicional ou implementação. Um qualificador é atribuído a cada projeto - curto, médio ou longo prazo. Esses descritores são identificados da seguinte forma:

• Próximo do prazo as oportunidades incluiriam ações que poderiam ser tomadas como melhorias nas práticas operacionais, manutenção de equipamentos ou ações de custo relativamente baixo ou compra de equipamentos.

• Médio prazo oportunidades exigiriam a compra de equipamento adicional e / ou mudanças no sistema. Seria necessário realizar mais análises de engenharia e retorno sobre o investimento.

• Longo prazo oportunidades exigiriam o teste de novas tecnologias e a confirmação do desempenho dessas tecnologias nas condições de operação da planta com justificativa econômica para atender aos critérios de investimento corporativo.

Oportunidades de curto e médio prazo

• Reduza a pressão de ar do sistema: Atualmente, a pressão do sistema é controlada para 105 psig, enquanto os requisitos de pressão de uso final mais elevados são mais baixos. Além disso, o compressor de ar de velocidade variável (VFD) estava operando com carga parcial, bem como os dois compressores de ar de velocidade fixa e deslocamento variável. Durante a avaliação, o ponto de ajuste do VFD foi reduzido para 95 psig, bem como o ajuste da baixa velocidade de 30 hertz para 27 hertz. A economia nesta oportunidade foi realizada durante o ESA. Se for determinado que a pressão pode ser reduzida adicionalmente, deve-se tomar cuidado para que, se um problema for criado em um único ponto de uso com a nova pressão do sistema, esse requisito de pressão de uso final deve ser avaliado e modificações feitas para eliminar a pressão cair através da tubulação de entrada de saída ou filtro, lubrificador, regulador (FLR). Estima-se que mais de 99.000 quilowatts-hora, ou $ 9.400, foram economizados anualmente, com um retorno imediato do investimento.

• Reduza vazamentos de ar: Embora a planta atualmente tente resolver os vazamentos de ar comprimido, estima-se de forma conservadora que os vazamentos de ar comprimido representam mais de 10 por cento da demanda total da planta. Alguns vazamentos de ar óbvios e audíveis foram observados durante o ESA, principalmente nos despaletizadores. Estima-se que mais de 200 cfm em vazamentos de ar existam na planta durante os períodos de produção, quando a pressão de ar da planta está em 95 psig. Estima-se que um mínimo de 73.000 kWh, ou $ 6.900 anualmente, poderia ser economizado reduzindo a carga de vazamento em 100 cfm, com um retorno de menos de quatro meses.

• Remover sopro aberto (Linha 4): O Departamento de Energia dos EUA (DOE) e o Desafio do Ar Comprimido (CAC) reconhecem as aplicações de sopro aberto como potenciais usos inadequados de ar comprimido de "sala de compressor". A escolha de usar ar comprimido nessas aplicações é geralmente porque ele está prontamente disponível e é simples de usar, mas, como resultado, negligencia soluções mais econômicas. O CAC promove as fábricas a usarem ar comprimido apenas se houver aumento da segurança, ganhos de produtividade significativos ou reduções de mão de obra.

A fábrica de Hanford usa ar para soprar as latas antes de codificar na maioria das linhas. Essas aplicações de produção são exemplos perfeitos de projetos de destino DOE e CAC que na maioria das vezes podem ser substituídos por ar comprimido de baixa pressão, aumentando a força fornecida para a aplicação e reduzindo a quantidade de ar comprimido necessária dos compressores de ar da fábrica ou totalmente removida. Assumindo que o acessório de purga típico de um quarto de polegada tinha uma pressão de entrega de ar de 200 polegadas WC no centro da corrente de ar, uma velocidade de saída de ar de mais de 54.000 pés por minuto (fpm) e um consumo de 14 a 18 cfm de No desempenho da sala do compressor, o fluxo de massa de ar é de 1,32 libras por minuto e a força aplicada é calculada em 41.347 Newtons de energia. Esta mesma aplicação poderia ser substituída por um orifício de bico de 0,52 polegadas com uma pressão de alimentação de 3 psi (soprador) e fornecimento de 52 cfm a uma velocidade de saída de ar de 35.900 fpm a 78 polegadas WC. O fluxo de massa de ar seria 3,85 libras de ar por minuto e uma força aplicada de 52.611 Newtons. O fornecimento do soprador de 3 psi representaria 28 por cento a mais de energia entregue ao processo do que o dispositivo de purga de ar da fábrica.

A purga de um quarto de polegada na lavadora da Linha 4 é estimada em 27 cfm da capacidade da sala do compressor. Durante a avaliação, determinou-se que este aplicativo poderia ser removido. Estima-se que mais de 6.800 kWh, ou $ 648 anualmente, foram economizados ao eliminar o desligamento da aplicação de sopro aberto.

• Remover sopro aberto (pré-codificadores): Conforme explicado na oportunidade acima, a escolha de usar ar comprimido nessas aplicações é geralmente porque ele está prontamente disponível e é simples de usar, mas, como resultado, negligencia soluções mais econômicas. Na maioria das vezes, o codificador é colocado após a lavadora e exige que a lata esteja seca antes de codificar. Em alguns casos, o codificador é colocado antes da lavadora, o que elimina a necessidade de soprar a lata. Esta solução deve ser investigada para todas as linhas. Estima-se que mais de 23.000 kWh, ou US $ 2.300 anuais, poderiam ser economizados, com um retorno financeiro de três meses.

• Alterar a sequência de operação do compressor / melhorar o controle: A avaliação não foi capaz de determinar a velocidade de operação do compressor de ar adaptado do VFD, embora se suspeite que ele possa ser reduzido para 616 rpm contra os atuais 900 rpm. Isso por si só poderia se pagar em pouco tempo, porque o compressor de ar não funcionaria a uma velocidade mínima com o aumento da pressão de ar da planta. Conforme as reduções de demanda são implementadas, a estratégia de controle deve ser revisada para garantir que as unidades de velocidade fixa sempre funcionem a 100 por cento, com a unidade VFD operando dentro de sua faixa de abertura durante o pico de produção. Se os dois compressores de ar totalmente carregados e o VFD na velocidade mínima ainda excederem a demanda da planta e a pressão aumentar, é possível operar uma das unidades de velocidade fixa no "Modo de baixa demanda" para que carregue e descarregue enquanto uma velocidade fixa a unidade opera a 100 por cento e o VFD opera em sua abertura total para 100 por cento. A operação do VFD também deve ser revisada durante os meses de produção fora do pico. À medida que retrofits de eficiência energética são implementados, é recomendável que os controles do compressor sejam avaliados e ajustados. Embora alguns dados estejam disponíveis, a planta deve investir no monitoramento da potência (kW) e da pressão (psig). Estima-se que um adicional de 24.483 kWh, ou $ 2.400 anualmente, poderia ser economizado.

Suporte de Gestão
Del Monte Foods se dedica a reduzir o consumo de energia em todas as suas instalações. O líder do local, o engenheiro de projeto Richard Koch, forneceu total suporte antes e durante a ESA. Koch faz parte da “Equipe de Energia” da fábrica de Hanford e se dedica a melhorar a eficiência do sistema de ar comprimido.

Para obter mais informações sobre Avaliações de Economia de Energia por meio do Departamento de Energia dos EUA, visite o site do Programa de Tecnologias Industriais (ITP) do DOE em http://www1.eere.energy.gov/industry/index.html.