ESTRATÉGIAS PARA REDUZIR SUA DEMANDA DE ÁGUA E PRODUTOS QUÍMICOS

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1 ESTRATÉGIAS PARA REDUZIR SUA DEMANDA DE ÁGUA E PRODUTOS QUÍMICOS A demanda da indústria global para reduzir o uso de água e produtos químicos frequentemente é alvo dos noticiários. As indústrias alimentícias, químicas, petroquímicas e de metal primário e papel estão entre os maiores usuários de água do mundo. Da mesma forma, esses setores industriais consomem grandes volumes de produtos químicos de limpeza, de revestimento e de lubrificação em suas operações diárias. Duas importantes considerações devem levar os produtores industriais a examinar cada caminho possível para minimizar suas demandas de água e produtos químicos. Em primeiro lugar, é simplesmente a coisa certa a fazer. Mas buscar maior sustentabilidade nas operações diárias não é bom apenas para o meio ambiente e para as gerações futuras. Também pode ter um impacto positivo significativo sobre seu resultado final. Você pode ficar surpreso em saber que os sistemas de pulverização frequentemente negligenciados em sua fábrica podem desperdiçar milhões de galões de água e produtos químicos a cada ano. Isso é ruim para todos e você pode surpreender-se com o impacto financeiro desse desperdício.

2 OS CUSTOS ASSOCIADOS COM O MAU DESEMPENHO DE SISTEMAS DE PULVERIZAÇÃO PODEM SER SURPREENDENTES Os sistemas de pulverização às vezes são vistos como muito simples. Afinal, o que há de tão complicado a respeito de bombas, tubulações e bicos de pulverização? Mas o custo de operar um sistema de pulverização que trabalha apenas a 15% acima da capacidade projetada é significativo, conforme mostrado abaixo para uma variedade de vazões de sistema. Observe que essas cifras se baseiam apenas no custo de água pulverizada de US$2.75/1000 galões. As cifras NÃO incluem os custos de descarte de águas residuais e os custos operacionais totais seriam muito mais altos se fossem usados produtos químicos de limpeza e de processamento mais onerosos. CUSTO ANUAL DE ÁGUAS RESIDUAIS USANDO UM SISTEMA COM PULVERIZAÇÃO 15% ACIMA DA CAPACIDADE $ ( ) $ ( ) $ ( ) gal ( L) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( ) $ ( 7.500) gal ( L) gal ( L) gal ( L) gal ( L) 5 (20) 10 (40) 50 (200) 100 (400) 500 (2000) FLUXO TOTAL DO SISTEMA EM GPM (LPM) Como a despesa de pulverização de líquido em excesso pode aumentar de forma muito rápida, faz sentido examinar tanto os meios óbvios como os sofisticados para minimizar desperdícios. CONSIDERE AS SEGUINTES QUESTÕES: Você usa um bico pulverizador para medir a vazão de líquidos? Eliminar mangueiras abertas e tubos com perfurações sem padrão adequado de pulverização é o primeiro passo para reduzir o desperdício de liquido. Você escolheu o melhor bico de pulverização? Eliminar bicos com vazão excessiva de líquidos ou bicos que criam vaporização e pulverização excessivas é outra forma de conservar água e produtos químicos. Sua aplicação pode beneficiar-se da automação? O uso de um bico automático para pulverização intermitente e a adição de um controlador de pulverização para ajustar o fluxo são formas até mais avançadas de aprimorar o desempenho da pulverização. Os avanços tecnológicos no desenho dos bicos de pulverização e controle do sistema de pulverização permitiram que muitos fabricantes e processadores melhorassem suas produtividades e reduzissem seus custos operacionais, além de reduzir o uso de sua água, produtos químicos e energia. Este documento fornecerá uma estrutura de como executar esses aprimoramentos e diversos exemplos dos resultados obtidos pelos processadores usando essas técnicas. 2

3 USO DA TECNOLOGIA DE PULVERIZAÇÃO PARA ECONOMIZAR ÁGUA E PRODUTOS QUÍMICOS Para obter desempenho otimizado da pulverização e manter os custos operacionais mais baixos possíveis, certifique-se de considerar todo o seu sistema de pulverização e desenvolver um plano para avaliar, monitorar e manter esse sistema. A seguir, fornecemos algumas diretrizes para ajudar a garantir o máximo de seu sistema de pulverização. CONFIRMAR O USO DOS BICOS CORRETOS PARA SUA OPERAÇÃO Se você estiver usando os mesmos bicos já por alguns anos, verifique se existem versões mais novas disponíveis. Mesmo se não estiver tendo problemas, você pode encontrar novos modelos de bicos disponíveis que oferecem mais eficiência e maior vida útil. Os novos modelos de bicos de pulverização automáticos e de anti-incrustação são dois avanços recentes na tecnologia de pulverização que podem otimizar o desempenho em muitas aplicações. As opções a seguir também devem ser exploradas: Modelos resistentes a entupimentos para minimizar problemas de desempenho e paradas não programadas Estilos de conexão rápida para reduzir o tempo de manutenção Materiais alternativos de bicos para prolongar a vida útil Lembre-se, o bico é o coração de sua operação de pulverização. Verificar a seleção dos bicos é o melhor investimento que você pode fazer em seu sistema de pulverização. ESTABELECER UM PROGRAMA DE ROTINA DE MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PULVERIZAÇÃO Negligenciar o seu sistema de pulverização pode lhe custar milhares e até centenas de milhares - de dólares anualmente. Ainda pior, muita gente não percebe que problemas de qualidade e o aumento dos custos operacionais às vezes se devem ao uso de bicos de pulverização gastos componentes que podem facilmente ser substituídos a um custo relativamente baixo. Os bicos de pulverização, como qualquer componente de precisão, se desgastam com o uso, fazendo aumentar a velocidade de escoamento e reduzir o desempenho. A detecção visual do desgaste do bico é quase impossível, a menos que o desgaste seja bastante significativo. Um teste rápido para verificar se os bicos estão pulverizando, muitas vezes não revela o problema. Além de inspecionar bicos individuais, certifique-se de monitorar o desempenho de suas bombas, tubulação, válvulas e equipamentos de filtração. Todos esses componentes afetam o desempenho global de seu sistema de pulverização. CONSIDERAR O VALOR DO CONTROLE AUTOMÁTICO DE PULVERIZAÇÃO Automatizar sua operação de pulverização resultará com frequência em economias líquidas e grandes melhoramentos de produção. Um projeto de automação simples como instalação de bicos de limpeza de tanques para eliminar a limpeza manual de tanques, tambores de transporte e vasos de processamento podem pagar grandes dividendos. Um sistema automático de pulverização que inclui um controlador de pulverização exclusivo é outra forma de adicionar precisão a muitas operações. As opções de controle de pulverização variam de sistemas simples que fornecem controle liga/desliga (on/off) e controle automático de ar e líquido até sistemas sofisticados que fornecem controle de circuito fechado de operações de pulverização com ajustes automáticos. Este tipo de monitoramento em tempo real do desempenho da pulverização reduz a necessidade de inspeção manual de muitos sistemas. É importante entender que benefícios você pode ganhar com o controle de pulverização e avaliar as opções disponíveis. O controle de pulverização pode parecer oneroso, mas muitos usuários acham que o investimento compensa de forma muito rápida pela redução dos custos de água e produtos químicos, aumento na produção, redução na taxa de sucateamento e outros fatores. 3

4 COMO OS DEMAIS ECONOMIZARAM? um frigorífico DESCOBRE COMO ECONOMIZAR GALÕES (216 QUILOLITROS)/HORA Um processador de alimentos solicitou consultoria especializada sobre a forma de conservar água em suas operações diárias. Mais de 40 áreas da usina foram avaliadas. ALGUNS EXEMPLOS DE SOLUÇÕES FORNECIDAS PARA ECONOMIA DE ÁGUA: Escolher Bicos Apropriados Mais de 35 tipos diferentes de bicos foram usados nas cabines de lavagem, incluindo bicos de chuveiros de banho e outros bicos não projetados para aplicações de lavagem. Solução: Instalar bicos apropriados uma combinação de bicos cônicos integrais de 30 e outros bicos de lavagem de alta pressão/alto impacto. Eliminar Vazamentos em Pistolas de Pulverização As pistolas de pulverização na sala de descascamento estavam com vazamento. Solução: Atualizar para uma pistola de maior qualidade com um padrão de pulverização variável que permita ao operador otimizar o desempenho da pistola. Substituir os Bicos Gastos Embora não evidenciados por meio de inspeção visual, o teste de pulverização determinou que os bicos de pulverização na esteira de transporte estavam gastos e gerando uma vazão superior a 200% acima da capacidade. Solução: Substituir os bicos gastos. Operação Automática de Manifold de Pulverização Muitos manifolds em toda a fábrica pulverizavam mesmo quando os transportadores estavam desligados. Solução: Adicionar válvulas solenoides acionadas pelo movimento do transportador para eliminar operação desnecessária. Eliminar Tubos Abertos Em diversos locais, os buracos perfurados nos tubos estavam pulverizando sem bicos. Solução: Fechar alguns buracos nos tubos e instalar bicos de jato leque em outros para reduzir a vazão e melhorar o desempenho. As soluções fornecidas pouparão 948 gpm (3,587 L/min). Isto é, galões (215 quilolitros) de água por cada hora de operação da usina. 4

5 UMA EMPRESA DE PRODUTOS QUÍMICOS REDUZ O CONSUMO DE ÁGUA QUENTE EM MAIS DE DE GALÕES (15,142 QUILOLITROS) POR ANO Uma usina de processamento químico que limpa mais de tanques de transporte por ano usava 276 galões (1.045L) de água a 65.6 C para limpar cada tanque de transporte de 400 galões (1.514L). O processador percebeu que o sistema de limpeza era economicamente inviável e procurou ajuda. Solução: Foi projetado um novo sistema em torno de um lavador de tanque motorizado. O sistema não utiliza apenas menos água, mas fornece melhor limpeza em menos tempo. SISTEMA AUTOMÁTICO DE PULVERIZAÇÃO REDUZ EM 45% O USO DO ÓLEO EM EMPRESA DE PANIFICAÇÃO Uma empresa de panificação usava um disco giratório para aplicar deslmodante em uma esteira de cozimento de aço de 1.000mm. A distribuição do deslmodante estava irregular e o sistema não pôde ser ajustado por variações na velocidade da linha, que variava até 15%. O sistema estava desperdiçando deslmodante e gerando vaporização excessiva, criando problemas de limpeza. Solução: Um sistema de pulverização aquecida com um controle exclusivo de pulverização aplica o óleo com bicos automáticos de pulverização. O cabeçote e os bicos do sistema são totalmente revestidos para manter a temperatura desejada do óleo (65 C). A cobertura da pulverização dos bicos hidráulicos é uniforme em toda a largura da esteira e o sistema mantém um peso de revestimento consistente usando ajustes automáticos da velocidade da linha. Cada tanque de transporte agora é limpo com 129 galões (488 litros) para uma economia anual de de galões ( quilolitros) de água quente por ano. Além disso, os ciclos de limpeza foram reduzidos de 30 para apenas 10 minutos por tanque de transporte permitindo que os tanques de transporte voltem ao serviço mais rapidamente. A economia anual de custo estimada para a redução do consumo de água é de US$ Uso reduzido de óleo 30 g/m 2 comparado com 55 g/m 2 economia de 45%. O novo sistema também eliminou o problema de vaporização. 5

6 FABRICANTE DE PRODUTOS DE CONSTRUÇÃO REDUZ EM 65% O CONSUMO DE desmoldante Um fabricante de produtos de construção de concreto precisava aplicar um desmoldante para impedir aderência do concreto. Um sistema de pulverização revestia os moldes com desmoldante à medida que passavam sob uma barra de pulverização, mas bastante desperdício era gerado porque o sistema operava continuamente. Solução: Um sistema automático solucionou o desafio da lubrificação. Um controlador de pulverização ajusta a vazão para aplicar um volume preciso de desmoldante em cada molde de concreto. A pulverização intermitente e precisa de três bicos de pulverização automáticos garante que somente os próprios moldes sejam revestidos. O desperdício de desmoldante é eliminado juntamente com a sujeira criada pela pulverização entre os moldes. Controles simples permitem que os operadores façam ajustes rápidos da taxa de escoamento, garantindo cobertura uniforme dos moldes mesmo nas mudanças da velocidade da linha. FABRICANTE DE ALUMÍNIO REDUZ O USO DE LUBRIFICANTES EM 45% Um fabricante de alumínio precisava aplicar uma camada fina de óleo numa tira de alumínio durante o acabamento da bobina para facilitar a formação e ajudar a prevenir corrosão. Todos os bicos do cabeçote de pulverização anterior operavam independente da largura da tira, desperdiçando óleo quando tiras estreitas eram processadas. Além disso, a taxa de escoamento do sistema anterior era constante e assim o óleo era frequentemente aplicado em excesso quando a velocidade da linha diminuía. Solução: Um sistema automático de pulverização contando com dois cabeçotes de pulverização é dotado de bicos de pulverização automáticos que são ativados pelos operadores em quatro zonas de pulverização para combinar com a largura da tira. Os algorítmos do Controle de Pulverização de Precisão do sistema ajustam automaticamente o fluxo de óleo dos bicos para acomodar as velocidades de linha que variam de 91 a 366 m/min. O novo sistema reduziu o uso de desmoldante em 65%, mantendo a qualidade do produto. A economia química compensa o preço de compra do sistema de pulverização em aproximadamente 9 meses. O novo sistema de pulverização reduziu o consumo de óleo em mais de 45%, e criou um ambiente de trabalho mais limpo e mais seguro. O retrabalho em mais de kg de bobinas foi eliminado agora que a aplicação insuficiente ou excessiva de lubrificante não é mais um problema. O custo do sistema foi recuperado em menos de quatro meses. 6

7 FABRICANTE DE COPOS DE PLÁSTICO ECONOMIZA US$ POR ANO NO USO DE EMULSÃO DE SILICONE Um importante fabricante de copos de plástico precisava aplicar uma fina camada de emulsão de silicone nos copos após a moldagem. O revestimento impede os copos de grudarem durante a embalagem. Um sistema de pulverização baseado em PLC foi usado anteriormente, mas o tempo lento de resposta do sistema resultou na aplicação excessiva do desmoldante e restringiu a impressão posterior. Frequente manutenção do sistema, pouca eficiência de transferência e vaporização que criavam pisos escorregadios na área de produção constituíram preocupações adicionais. Solução: Um sistema automático de pulverização com tanques de pressão de 16 galões (61 litros) libera a emulsão de silicone para bicos automáticos de ar que pulveriza os copos moldados de baixo para cima. O sistema automatizado é integrado com a prensa da máquina para revestir uniformemente a superfície interna de cada copo à medida que passa pela estação de pulverização. Os bicos são montados em um conveniente manifold posicionado abaixo da linha de produção e são dotados de fechamentos à prova de respingos para eliminar sujeiras na área de produção. O sistema automático de pulverização reduziu o consumo da emulsão de silicone em mais de 15%, gerando uma economia para o fabricante de copos superior a US$ por ano e recuperando o custo do sistema em menos de um ano. Melhor controle do sistema também eliminou os problemas de impressão causados pela aplicação excessiva do desmoldante e reduziu a sucata. Maior eficiência de transferência, pulverização intermitente precisa e desligamento positivo melhoraram a limpeza e segurança do local de trabalho. FABRICANTE DE ELASTÔMERO REDUZ O USO DE desmoldante E ECONOMIZA US$ POR ANO Um fabricante de borracha de emulsão de estireno butadieno (ESBR) precisava pulverizar um desmoldante sobre uma esteira transportadora de secagem. O sistema de pulverização anterior não aplicava o desmoldante uniformemente em toda a largura da esteira transportadora e não tinha capacidade de controlar o fluxo baseado na velocidade da linha. Isso resultava no uso excessivo do desmoldante, problemas de aderência na esteira transportadora e ambiente de produção inseguro. Solução: Um sistema de pulverização aplica o desmoldante como uma película fina e uniforme em toda a largura da esteira transportadora de aço inoxidável. O controlador de pulverização do sistema usa algorítmos de Controle de Pulverização de Precisão para produzir taxa de fluxo muito baixas do cabeçote de pulverização, que é equipado com seis bicos de pulverização automáticos. À medida que muda a velocidade da linha, os operadores podem facilmente mudar a taxa de fluxo dos bicos hidráulicos sem mudar a pressão mantendo uma cobertura de pulverização e tamanho do gotejamento consistentes. Como os bicos automáticos usam somente atomização de baixa pressão, tanto a vaporização como a pulverização excessiva são eliminadas. O sistema automático de pulverização reduziu em 80% o uso do desmoldante e gerou uma economia para o fabricante de elastômero superior a US$ por ano um período de retorno inferior a dois meses. A aplicação consistente do desmoldante também eliminou os problemas anteriores de sujeira e segurança. 7

8 CONCLUSÃO A redução da demanda de água e produtos químicos de sua fábrica é a coisa certa a fazer por razões ambientais e financeiras. Os especialistas concordam que para garantir a maior qualidade de vida possível para as futuras gerações, devemos agir eficientemente agora. Os sistemas de pulverização fora de especificação podem causar problemas que vão além do desperdício de água ou produtos químicos. Podem ocorrer problemas de controle de qualidade, paradas não programadas de produção e aumento das manutenções caso seu sistema não estiver operando adequadamente. Trabalhando com um fabricante líder de sistemas de pulverização, esses problemas podem ser evitados completamente. PARA MAIS EXEMPLOS SOBRE COMO A OTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS DE PULVERIZAÇÃO MELHOROU AS OPERAÇÕES EM UMA VASTA GAMA DE SEGMENTOS: Esperamos que você tome as medidas necessárias para minimizar o uso de água e produtos químicos em suas operações de pulverização. PARA MAIS INFORMAÇÕES SOBRE OTIMIZAÇÃO DE DESEMPENHO EM OPERAÇÕES DE PULVERIZAÇÃO: FAÇA O DOWNLOAD OU SOLICITE O MANUAL TÉCNICO 410B, OTIMIZANDO SEU SISTEMA DE PULVERIZAÇÃO. Para garantir que seu sistema esteja operando com máxima eficiência, comece com uma auditoria de seu sistema de pulverização por um fabricante idôneo de sistemas de pulverização. Uma auditoria é oferecida tipicamente sem ônus e pode exigir diversas horas de trabalho. Para consultar um de nossos especialistas, ligue Spraying Systems do Brasil Estrada Yae Massumoto, Bairro Cooperativa - São Bernardo do Campo Tel: spraybr@spray.com.br White Paper 112 Spraying Systems Co. 2014