Além da máquina: como alcançar um melhor desempenho da planta

As fábricas costumam ser modernizadas com uma máquina de cada vez. Mas elas atuam como um todo. Um sistema de refrigeração e uma secadora podem funcionar de maneira eficiente, mas, ao mesmo tempo, uma oportunidade fica sem ser aproveitada: um retira o calor de que o outro precisa. Ou o equipamento pode estar funcionando exatamente como previsto - para requisitos de produção que, entretanto, já mudaram. Além disso, não se trata de uma ação pontual. Um melhor desempenho da planta começa com a identificação das oportunidades certas, prossegue por meio de uma implementação integrada e depende da melhoria contínua das operações ao longo do tempo. Essa é a filosofia por trás da iniciativa Better Journey da GEA: Think Better, Build Better e Run Better.

Três projetos do setor leiteiro mostram o que isso significa na prática. Na Arla Foods, uma análise mais abrangente dos fluxos de energia revelou uma oportunidade que vai além da própria secadora por pulverização. Na Aurivo, os sistemas de processamento, aquecimento e resfriamento foram projetados de forma integrada - eliminando praticamente a necessidade de queimar óleo combustível para a pasteurização. Na Associação de Produtores de Leite de Michigan (MMPA), os dados e o apoio contínuo de especialistas estão ajudando a manter e melhorar o desempenho das secadoras ao longo do tempo.

Plantas diferentes, desafios diferentes, mas uma abordagem comum: analisar o panorama geral, transformar isso em uma solução integrada e continuar melhorando à medida que as necessidades de produção mudam.

Think Better: Fazer as perguntas certas

Na fábrica de leite em pó AKAFA da Arla, na Dinamarca, a Arla e a GEA foram além da secadora e consideraram a fábrica como um todo. Uma auditoria energética abrangente realizada em 2018 revelou uma oportunidade: A secadora por pulverização exigia grandes quantidades de calor, enquanto outras partes da planta precisavam de resfriamento. Duas demandas distintas que poderiam se tornar parte da mesma solução.

A Arla e a GEA alcançaram uma inovação mundial ao integrar um sistema de bomba de calor de alta temperatura GEA AddCool® em uma secadora por pulverização de laticínios em operação. A energia recuperada do resfriamento poderia agora ser aprimorada e reutilizada como calor útil. O sistema reduz em 59% o consumo de gás natural utilizado na produção do ar quente necessário para a secagem por pulverização; quando alimentado com eletricidade de fontes renováveis, reduz as emissões de CO₂ em cerca de 1.500 toneladas métricas por ano.

Como afirma Line Brandt Pedersen, diretora de Sustentabilidade da Cadeia de Suprimentos da Arla Foods: Uma lição importante aprendida com o projeto AKAFA é que sustentabilidade e desempenho, incluindo o financeiro, podem andar de mãos dadas”. O projeto começou com as emissões, mas a solução acabou tendo que funcionar nas três frentes.

Build Better: Colocando a visão geral em prática

Na Aurivo, na Irlanda, uma abordagem semelhante tornou as caldeiras a óleo combustível praticamente desnecessárias para a pasteurização. Durante uma grande reforma na fábrica de laticínios da Aurivo em Killygordon, a GEA estava instalando um pasteurizador maior e outros equipamentos de processamento de líquidos, além de substituir um sistema de refrigeração obsoleto. Isso criou uma oportunidade para projetar os sistemas de forma que se complementassem.

Em vez de simplesmente descartar o calor removido durante o resfriamento, a GEA integrou uma bomba de calor para recuperar essa energia e elevá-la a uma temperatura útil. A água quente a cerca de 78 graus Celsius poderia, então, ser usada para pasteurização. “Não nos limitamos a fornecer uma bomba de calor ou um pasteurizador; otimizamos o pasteurizador para se adequar à aplicação da bomba de calor”, explica Kenneth Hoffmann, gerente de produtos de bombas de calor da GEA. As caldeiras a óleo agora funcionam por cerca de uma hora por semana - tempo suficiente para dar início a cada ciclo do processo.

A equipe de engenharia também teve que contornar as dificuldades de uma fábrica de laticínios em plena produção; uma coordenação cuidadosa foi fundamental. “Um dos nossos maiores receios era uma paralisação prolongada e não conseguirmos atender aos nossos clientes”, lembra Stephen Carlin, gerente de engenharia da Aurivo. Ele informou que não houve nenhuma interrupção na capacidade de processamento de leite nem na qualidade durante o comissionamento.

A ampliação das melhorias reduziu as emissões de CO₂ na unidade de Killygordon em 80%. Nas etapas de processamento, aquecimento e resfriamento, o consumo de energia diminuiu cerca de 12%, enquanto a capacidade horária de processamento de leite aumentou 80% e a economia operacional anual ultrapassou 347.000 €.

Mesmo uma planta bem projetada não permanece otimizada por si só. Os produtos, os volumes e as condições operacionais continuam mudando, o que significa que a otimização também deve continuar.

Run Better: Melhorando com o tempo

Na planta da MMPA em Ovid, Michigan, a rotatividade dos operadores estava contribuindo para o desempenho irregular da secadora por pulverização. O controle avançado de processos GEA OptiPartner tornou o desempenho menos dependente do operador individual, combinando um modelo matemático da secadora com dados operacionais em tempo real. O sistema ajusta automaticamente parâmetros operacionais, como temperatura e fluxo de ar, realizando grande parte dos ajustes finos constantes necessários para manter a produção próxima do nível ideal.

Os ganhos foram observados em todo o processo: a produtividade aumentou e o consumo específico de energia da secadora diminuiu 6,4%. As melhorias têm sido mantidas desde que o OptiPartner foi instalado em 2021. Mas o próprio sistema não é estático. Ele pode evoluir à medida que as receitas mudam, os equipamentos são reconfigurados ou as prioridades de produção se alteram.

A GEA combina o OptiPartner com o Performance Care, um serviço por assinatura voltado para a otimização contínua. Um especialista dedicado da GEA trabalha com a planta ao longo do tempo, utilizando dados de desempenho para aperfeiçoar os parâmetros operacionais, solucionar problemas e identificar novas oportunidades. Como afirma Kristina Uhd, especialista em otimização digital da GEA: “Na verdade, nosso trabalho só começa depois do comissionamento”. E, para Gasper Calandrino, diretor de engenharia da MMPA, esse relacionamento contínuo é fundamental: "O grande ganho para nós é que temos um recurso sempre envolvido com o desempenho do sistema e do processo".

A próxima oportunidade

Esses projetos ilustram a realidade do desempenho das plantas atualmente. Uma fábrica não é apenas um conjunto de máquinas, mas um sistema de processos que interagem entre si - e que está em constante mudança. Uma planta que foi otimizada há cinco anos pode estar desempenhando agora uma função ligeiramente diferente.

Nem toda melhoria exige uma nova instalação de grande porte - ou um novo algoritmo. Ao longo da vida útil de uma planta, podem surgir oportunidades por meio da manutenção, de upgrades de equipamentos, de adaptações ou simplesmente ao reavaliar um processo projetado anos atrás. O comissionamento é um marco importante, mas não é a última decisão relacionada à eficiência que uma planta precisará tomar.

E o trabalho continua com todos os três clientes. A Arla e a GEA estão estudando a implantação gradual de secadoras por pulverização adicionais nas instalações da AKAFA. Na Aurivo, o projeto passou da fase de construção para a de operação, com a GEA prestando serviços contínuos de manutenção, monitoramento e otimização. E na MMPA, a experiência com controle avançado de processos na secadora por pulverização aponta para a próxima oportunidade: estender essa abordagem aos seus evaporadores.

Em cada caso, um passo levou ao seguinte. O melhor desempenho da planta não é resultado de uma única tecnologia ou decisão. Ele resulta da integração de toda a jornada. Juntos, os três projetos mostram como as iniciativas Think Better, Build Better e Run Better se interligam: Compreender toda a planta determina o que será construído, e a experiência adquirida com sua operação mostra para onde devemos nos voltar a seguir.

Como uma planta nunca fica parada, o mesmo ocorre com o trabalho para melhorá-la.