Ahorro de Energía en una Planta de Alimentos

¿ Cómo reducir el consumo de energía a más de la mitad en una planta de alimentos balanceados?

Desde el 2011, la planta de alimentos Sursee de UFA, construida en 1965, ha sido una de las pocas fábricas de piensos no tripulados del mundo. La planta funciona de 9pm a 5am sin ningún personal

El ingeniero mecánico Peter Hofer es miembro del equipo de dirección y responsable de toda la producción de UFA, la empresa agrícola suiza especializada en alimentos balanceados. El uso de la energía lo más eficientemente posible dado el gran volumen de producción, es muy importante para él y para la empresa por razones de costo y de principios. "Se puede hacer mucho para utilizar la energía eficientemente si analiza los procesos con precisión" destaca

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Capacidades del sistema de ejecución de la fábrica

Trabajando con el Grupo de Tecnología Bühler, UFA ha tenido un éxito especial en la optimización de procesos en su planta de alimentación de Sursee. El ahorro de energía significa que la inversión se paga en pocos años. Hasta principios de 2015, se instaló un ventilador de aspiración con un motor de inducción convencional de 75 kW.

Este ventilador deshumidifica y enfría el alimento peletizado antes de ser empacado. Para ello, permite que el aíre pase a  través del material a secar desde el 10º piso de la torre de producción. La ventilación se controlaba simplemente a través de una solapa con el motor acoplado directamente a la red eléctrica y funcionando siempre a velocidad fija.

Este sistema de ventilación, que era de última generación cuando se instaló en la década de 1980, tuvo que ser reemplazado. "Leí un artículo técnico sobre un sistema de ventilación en el Hospital Universitario de Zürich donde, durante una renovación, se utilizó un nuevo motor de reluctancia síncrono altamente eficiente, con un variador de velocidad. Me impresionaron las cifras que se mostraban y la poca energía que se utilizaba ", recuerda Hofer.

El diseño preciso del motor ahorra espacio y costos

Peter Hofer se reunió con los expertos de Bühler para explorar las posibles mejoras de eficiencia que podría traer la renovación del sistema de ventilación con un paquete de unidad ABB. Juntos, inspeccionaron minuciosamente el proceso y midieron la potencia del motor. La nueva planta se diseñó finalmente conjuntamente con especialistas de ABB y Bühler.

50 por ciento de ahorro de energía

Se instaló un motor de reluctancia síncrono ABB de 37 kilovatios (kW) para el accionamiento del nuevo ventilador de aspiración, controlado por un variador de velocidad ABB ACS880.

La puesta en marcha se llevó a cabo junto con un ingeniero de ABB y un experto en procesos de Bühler en abril de 2015. El sistema de ventilación ha demostrado su valía. Trabaja de cinco a seis días a la semana durante todo el día, todo el año. Los resultados son convincentes y en promedio, el motor posee una potencia eléctrica de 14 kW del convertidor. "Eso vale la pena", enfatiza Peter Hofer. "Ahorramos alrededor del 50 % de energía en comparación con el sistema anterior. Es alrededor de 300 megavatios-hora con este sistema; cerca de 120 francos suizos (118 dólares) por mega-watt/hora de electricidad industrial, lo que supone unos 36.000 francos suizos (35.400 dólares) al año.

El sistema es increíble; además, la reducción de las emisiones de CO2 son considerables. "Otros efectos secundarios positivos, como la menor necesidad de enfriamiento en la cabina de control, la reducción de las necesidades de espacio y ahorro debido al menor tamaño del motor, no se han considerado todavía en este análisis.

Motores de reluctancia sincronos - un pionero de la eficiencia energética

Los motores de reluctancia sincronos están equipados con un rotor constituido por paquetes de hojas eléctricas orientadas geométricamente y optimizadas; como resultado, casi no hay pérdidas en el rotor. Por ejemplo, en comparación con un motor de inducción de 75 kW, las pérdidas totales medidas en un motor de reluctancia síncrono de la misma capacidad son 3 kW en lugar de 4,8 kW. Esta reducción en pérdidas de más de un tercio genera una  eficiencia total de 94.0 % hasta 96.2 %, que corresponde a la clase más alta de la eficacia, IE4. Además, el motor se calienta menos, lo que prolonga la vida útil del aislamiento y prolonga los intervalos de lubricación.

Los motores de reluctancia síncronos fueron instalados en la planta de UFA en St. Margrethen y otros dos están siendo instalados en la planta de Herzogenbuchsee.

ABB es un líder en tecnología  que trabaja en estrecha colaboración con clientes de servicios públicos, industria, transporte e infraestructura en aproximadamente 100 países. Continuando con más de 125 años de historia en innovación, ABB hoy escribe el futuro de la digitalización industrial y la Energía y una nueva Revolución Industrial.

La división Robótica y de  Movimiento de ABB ofrece productos, soluciones y servicios relacionados, que aumentan la productividad industrial, así como la eficiencia energética. Estos incluyen motores, generadores, accionamientos y robótica que proporcionan energía, movimiento y control a una amplia gama de aplicaciones de automatización en la industria de bebidas y alimentos.

Los motores eléctricos consumen cerca del 28 % de la energía del mundo, convirtiéndolos en un objetivo claro para las medidas de mejora energética. Tradicionalmente, las velocidades del motor se controlan mediante técnicas mecánicas como la estrangulación de la salida de una bomba para conseguir el caudal deseado. Sin embargo, esto puede conducir a una pérdida significativa de energía a medida que el motor continúa funcionando a toda velocidad.

La adopción de variadores de velocidad (VSD) no sólo optimizará el funcionamiento de las bombas y ventiladores, sino que además logrará ahorros de energía en sistemas transportadores que transportan materiales sólidos y productos de un lugar a otro. Los VSD regulan la velocidad y el torque de los motores eléctricos, e incluso una pequeña caída en la velocidad del motor puede ofrecer grandes ahorros. Por ejemplo, una reducción del 20 por ciento en la velocidad de una bomba puede reducir el consumo a la mitad, por lo que estos ahorros aumentarán aún más cuando se utiliza un VSD en combinación con un motor de alta eficiencia.

Fuente: All Extruded