O decanter de óleo tem a função de separar as partículas sólidas do líquido que entra do tambor interno dela que gira em torno de 3500 RPM. Durante o funcionamento ocorre o entupimento do equipamento devido a impregnação do sólidos no helicoide que se encontra no interior do tambor. A recomendação do fabricante é que se interrompe a entrada de óleo no equipamento e comece a entrar água quente para que as partículas se desgrudam do helicoide por pelo menos 20 minutos, pelo menos três vezes ao dia no mínimo. Diante dessa situação a automação dessa lavagem de água quente visa durabilidade, confiança no seu desempenho, qualidade no produto final, diminuir paradas por entupimento e por quebra.
Palavras chaves: entupimento, automação, quebras.
1.INTRODUÇÃO
Nesse contexto, o presente trabalho está concentrado em um tipo específico de indústria, as fábricas de farinhas e óleos de subproduto de origem animal. Essas fábricas fazem parte dos frigoríficos (FERROLI,1999).
O Brasil em 2015 tornou-se o segundo maior produtor de carne de frango. E desde de 2010 é o maior exportador de carne de frango do mundo (SILVESTRE, 2018).
O processo industrial de abate de aves começa quando os frangos chegam em caixas de plásticos e são pendurados pelas patas na nória do abate, logo recebem um choque elétrico para ficarem atordoados e seus pescoço é cortado com faca pelo operador para que ocorra a sangria. Logo após esse processo ele é mergulhado por inteiro em um tanque de água quente para que suas penagens fiquem úmidas e moles. Após saírem do tanque as aves passam pela depenadeira, que é um equipamento com inúmeras dedeiras de borracha que ao estarem girando em contato com o corpo da ave faz com que as penas saiam do corpo dela, caindo num duto que passa agua corrente, assim transportando-a para a graxaria, como também o sangue vai através de um duto separado (Silvestre, 2018).
Em sequência a próxima etapa é a evisceração, em que após uma série de lavagens é efetuado a abertura do peito, retirado a vísceras, moela, fígado, pulmões e miúdos, em que as vísceras e o pulmões são enviados para a graxaria através de um duto com água corrente. Depois são retirados os pés e o pescoço, feito os cortes da carne, embalados e direcionado para o túnel de congelamento e estocado (SILVESTRE, 2008).
O óleo que sai dos digestores de vísceras é bombeado para um tanque de armazenamento, logo abaixo tem uma bomba que bombeia esse óleo para boca de alimentação do decanter. O óleo entra na máquina e através da força centrífuga atuante no interior do tambor rotativo (provocado pela alta rotação) ocorre a separação das partículas sólidas do líquido. Pelo fato do sólido apresentar maior densidade, ele é forçado para a superfície interna do tambor, pelo qual é arrastado pelo caracol transportador até os bocais de descarga. Já o líquido que apresenta menor densidade é afastado da superfície do tambor e através dos bocais de descarga é jogado pelas bocas de saída, chamados de pente (GRATT,2015).
A higienização consiste em retirar resíduos sólidos ou separados de líquidos presentes internamente na máquina. O processo de lavagem consiste em interromper a passagem de óleo e injetar água na temperatura próxima do óleo através do tudo de alimentação. O tempo de lavagem deve ser suficiente para eliminar esses sólidos internamente do equipamento. Essa operação tem finalidade de eliminar cheiros desagradáveis internamente no equipamento e que as partes moveis fiquem coladas as partes fixas da máquina (GRATT,2015).
Outro fato importante devido o tambor rotativo colar a estrutura da máquina é que ocorre parada inesperada do equipamento e consequentemente parada do processo contínuo da graxaria, causando pardas de manutenção.
2. JUSTIFICATIVA
O Brasil em 2019 produziu 13,245 milhões de toneladas, desses 4,2 milhões de toneladas foram para exportação. Houve um aumento de 2,75% da exportação em relação a 2018, e o consumo é de 42,8 Kg de carne per capita (Embrapa, 2020).
Concerteza o ramo do abate de carne de frango na agroindústria é muito forte na geração de renda e empregos. Nesse contexto torna-se evidente a importância dela para a economia do país. E por ter vários abatedouros, o processo de abate e processamento na graxaria são basicamente iguais. E nesse sentido essa melhoria ao fazer a automação da lavagem do decanter tende a ser duplicada em outras várias graxarias espalhadas, que estão com os mesmos problemas de parte fixa do equipamento colar na parte móvel e mal odor oriundo do processo. Esse procedimento sanará o problema existente e poderá ser duplicado essa automação para outras graxarias de outras unidades de abate de frango.
Diante do problema de que a parte móvel da máquina fique colada na parte giratória e também pelo fato do mal cheiro oriundo do processo há necessidade que a lavagem do decanter ocorra de modo automático para que evite paradas do equipamento.
3. OBJETIVOS
Objetivo geral
Estudar o equipamento decanter que faz parte do processo de graxaria de frangos em que ele faz separação do óleo das partículas sólidas, e após isso efetua a automação adequada da lavagem interna dele a fim de evitar mal cheiro e que as parte móveis colem nas partes móveis e consequentemente causando pardas.
Objetivo específico
Estudar o funcionamento da lavagem do equipamento que opera de modo manual com registros que são abertos e fechados por um operador. Essa lavagem totalmente manual não é eficiente devido operador não seguir as especificações feitas de lavagem e também de não a executar totalmente, ocasionando a parada do equipamento por partes móveis fixar nas partes giratórias e mal odor.
Essa automação de lavagem tem a meta de fazer essa lavagem totalmente automática, não necessitando do operador para essa tarefa, além de que o mesmo pode ser remanejado para outras tarefas na graxaria.
Essa automação tem de efetuar acionamento automático das válvulas de entrada de água e óleo, e as válvulas de saída de óleo para o tanque de armazenamento e descarte da água quando passar pelo equipamento. Esses acionamentos das válvulas serão comandados pelo CLP obedecendo a programação em bloco nela inserida a modo que sejam analisadas as entradas que chegam nele, de acordo com a lógica de programação executar as saídas do CLP que aciona as válvulas.
Busca-se nessa melhoria o aumento da disponibilidade da máquina trabalhando sem que haja intervenção por parada emergencial, sem programação. Ao eliminar essas paradas emergenciais estará economizando em peças que poderiam se desgastar antes do prazo de sua vida útil.
3. MATERIAL E MÉTODOS
Para montagem do sistema automático de lavagem do decanter será utilizado os seguintes itens:
– Quatro atuadores pneumáticos simples retorno por mola de 1.1/2”;
– Quatro válvulas direcionais 3vias/2 posições retorno por mola 220 Vca;
– Um CLP Siemens Logo (6ED1 052-1MD00-0BAA8);
– Quatro relés de interface Siemens Sirius 24Vcc;
– Uma fonte 24 Vcc Siemens 1,3 A;
– Cabo 2×1,5 mm PP 750 V;
– Eletro calha perfurada de inox 1.1/2” x 1.1/2”;
-Tampa para eletro calha de inox1.1/2” x 1.1/2”;
– Cantoneira inox 1/8” x 1” x 3000mm;
– Dois disjuntores monofásico DIN 2 A ;
– Dois portas fusíveis de 0,5 A;
– Dois fusíveis de vidro de 0,5 A.
No chão de fábrica foram instaladas as quatro válvulas atuadoras de 1.1/2” para efetuar o controle de passagem de óleo e agua, sendo que a passagem dos dois líquidos não podem misturar-se durante o processo.
A esquematização do processo é que a válvula 1 atue ficando aberta e assim mandando óleo para bomba e ela bombeando para o tubo de alimentação do decanter. Consequentemente o decanter faz com que saia o óleo limpo pela sua saída passando pela válvula 3 e indo para o tanque de armazenamento. Importante ressaltar de durante o processo de passagem de óleo as válvulas de água válvula 2 e a válvula de descarga da limpeza válvula 4 ficam fechadas. A figura abaixo mostra em detalhes a passagem do óleo pela tubulação em cor marrom. As válvulas abertas em cor verde e as fechadas em vermelho.
Figura 1 – Processo de passagem de óleo pelo decanter.
Quando ao start up do procedimento de lavagem automática do decanter as válvulas 1 e 3 são fechadas e abre simultaneamente a válvulas 2 e 4. Assim começa a passagem de água pela bomba e sequencialmente pelo tubo de alimentação e entrando no equipamento efetuando a lavagem e saindo dele, passando pela válvula 4. A figura abaixo mostra em detalhes a passagem da água pela tubulação em cor azul. As válvulas abertas em cor verde e as fechadas em vermelho.
Figura 2 – Processo de passagem de água pelo decanter.
A utilização do CLP Logo se justifica por ele monitorar as entradas que são sinais de sensores, botoeiras etc, e de toma decisões como base uma programação já feito nele, em que controla saídas que são ligar motores ou atuadores, assim automatizando o funcionamento de uma máquina (Rossi,2008).
Na automação utilizará um CLP logo em que ele me disponibiliza oito entradas digitais, e quatro saídas digitais. A fonte 24 Vcc será responsável pela alimentação do logo e das válvulas direcionais no processo, para assim atuarem os atuadores pneumáticos.
As tomadas de decisões dependem da programação existente no CLP. A linguagem de programação é a forma do CLP interpretar e ordenar execução das tarefas e suas operações. Uma das formas de linguagem de programação é de blocos, em que utiliza lógicas e blocos montados. (Rossi, 2008).
Segue abaixo a lógica de programação em blocos utilizando o software LOGO!Soft Confort V8.2 para o acionamento das válvulas para efetuar a lavagem automática do decanter.
Figura 3 – Programação em blocos no software LOGO! Soft Confort V8.2.
Nessa programação é utilizado a ferramenta Weekly timer, que faz de modo automático a iniciação do processo da lavagem nos dias e horário que foram pré-determinados. Outro fator importante é que quando finaliza do processo de lavagem, fecha a válvula 2 de água e abre a válvula 1 de óleo e esse óleo passa pela máquina por um período, assim misturando com a água remanescente dentro do equipamento e sendo escoado para a descarga. Logo após esse breve tempo que passa óleo misturado com resto de água encontrado no equipamento fechará a válvula 4 da descarga e abrirá a válvula 3 que o óleo retornará para o tanque de armazenamento. O processo de lavagem pode ocorrer manualmente ao ser acionado o botão liga.
Segue abaixo o escopo do diagrama elétrico do CLP e os componentes que ele irá atuar em campo na graxaria:
Figura 4 – Diagrama elétrico da automação do decanter.
5.0 RESULTADOS ESPERADOS
Como a agroindústria do abate de frangos está em expansão atualmente, como resultado existe grande quantidade de graxarias e também equipamentos, como o decanter. Com essa automação almeja a extinção do mal cheiro oriundo do equipamento pela falta de lavagem, além problema de a parte móvel ficar colada à parte fixa do equipamento, evitando assim uma parada de manutenção emergencial e ocasionando parada do processo de produção da graxaria de óleo animal.
Outro fato importante é a diminuição de mão-de-obra ou seu remanejo para outro setor, pois a lavagem do equipamento será feita de modo automatizado, não necessitando mais do operador. Consequentemente devido essa automação alcançará qualidade no produto, pois torna o processo contínuo por não haver mais paradas emergenciais pelo decanter. Outra consequência dessa disponibilidade alta do equipamento é menor tempo de utilização dele e assim menos desgaste precoce das peças que fazem parte dessa máquina, prologando a troca delas para um período maior, havendo economia de gastos nela.
Visa-se a multiplicação dessa automação de lavagem para outras graxarias de frangos com intuito de disseminar essa solução, de tal modo eliminar o mal cheiro do equipamento e pelas partes móveis grudarem nas partes fixas do equipamento como visa esse trabalho.
6.0 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO
O período de execução do trabalho automação da lavagem do decanter se apresenta na seguinte tabela:
Atividades / Períodos (mês/ 2020) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Levantamento de literatura e pesquisa sobre o tema X
Montagem do projeto X
Levantamento de materiais a serem utilizados X
Montagem e simulação no software LOGO! Soft Confort V8.2 X
Montagem diagrama elétrico
Montagem escrita TCC 1 X
Entrega do TCC 1 X
Montagem física dos atuadores pneumáticos e válvulas direcionais
Análise e planejamento para fixação eletro calhas e perfilados
Fabricação dos suportes para eletro calhas e fixação das eletro calhas até as válvulas atuadoras
Passagem cabos até as válvulas
Fixar CLP, relés e disjuntores no CCM da planta e executar diagrama elétrico para suas ligações todos equipamentos
Fazer ligação pneumática dos atuadores
Fazer download da programação no CLP e iniciar start up da automação da lavagem e fazer ajustes necessários
Testes e liberar funcionamento automático e levantamento resultados obtidos
Redigir TCC 2 e adicionar resultados obtidos e observações após implementação da automação
Entregar TCC 2
Figura 5 – Cronograma de execução da automação da lavagem do decanter.
Referências
FERROLI, Paulo Cesar Machado. Balanceamento do sistema produtivo de farinhas e óleo: fábricas de subprodutos de origem animal. Florianópolis, 1999.
ROSSI, Prof. Anderson Rodrigo. Apostila C.L.P – LOGO!. Piracicaba, Colégio Técnico Industrial de Piracicaba COTIP, 2008.
SILVESTRE, Lucas Henrique da Silva Novo. Desempenho ambiental de sistema de tratamento de efluentes de indústria de abate e industrialização de carne de aves: estudo de caso HG FOODS –EPP- Unidade de Santa Luzia/MG. Belo Horizonte, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais CEFET-MG, 2018.
GRATT. Manual do operador decanter centrífugo série 355 LR . Capinzal, Gratt indústria de máquinas Ltda, 2015.
https://www.embrapa.br/suinos-e-aves/cias/estatisticas