Producción Más Limpia en plantas empacadoras de piñas

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Producción Más Limpia en plantas empacadoras de piñas

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Que es la Producción Mas Limpia?

• La PML es la aplicación de medidas que permiten incrementar la eficiencia de los procesos productivos de una empresa a fin de mejorar su impacto ambiental y reducir costos

• El objetivo es evitar la contaminación en su fuente

• La PML se enfoca en prevención, no en tratamiento

• La PML interviene directamente en los procesos, los productos y servicios de una empresa

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Beneficios de la PML

• Muchas medidas de PML son sencillas y de bajo costo (retorno anual sobre la inversión de 50 a 100%)

• La PML mejora la competitividad de la empresa– Reduce los costos de producción

– Incrementa la producción

– Mejora la calidad

– Mejora la imagen de la empresa

– Facilita el acceso a mercados (PML es parte de ISO 14000)

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Objetivo del taller

• Presentar las principales medidas de PML identificadas en plantas empacadoras de piñas

Medidas de PML relacionadas con:– energía

– agua

– productos químicos

– fruta y materiales

• Intercambiar ideas sobre medidas de PML desarrolladas u observadas por los participantes

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Medidas de PML

Energía

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Operar la línea de producción con la mayor carga posible

• El consumo energético de toda la línea de producción se reduce muy poco cuando trabaja con poca carga (así como la carga de mano de obra)

• Por lo tanto, es importante siempre operar la línea con la máxima carga posible

93% 43% 14%

• Por ejemplo: El costo energético solamente de la bomba de la pila = CRC 1.500 /hora (~al costo de un trabajador)

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• Opciones– Usar una persona para tapar los vacíos creados por la fruta rechazada en a

etapa de inspección

– Realizar una pre-selección de la fruta en la pila o en el elevador de la pila cuando la fruta es de mala calidad (por ej., barridas)

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• Opciones (cont.)– Agilizar el proceso de cambio de partidas para tener cortes en la línea de

producción de no mas de 2 metros

– Medir el % de carga promedio diario y usar este valor como un parámetro para evaluar el rendimiento de la planta

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Reducir el consumo energético de la pila

• Costo energético de operar una bomba de 30 HP, 7 h/día, 300 días/año– Costo por demanda = CRC 2.800.000 /año

– Costo por consumo = CRC 3.170.000 /año

– Costo total ~ CRC 5.970.000 /año

• No se necesita tanta potencia para mover fruta que flota en agua

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• Alternativa: bomba de 15 HP, paletas activadas por motor de 1 HP

• Costo de operar el sistema 7 h/día, 300 días/año– Costo por demanda = CRC 1.490.000 /año

– Costo por consumo = CRC 1.690.000 /año

– Costo total = CRC 3.180.000 /año

• Ahorro comparado con sistema convencional = CRC 2.790.000 /año

= 47%

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• La línea de producción puede permanecer detenida por mas de 25% del tiempo, pero muchos equipos auxiliares siguen funcionando.– Sopladores

– Bandas de fruta de rechazo

– Bomba de la pila

Apagar todos los equipos posibles cuando se detiene la línea de producción

Línea de producción en operación

Línea de producción detenida

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Evitar operar equipos continuamente y a carga parcial

• En muchos casos, hay poca diferencia entre el consumo energético del equipo en descanso o a carga parcial y el equipo a plena carga

• Ejemplo: Picadora de coronas

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• Ejemplo: Bandas de rechazo

• Opciones– Temporizadores activados manualmente

– Sistemas de control automáticos

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Evaluar con cuidado el uso de sistemas hidráulicos para manejar los bines en las pilas• Consumo energético de la bomba hidráulica de un elevador de bines

– Espera = 2,0 kW (85% del tiempo)

– Bajando = 2,1 kW

– Subiendo = 3,6 kW

• >80% del consumo total de energía ocurre en espera

• Un tecle de 2 T consume ~2 kW pero solo cuando está trabajando

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Mejorar la eficiencia de los sopladores

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Evitar fugas de aire comprimido

• El aire comprimido es a fuente de energía mas cara que utilizan las plantas

• Ubicar fugas de aire es sumamente sencillo

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Mantener la fruta a la menor temperatura posible antes de procesarla

• El enfriamiento de la fruta es la operación que más energía consume en la planta empacadora

• Mientras más caliente este la fruta, más energía se gastará en enfriarla

• La radiación solar tiene un contenido energético de hasta 1 kWh por m2

por hora

• La fruta expuesta al sol absorbe gran parte de esta energía, la que se convierte en calor

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Hora

Tem

pera

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T. ambiente (C) T. de piña en la sombra (C) T. de piña al sol (C)

23C

29C

• Cambio de temperatura interior de una fruta expuesta al sol y de fruta colocada a la sombra

Fruta al sol

Fruta a la sombra

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• Opciones– Pintar los bines de blanco

– Almacenar los bines bajo sombra en la planta

– Colocar cubiertas sobre los bines si la fruta queda expuesta al sol por mucho tiempo en el campo o en ruta hacia la planta

• Usar una cubierta reflectiva (blanca) y que dé 100% de sombra

• Permitir que la fruta se ventile

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• Opciones– En días de mucho sol, enfriar las frutas con agua en la zona de

almacenamiento de los bines de la planta

Cambio de temperatura interna de la fruta durante el proceso de enfriamiento

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Tiempo

Tem

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frut

a (C

) .

- 6,7 C

- 1,3 C Fruta enfriada a la sombra

Fruta enfriada con agua

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Reducir la carga de calor solar que ingresa en los edificios

• Opciones– Usar colores reflectivos en los techos

– Aislar los techos

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• Opciones– Ventilar los entretechos

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Tem

pera

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(C)

.

Techo duralit (C) Entretecho (C) Cielo falso (C)

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• Opciones– Usar colores claros y reflectivos en las paredes que están expuestas al sol

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Reducir el consumo energético de las cámaras frías

• Minimizar el ingreso de aire caliente en las cámaras

3 contenedores 8 contenedores

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¿Como?

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• Aislar correctamente las tuberías de succión y proteger el material aislante del sol

• Reducir la carga de calor solar a través de las paredes– En este caso (ΔT = 11,4 C), la

sombra reduce en 30% la diferencia de temperatura y la transferencia de calor a través de la pared

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• Asegurar que los condensadores estén bien ventilados

• No dejar las luces prendidas por mas tiempo de lo necesario

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Aprovechar la luz natural

• La luz natural es la luz que mejor conviene al ser humano

• Es gratis (especialmente cuando se aprovecha en áreas sin aire acondicionado)

• Ejemplo:– 4 focos de 175W encendidos por 8 horas/día, 300 días/año

– Costo por consumo de energía eléctrica = CRC 110.000 /año

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• Consideraciones– Evitar el ingreso de luz solar directa particularmente en áreas que cuentan con

aire acondicionado

• Persianas exteriores (fachadas este, oeste)

• Árboles (fachadas este, oeste)

• Aleros (fachadas norte, sur)

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• Consideraciones (cont.)– Usar domos o techo translucido en áreas donde no hay ventanas

• Usar con cuidado en áreas donde no hay una buena ventilación o áreas que se mantienen con aire acondicionado

• No instalar domos que sean mas grandes de lo necesario

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500

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Iluminación necesaria en áreas detransito

Iluminación necesaria para trabajodetallado

Iluminación generada por un cielonublado

Iluminación generada por luz solardirecta

Illumination (lux)

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Utilizar focos de bajo consumo

• Principales opciones: Tubos fluorescentes y focos fluorescentes compactos

• Los tubos fluorescentes (T8 y T5) son generalmente la mejor opción para áreas de trabajo– Vida útil 15 a 25 veces más larga que la de un foco incandescente

– Más económicos que los focos fluorescentes compactos en términos de $ por unidad de luz generada

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Lumenes producidos por Watt

Foco incandescenteFoco halogeno

Foco fluorescente compacto (5 - 26W)Foco fluorescente compacto (27 - 40W)

Tubo fluorescente

Comparación de la eficiencia de los diferentes tipos de focos

Ejemplo: Ahorro logrado al remplazar un foco incandescente de 75W por un foco fluorescente compacto de 20W

• Ahorro en demanda = 55W o CRC 6.800 /año

• Ahorro en energía = 132 kWh o CRC 8.800 /año

• Ahorro económicos tot. = CRC 15.600 /año

= 6 veces el costo del foco fluorescente compacto

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Evitar multas por bajo factor de potencia

Ejemplo:

• Multa por bajo factor de potencia ~ C 2.000.000 /año

• Un banco de capacitores cuesta ~ C 1.500.000 y 2.000.000.

• Periodo de recuperación 1 año (o menos)

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Reducir la máxima demanda de la planta

• Cobro por máxima demanda de ICE = CRC 10.380 /kW.mes

= CRC 124.000 /kW.año

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(kW)

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• Ejemplo: Secadora de ropa eléctrica

• Potencia = ~4 kW

• Cargo por demanda = CRC 500.000 /año

• Cargo por consumo = depende del uso

• Opciones– Desplazar la operación de equipos a periodos de baja actividad

• Picadora de coronas

• Bombas de pozo

• Secadora de ropa

• .... Ideas?– Evitar instalar equipos que incrementen innecesariamente la demanda de la

planta

• Por ejemplo: Secar la ropa al sol, o elegir una secadora a gas

– Controladores automáticos de máxima demanda

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Medidas de PML

Agua

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Medidas de PML - Agua

• Principales consumidores– Lavado de la fruta (pila)

– Lavado de la planta

– SSHH

• Beneficios logrados por el uso eficiente del agua– Ahorro en energía (bombas)

– Ahorro en las facturas de agua (suministro municipal)

– Ahorro en químicos de agua de pila

– Menor inversión en equipos e instalaciones

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Recolectar y aprovechar el agua de lluvia

• Precipitación en Upala = 2.000 mm/año

= 2,0 m3/m2.año (~90% recuperable)

• Ejemplo: Potencial de recolección en una empacadora– Superficie total de techos = 1.200 m2

– Volumen recuperable = 2.180 m3 (~72 veces el volumen de la pila)

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Semana

Pre

cipi

taci

on (

mm

)

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• Beneficios logrados por el aprovechamiento del agua de lluvia

– Ahorro en las facturas de agua (agua de acueducto)

– Ahorro en energía eléctrica (agua de pozo)

– Reduce el consumo de acido cítrico – el agua de lluvia tiene muy poca dureza

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Tratar y reutilizar el agua de la pila de lavado• Beneficios

– Ahorro en agua

– Ahorro en energía (agua de pozo)

– Ahorro en insumos químicos

• Gasto en cloro y acido cítrico en una pila de 30 m3 ~ CRC 30.000 /día

• De un día para otro el agua de la pila se queda con 30 a 50% del cloro que contiene al final de la jornada de trabajo

– Reducción en la descarga de aguas residuales

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Opción 1

• Agregar coagulante y floculante al agua de la pila al final del día

• Dejar sedimentar en un tanque de fondo cónico durante la noche

• Purgar sedimentos

• Volver a utilizar el agua en la pila (hasta por un mes)

• Inconvenientes– Costo de los insumos (~CRC 7.000 a 10.000 /día

para 40m3)

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Opción 2

• Dejar el agua sedimentar naturalmente en un tanque de fondo cónico (o en la pila) durante la noche

• Purgar los sedimentos

• Filtrar el agua durante que la pila esta en operación (filtro de arena)

• Permite reutilizar el agua por 1 semana o mas

• Ventajas– Costo energético moderado (CRC 3.000 para una

bomba de filtración de 4 HP)– Costo de implementación moderado– Mantiene una mejor calidad de agua durante el

proceso

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Eliminar fugas

• Fuga moderada en inodoro = 0,5 L/minuto

= 263.000 L/año (~9 pilas de 30 m3/año)

= CRC 26.000 /año en agua potable

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Reducir el uso de agua

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Medidas de PML

Productos químicos

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• Productos– Cloro y acido cítrico para el agua de pila

– Cera

– Fungicida para pedúnculos

– Insecticida para coronas

• Beneficios de practicas de PML– Reducir el gasto en insumos

– Facilitar el manejo de residuos y de aguas residuales contaminadas

– Reducir inversiones en sistemas de tratamiento

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Evitar perdidas por salpicaduras y chorreaduras

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Minimizar la dilución de la solución de la solución de cera• Problemas

– Obliga ciertas plantas a trabajar con una solución de concentración muy variable (por ejemplo de 2,0 a 0,5 grados Brix), lo que incrementa perdidas

– Incrementa el volumen de la solución de cera y obliga purgar parte del volumen cada vez que se refuerza la solución

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• Causas– Arrastre de agua de pila

por las piñas y rodillos

– Arrastre de agua de los bidones de almacenamiento temporal

• Opciones– Sopladores antes de la

cascada

– Almacenamiento temporal en seco (por ej., banda transportadora)

– Dispositivo para eliminar goteras en los rodillos

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Minimizar perdidas de solución de cera por arrastre

• Causas– Arrastre en la fruta y en las dos

capas de rodillos

• Opciones– Mejorar el soplado de la fruta

– Alargar lo mas posible la bandeja de recolección de solución de cera

– Evitar que la solución moje la capa inferior de rodillos

– Instalar un dispositivo para eliminar las gotas de cera que quedan en los rodillos

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Trabajar con solución de cera con una concentración baja y uniforme• Problemas

– Algunas plantas trabajan con un rango muy amplio de concentración de solución de cera (por ejemplo de 2,0 a 0,5 grados Brix)

– Incrementa perdidas de cera (cuando la cascada trabajo con solución a alta concentración)

– Crea variabilidad en el tratamiento de la fruta

• Opciones– Minimizar la dilución de la solución de cera. Si no hay problemas de dilución es

relativamente fácil trabajar con una solución de cera de concentración baja y pareja

– Utilizar un sistema de dosificación para reforzar la solución continuamente mientras la línea esta en operación

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Apagar la aplicación del fungicida e insecticida cuando se detiene la línea o no hay fruta en la banda

• La línea de producción puede estar detenida por mas de 25% del tiempo efectivo de trabajo

• En ciertos casos, la línea de producción puede trabajar con un nivel de carga de menos de 50%

• Opciones– Apagado automático de los rociadores cuando se

detiene la línea

– Uso de un sistema de detección de fruta (mecánico u óptico) para apagar los rociadores cuando la banda esta vacía

• Los sistemas pueden ser caros, pero los ahorros logrados justifican ampliamente la inversión

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No botar los restos de producto que quedan al final de la jornada• A menos que los productos pierdan su efectividad, los restos deberían

guardarse de un día para otro.

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Medidas de PML

Fruta e materiales

55

Evitar caídas de fruta

56

Aprovechar la pulpa de las piñas que se usan en las pruebas• Generalmente se bota la pulpa

• Una planta de 1.000.000 de cajas/año bota aproximadamente 20.000 kg/año de pulpa que seria apta para consumo humano

• Posibles interesados– Trabajadores

– Idea?

57

Aprovechar las coronas que actualmente se botan en una fosa

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Minimizar los fallos en el armado de las cajas

• Temas– Mantención– Capacitación– Monitoreo

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Medidas de PML

Temas generales

60

Monitorear el uso de insumos y los indicadores de desempeño

• Ejemplos de indicadores de desempeño:

– % de la carga en la línea de producción

– % de cajas mal armadas (causa maquina – causa cartón)

– consumo de insumos químicos (cloro, cera, fungicida, etc.) por paleta

– consumo de agua (litros) y energía eléctrica (kWh) por paleta

– numero de frutas caídas por paleta

– ?

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Consumo (kWh) Producción (cajas)

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Índice de consumo (kWh/caja) Producción (cajas)

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Incentivar al personal

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Tener un buen programa de mantención

• La mantención de los equipos requiere una cierta inversión. Sin embargo, dicha inversión no es NADA comparado con las perdidas que ocurren al operar una planta que no tiene un buen programa de mantención.

• Las perdidas debidas a una mantención deficiente son reales pero están escondidas entre todos los gastos de la planta– facturas de agua, electricidad y combustibles

– perdidas por daño a frutas

– compra de cajas e insumos químicos

– compras de repuestos y nuevos equipos

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¿Preguntas?

Gracias