v2_n2_2015_06-art04_GORDONO

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AUMENTO DA EFICIÊNCIA PRODUTIVA ATRAVÉS DA REDUÇÃO DO TEMPO
DE SETUP: APLICANDO INOVAÇÃO NO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE
LEVEDURA
(INCREASED PRODUCTION EFFICIENCY THROUGH THE REDUCTION OF SETUP TIME:
APPLYING INNOVATION IN THE PROCESS OF YEAST PRODUCTION)
FERNANDA SERTOTINI GORDONOa,*, GILVAN BORGES BARBOSAa, LUIZ
CESAR ANTUNES DOS SANTOSa, ROBERTO LOPES DA SILVAa, MARCOS
DANIEL GOMES DE CASTROb , JOÃO AUGUSTO DA SILVAa
a,* FACULDADE
DE AGUDOS, FAAG – Agudos - São Paulo, Brasil, e-mail:
[email protected]
b FACULDADE
ORÍGENES LESSA / FACOL.
Com o mercado competitivo, as empresas tentem a inovar em seus processos, a fim
de, obter ganhos, principalmente na eficiência da produção. Sendo a levedura, um
subproduto gerado na produção em usinas de açúcar e álcool, uma forma de agregar
valor a este produto é buscar novas fontes de reaproveitamento, além do tradicional
de suplementação animal. Esta pesquisa, objetiva demonstrar um cenário de
aplicação de tecnologia na fabricação de produtos, a partir da produção da levedura
e melhorias em seus setups. Com base em pesquisa bibliográfica e levantamento de
dados, possibilitou mostrar que a inovação tecnológica que foi implantada no processo
da produção de levedura na usina, alcançando redução do Setup (troca de produto)
de 02 horas para 25 minutos. Tais ações só foram possíveis em função do trabalho
realizado utilizando as ferramentas eliminação dos desperdícios no sistema produtivo.
Palavras chaves: Levedura, Desperdícios, Competitividade e Setup.
With the competitive market, companies try to innovate in its processes in order to
obtain gains, mainly in production efficiency. As the yeast, a generated by-product in
the production of sugar and alcohol, a way to add value to this product is to seek new
sources of reuse, beyond the traditional animal supplementation. This research aims
to demonstrate a technology application scenario in the manufacture of products, from
yeast production and improvements in their setups. Based on literature review and
survey data, allowed to show that the technological innovation that was implemented
in the yeast production process at the plant, reaching reduction of Setup (product
change) from 02 hours to 25 minutes. Such actions were only possible due to the work
carried out using the tools elimination of waste in the production system.
Key words: yeast, waste, Competitiveness and Setup.
1 INTRODUÇÃO
Esta pesquisa, objetiva caracterizar a redução do setup no processo de
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fabricação de levedura, num intervalo de 02 horas para 25 minutos, aumentando a
eficiência do processo e tornando o mais eficaz. Este fator contribui diretamente para a
redução do Lead Time de produção dos seus produtos. Lead Time é o tempo de processamento de um
pedido, isto é, desde o momento que é recebido até o momento em que ele é entregue ao cliente,
interno ou externo.
A levedura é uma cepa da linhagem Saccharomycess Cerevisie têm
propriedades e grande quantidade, sais minerais e vitaminas. Estes produtos podem
ser utilizados para alimentação humana e animal.
Com estas características, a empresa em estudo está investindo na alimentação
humana com novos produtos, ricos em aminoácidos, sais minerais fonte de vitamina
B. Eficiente complexo nutriente para ser usado no processo industrial de fermentação
e meio de cultura.
Este aminoácido confere e Intensifica naturalmente o aroma original dos diversos
produtos finais. Conferir “corpo” a diversos sistemas de alimentos: sopas, caldos,
molhos, condimentos, salgadinhos, pratos prontos. Muitos trabalhos têm sido
realizados com o intuito de se avaliar a utilização de levedura na alimentação de aves,
visando à produção de carne e de ovos. Substituindo o farelo de soja e /ou farinha de
peixe pela levedura produzida a partir do melaço, em rações para frangos de corte,
DAGHIR & ABDULBAKI (1977) demonstraram que a levedura seca ser utilizada até
níveis de 10% numa dieta, ou substituir 1/3 do farelo de soja e toda farinha de peixe,
desde que as exigências de metionina e lisina sejam supridas. A adição de 15% de
levedura deprimiu o crescimento e a eficiência alimentar pelas aves, mesmo com
suplementação de metionina e lisina.
Na realidade, o maior número de pesquisas com a levedura seca tem sido
desenvolvido com suínos. De acordo com vários experimentos realizados no
Departamento de Zootecnia da Escola Superior de Agricultura ''Luiz de Queiroz´´ da
Universidade de São Paulo, este subproduto pode constituir-se numa fonte de
proteínas para esta espécie doméstica, nas várias fases do ciclo produtivo (MIYADA
E LAVORENTI, 1979; BERTO et al, 1983; LIMA, 1983; MENTEN et al, 1984;
MOREIRA, 1984). Composto até 21% da ração de suínos em crescimentoacabamento (MIYADA,1978; MIYADA E LAVORENTI, 1979). Sendo assim, buscar
eficiência em processo, além contribuir com a inovação, possibilita ampliar capacidade
de produção de novos produtos das indústrias geradoras destes subprodutos.
1.1 METODOLOGIA DE PESQUISA
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Para Gil (2011) a pesquisa formaliza a sistemática que permite conduzir
metodologicamente a busca para solução do problema definido. Optou-se neste trabalho, pela
pesquisa bibliográfica, subsidiando elementos que conduz pesquisar fatos e dados de eventos,
relações e contexto referente ao objeto de estudo.
Ao delimitar o problema de pesquisa referente ao aumento de setup na produtividade de
fabricação de levedura, é possível levantar o contexto histórico dos cenários de produção e informações que
possibilita compreender e responder tais questionamentos. A pesquisa bibliográfica foi elaborada a partir
de material já publicado, constituído principalmente de livros, manuais técnicos, artigos de
periódicos, atualmente com material disponibilizado na Internet (GIL, 2011).
1.2 A EMPRESA E O SETOR
Empresa do interior de SP trabalha com a cana-de-açúcar, e transformam em
alimentos e energia limpa, com respeito ao meio ambiente e às comunidades onde
atua, produzindo e gerando empregos, conhecimento, oportunidades e bem-estar.
A empresa desenvolve soluções naturais a partir de processos biotecnológicos,
por meio de suas unidades de negócios especializadas na produção de ingredientes
para alimentação humana e nutrição animal.
1.3 TECNOLOGIAS DO SETOR: CONTEXTO ATUAL E TENDÊNCIAS
A empresa está investindo tecnologia em equipamentos para melhorar a sua
eficiência substituindo equipamentos com centrifugas do modelo DX-309, por
centrifugas automáticas, evaporadores, sistema de resfriamento de tanques e sistema
de CIP para todo o processo. Investindo na alimentação humana com novos produtos.
1.4 AVALIAÇÃO DA CAPACITAÇÃO TECNOLÓGICA
Utilização de livros, artigos revistas cientificas e consultas a internet, e temas
relacionados ao uso da levedura seca na produção de alimentos.
2. TECNOLOGIA DE PRODUÇÃO DE LEVEDURA SECA
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2.1 SANGRIA DO LEITE DE LEVEDURA
A sangria do leite de levedura é a prática mais comum realizada pelas unidades
produtoras e consiste em desviar parte do leite centrifugado do processo de fabricação
do álcool. Estudos apontam que sangrias da ordem de 20 a 80 kgf/m³ de álcool
produzido não acarretam prejuízos de secagem de levedura, a sangrarem valores
entre 20 a 30 kgf/cm³ de álcool produzido.
2.2 CONDIÇÃO DO PROCESSO PARA SE REALIZAR A SANGRIA
A fermentação deve apresentar-se de maneira geral bem conduzida, com
eficientes controles de temperatura e tratamento do pé de cuba, livre de infecções ou
tendências à floculação. Utiliza-se caldo decantado para o preparo do mosto, desta
maneira obtemos uma levedura seca de coloração clara, tendendo à cor palha, com
menor teor de sais (cinzas) e fibras (bagacilho), resultando consequentemente em um
maior teor percentual de proteína bruta.
A utilização de caldo decantado possibilita a centrifugação do vinho de fundo de
dorna, aproveitando a levedura nele contida.
As perdas de levedura no vinho centrifugado devem ser minimizadas,
necessitando, portanto, de uma centrifugação eficiente e a otimização de suas
condições operacionais.
Essas duas últimas práticas aumentam a massa de levedura disponível para
secagem.
2.2.1 FUNDO DE DORNA
Mesmo que a quantidade seja menor que o total de levedura poderia ser tirado
do processo, esta opção é interessante porque se trata de uma fonte de levedura que
normalmente não se circula a fermentação e, por isso, pode ser considerada de graça.
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Figura 1 – Processo de tratamento da levedura.
Fonte: Os Autores (2015).
2.3 ESTERILIZAÇÃO OU TERMÓLISE
A termólise ou desativação térmica celular é necessária para utilização da
levedura seca na composição de rações animais, principalmente ruminantes, devido
a levedura competirem com os microrganismos do rumem do próprio animal por
nutrientes. É o tratamento em que o alimento é aquecido a uma temperatura
relativamente elevada durante variados períodos de tempo, suficientes para a
destruição de micro-organismos e inativação de enzimas capazes de deteriorar o
produto durante o armazenamento.
2.4 DESAGUAMENTO
Esta fase é importante para permitir que os secadores tenham aumentada sua
capacidade e eficiência de secagem. Realiza-se o processo de centrifugação ou
evaporação do creme de levedura usado no processo spray-dryer e secador rotativo.
3 SECADOR TIPO SPRAY – DRYER
3.1 SECAGEM
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Figura 2 – Processo para secagem da levedura.
Fonte: Os Autores (2015).
3.1.1 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO
Esse tipo de secador é utilizado na desidratação de alimentos líquidos como leite
de levedura, leite ou café solúvel ou alimentos pastosos, consiste basicamente de uma
câmara, geralmente cônica, de diâmetro e altura devidamente calculados, na qual o
fluido a ser desidratado é introduzido por aspersão sob pressão, resultando em micro
gotículas que uma corrente de ar aquecido em direção contrária ou na mesma direção
- secando - se quase que instantaneamente. A pulverização do líquido na câmara de
secagem poderá ser feita por discos ou bicos atomizadores.
A desidratação por atomização é um processo contínuo onde o líquido ou pasta
é transformado em produto seco, caracterizando - se pelo tempo de secagem
relativamente curto. O processo consiste basicamente na atomização do líquido em
uma câmara que recebe o fluxo ar quente. A rápida evaporação da água permite
manter a temperatura das partículas relativamente baixa, de maneira que a alta
temperatura do ar de secagem não afete em demasia o produto.
A forma como ar quente entra em contato com o líquido atomizado é muito
importante para ás características do produto final. O fluxo de ar quente utilizado na
desidratação é introduzido na câmara de secagem por meio de dispersores de ar
localizados na parte superior do equipamento. O líquido pulverizado poderá ser
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introduzido na câmara em paralelo com o ar ou em contracorrente. No fluxo paralelo,
o contato das partículas com o ar ocorre em temperaturas cada vez mais baixas.
Este processo é utilizado para desidratar produtos sensíveis ao calor. Nos
processos que utilizam o fluxo em contracorrente, o líquido é pulverizado numa
posição oposta à entrada do ar quente, desta forma, a partícula seca entra em contato
com o ar mais frio.
Este sistema é muito eficiente e pode ser utilizado para a desidratação de
produtos muito mais sensíveis às altas temperaturas.
O ar utilizado para a atomização de alimentos encontra-se sob temperaturas que
variam de 180 a 210 °C, porém, a construção da câmara e as condições de trabalho
são delineadas de forma capaz de impedir que o alimento sofra a influência de altas
temperaturas, neste caso a temperatura de saída do material seco encontra-se
sempre em torno de 70°C.
O leite de levedura é bombeado na câmara de secagem passando por cabeçote
atomizador que, girando a altíssima rotação, é atomizado e, combinado com fluxo de
ar quente, seca instantaneamente precipitando- se no fundo da câmara em forma de
cone.
O produto é descarregado através de uma válvula rotativa onde já está pronto
para ensaque na forma de pó.
1.
Vapor utilizado para aquecimento do ar:
P = 21 kgf/cm²
T = 320° C
a) Temperatura do ar na entrada do secador; 210 ° C.
b) Temperatura do ar na saída do secador: 70 ° C.
c) Concentração do leite de levedura na entrada do secador: 25% a 30%
de matéria seca.
A vazão da bomba de alimentação de leite de levedura é controlada em função
da temperatura do ar na saída do secador.
3.1.2 DESEMPENHO DO SECADOR
Parâmetros básicos foram cálculos e estão a seguir:
a) Produção de levedura: 31.200 kg dia.
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b) Produção de levedura 1300 kg hora.
c) Consumo efetivo: 1.150 kcal/kg água evaporada
d) Eficiência do secador: 67,6 %
e) Consumo horário de vapor para aquecimento do ar; 3,500 kg/h.
f)
14 kg vapor /kg levedura seca produzida
g) Potência elétrica instalada: 420 cv.
Nesta etapa ficou evidente a descrição do processo de produção da levedura
seca e a importância da utilização de levedura na alimentação animal.
4 RESULTADOS
Foram realizados estudos de viabilidade, no processo devido ao alto tempo para
o retorno da produção. Isso, devido a realização de limpeza no tanque 09 antes do
retorno da produção.
a) O tanque 09 estar interligado com o tanque 02.
b) Tendo que fazer a limpeza em paralelo.
c) Tempo utilizado para esses procedimentos é de 2 horas.
Para reduzir este Setup, necessitou instalar outro tanque em paralelo ao tanque
já existente (tanque 09). Dados do tanque a ser instalado: Aço carbono, revestido com
tinta epóxi com capacidade 30 m³. Com a instalação do equipamento pretende-se
reduzir o Setup de aproximadamente 2 horas para 25 min.
Com a redução do Setup de 2 horas para 25 min, tem-se um ganho de 01h35min
de produção.
a) Ganho de um Setup
 Horas: 01h35min
 Vazão para a secagem: 8,2 m³
 Produção estimada: 2.137 kg.
b) Ganho Previsto Mensal
 Horas: 19h00min
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 Vazão para a secagem: 98,4 m³
 Produção estimada: 25.644 kg
Com a Otimização teremos maior capacidade de absorção de Sangria (levedura
úmida).
c) Horas de sangria a mais absorvida
 Horas: 01h35min
 Volume de sangria: 15,83m³.
d) Setup mensal
 Horas: 19h00min
 Volume de sangria: 189,96m³
Considerando com’ a redução do setup, vamos ter ganhado de produção de
25.644 kg mês.
 Com essa implantação otimizamos também o uso de vapor
(259,016Ton);
 Energia (5,000 MW). Pois estaremos com produção constante.
Redução do tempo de Setup de 2 horas para 25 min.
 Redução do consumo específico de vapor (ton vapor/ton produto)
aproximadamente 3%.
Tabela 1 – Produção.
Fonte: Os Autores (2015).
Com o levantamento que feito nos meses de abril, maio e junho com o
tanque 03 já instalado, tem-se aumento na produção de 54.864 kg de levedura.
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 Ganho em R$ 143.085,00 (Venda Bruta).
4.1 REDUÇÃO DE INSUMOS
a)
Vapor
 Aproveitamento de vapor com produção 768,096Ton de vapor, (que
eram desperdiçados).
 1T = R$ 60,00.
 60 x 768,096 = R$ 46.085,76. (Melhor aproveitamento)
b)
Energia
 Aproveitamento de 10 MW com produção.
 MW = R$ 350,00.
 10 x 350,00 = R$ 3.500,00.
 Um total de 143.085,00 + 46.085,76 + 3.500,00
 Um total = R$ 192.670,76 (Trimestral).
5 LEVANTAMENTO DOS PROJETOS DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM
ANDAMENTO
Instalação de novos equipamentos na unidade, onde trabalhará com TQs
refrigerado, sistema de CIP no processo e o evaporador este equipamento vai
substituir o processo de centrifugação que é o processo atual. O evaporador vai
possibilitar diversificar a produção tendo mais produtos em linha, onde o processo de
centrifugação não possibilita está operação.
5.1 PRODUTOS
a) Extrato de Levedura: é um extrato de levedura especial produzido a
partir de uma cepa selecionada de Saccharomyces Cerevisiae. Confere e
Intensifica naturalmente o aroma original dos diversos produtos finais.
b) Leveduras Inativas, autolisadas e mineralizadas: Proteínas de alta
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qualidade, vitaminas e minerais; sabor suave, coloração bege clara; bom para
consumo in natura, comidas institucionais, salgados, condimentos, produtos
cárneos, panificação.
c) Parede celular: É um aditivo probiótico para alimentação animal rico em
mana oligossacarídeos (MOS), produzido a partir de parede celular de uma cepa
especialmente selecionada de Saccharomyces Cerevisiae. É altamente eficaz na
aglutinação de patógenos e atuando como modulador da flora intestinal, promove
considerável melhora na performance zootécnica na presença de desafios
sanitários.
d) Levedura Mineralizada com Selênio Orgânico: Fonte de selênio com
maior biodisponibilidade comparada com as fontes de selênio inorgânicas.
Principais benefícios: Aumenta o teor de selênio nos produtos animais e no
sangue; exerce efeito positivo sobre a qualidade da casca dos ovos.
e) Beta mune: É um aditivo probiótico rico em beta – glucanos, extraído de
leveduras; possui ação benéfica no sistema imunológico, atua na resposta imune
celular humoral. Tem função de pontencializador da resposta à vacinação de
rebanhos e de animais de estimação.
6 CONCLUSÕES
Conclui-se neste trabalho, a demonstração da redução de setup no processo de
produção de levedura. A melhoria no processo foi uma grande conquista, com a
redução do Setup de 2horas para 25min, com isto obteve-se um considerável lead
time com diversificação na produção dos produtos da organização. Os resultados
demonstram a grande preocupação com a inovação no processo de produção de
açúcar e álcool e seus subprodutos.
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