UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MEQ14059.pdf · Aos parceiros de trabalho, Alex Madeira, Bruno Zaccaria, Karen

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

JOÃO VÍTOR DOS SANTOS FARES FRANCO

MELHORIAS DE PROCESSO EM UMA EMPRESA AGROQUÍMICA PARA

REDUZIR O USO DE VAPOR ATRAVÉS DA METODOLOGIA SIX SIGMA

Lorena – SP

2014

JOÃO VÍTOR DOS SANTOS FARES FRANCO

MELHORIAS DE PROCESSO EM UMA EMPRESA AGROQUÍMICA PARA

REDUZIR O USO DE VAPOR ATRAVÉS DA METODOLOGIA SIX SIGMA

Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena – Universidade de São Paulo como requisito parcial para obtenção de título de Engenheiro Químico. Orientador: Prof. MSc. Antônio Carlos da Silva

Lorena – SP 2014

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA AFONTE

Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Franco, João Vítor dos Santos Fares MELHORIAS DE PROCESSO EM UMA EMPRESA AGROQUÍMICAPARA REDUZIR O USO DE VAPOR ATRAVÉS DA METODOLOGIASIX SIGMA / João Vítor dos Santos Fares Franco;orientador Antônio Carlos Silva. - Lorena, 2014. 67 p.

Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaQuímica - Escola de Engenharia de Lorena daUniversidade de São Paulo. 2014Orientador: Antônio Carlos Silva

1. Vapor. 2. Six sigma. 3. Operações unitárias. I.Título. II. Silva, Antônio Carlos, orient.

DEDICATÓRIA

Dedico essa monografia,

Aos meus pais,

pela motivação e o exemplo de esforço.

À minha família,

pelo apoio.

E ao meus amigos,

pelo companheirismo.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, aos meus pais Márcia Regina e João Batista, minha

irmã Maísa e minha avó Maria Neide, por me apoiarem com amor e

compreensão.

À minha família por sempre incentivar o estudo e mostrar que o

conhecimento é o maior bem que pode ser adquirido.

Aos meus amigos e às amizades construídas no colégio e cursinho

Etapa em São Paulo, da república estudantil em Lorena, da faculdade, do

intercâmbio e do estágio em São José dos Campos.

Aos parceiros de trabalho, Alex Madeira, Bruno Zaccaria, Karen

Alleoni, Daniela Santos, Jorge Souza, Andréia Ambrozin, Marcelo Ramos entre

tantos outros, por todos os ensinamentos pessoais e profissionais que

contribuíram nesse trabalho.

Ao professor e orientador da monografia de conclusão de curso,

Antônio Carlos da Silva. À todos os professores e colegas de universidade que

passaram em minha vida em algum momento, pois trouxeram novas visões e

ensinamentos valiosos.

E a todos, que de alguma forma auxiliaram na execução desse

trabalho.

EPÍGRAFE

“A maior habilidade de um líder é desenvolver habilidades

extraordinárias em pessoas comuns.”

Abraham Lincoln

RESUMO

FRANCO, J. V. S. F. Melhorias de processo em uma empresa agroquímica para reduzir o uso de vapor através da metodologia Six Sigma. 2014. 57f. Monografia (trabalho de conclusão de curso) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.

Atualmente, o mercado financeiro exige mais das empresas, a

concorrência está aumentando assim como a pressão dos órgãos reguladores.

Essas entidades e a comunidade fiscalizam a emissão de poluentes das

fábricas e o uso sustentável das matérias-primas, todas essas exigências são

requisitos socioambientais. Nesse contexto, as organizações buscam inovar

seus projetos para aumentar a produção, aprimorar a qualidade e passar uma

imagem positiva à sociedade. Uma metodologia que ganha força nesse cenário

é o Six Sigma, que através do DMAIC utiliza um padrão de técnicas estatísticas

e ferramentas de gestão da qualidade a fim de controlar o processo, atuar nas

causas das variações e reduzir ao máximo a variabilidade. O presente trabalho

apresenta um projeto que acontece em uma multinacional do ramo

agroquímico, cujo foco é reduzir o uso de vapor do processo, utilizando não só

a metodologia já apresentada, mas também os conhecimentos da engenharia

química adquiridos ao longo da graduação, como operações unitárias, balanço

de massa e energia, dimensionamento de equipamentos, controle de

processos, etc. Neste trabalho considera-se o uso de vapor dado pela relação

entre kg de vapor consumido por kg de produto produzido. Foram

implementadas três melhorias nesse projeto e obteve-se uma redução do uso

de vapor de 0,0034 para 0,0032. Utilizou-se softwares como MINITAB® e

Aspen® IP.21 para auxiliar na execução e análise dos resultados do projeto.

Palavras chave: Six Sigma, vapor, operações unitárias, engenharia química.

ABSTRACT

FRANCO, J. V. S. F. Process improvements in an agrochemical company to reduce steam usage through Six Sigma methodology. 2014. 57f. Monografia (trabalho de conclusão de curso) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.

Nowadays the market requires even more of companies, competition is

increasing as well as the pressure from regulatory agencies. These entities and

the community control the usage of raw material and the emission of pollution,

all these demands are social and environmental requirements. In this context

organizations seek to innovate their projects to increase production, improve

quality and give a positive image to society. A methodology usage in this

scenario is known as Six Sigma that by statistical techniques and quality

management tools can control the process, act on the causes of variations and

minimize variability. This paper presents a project that takes place in a

agrochemical company, which the main goal is to reduce the steam usage in

the process, using not only the methodology already presented, but also the

knowledge of chemical engineering acquired during the graduation, as unit

operations, mass and energy balance, equipment design, process control, etc.

In this paper we consider the steam usage as the ratio between kg of steam

consumption per kilogram of product produced. Three process improvements

were implemented in this project and obtained a reduction of 0.0034 to 0.0032

of steam usage. Were used softwares as MINITAB® and Aspen® IP.21 to

assist in the implementation and analysis of the project.

Key words: Six Sigma, steam, unit operations, chemical engineering.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Matriz de Priorização ....................................................................... 23

Figura 2 - Diagrama de causa e efeito ............................................................. 24

Figura 3 - Diagrama de pareto ......................................................................... 25

Figura 4 - Carta de controle estatístico de processo ........................................ 26

Figura 5 - Sistema básico de evaporação ........................................................ 28

Figura 6 - Sistema de evaporação de dois efeitos ........................................... 29

Figura 7 - Análise econômica seleção de evaporador ...................................... 30

Figura 8 - Termocompressor ............................................................................ 32

Figura 9 - Os três diferentes tipos de entalpia .................................................. 34

Figura 10 - Sistema de controle e instalação de um desuperaquecedor .......... 36

Figura 11 - Diferentes tipos de desuperaquecedores ....................................... 36

Figura 12 - Brainstorming ................................................................................. 40

Figura 13 - Gráfico de operação do termocompressor ..................................... 42

Figura 14 - Sistema de evaporação ................................................................. 43

Figura 15 - Primeiro cenário de estudo de operação do termocompressor ...... 44

Figura 16 - Segundo cenário de estudo de operação do termocompressor ..... 45

Figura 17 - Terceiro cenário de estudo de operação do termocompressor ...... 45

Figura 18 - Quarto cenário de estudo de operação do termocompressor ........ 46

Figura 19 - Comparação antes x depois do aumento de pressão .................... 46

Figura 20 - Comparação antes x depois .......................................................... 47

Figura 21 - Desuperaquecedor entre termocompressor e trocador de calor. ... 48

Figura 22 - Relação entre pressão e temperatura de saturação ...................... 49

Figura 23 - Temperatura do desuperaquecedor ............................................... 50

Figura 24 - Adição de água e reagente no reator ............................................. 51

Figura 25 - Uso de vapor 2014 ......................................................................... 52

Figura 26 - Comparação individual do uso de vapor antes x depois ................ 53

Figura 27 - Boxplot uso de vapor antes x depois ............................................. 54

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Nível sigma em função do número de defeitos produzidos. ............ 19

Tabela 2 - Resumo do DMAIC. ........................................................................ 22

Tabela 3 - Matriz para pontuação de prioridades. ............................................ 41

Tabela 4 - ANOVA uso de Vapor antes x depois ............................................. 53

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................ 14

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ................................................................... 14

1.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO........................................................ 15

1.2.1 PREPARAÇÃO DO REAGENTE ..................................................... 15

1.2.2 REAÇÃO DE OXIDAÇÃO ............................................................... 15

1.2.3 FILTRAÇÃO .................................................................................... 16

1.2.4 EVAPORAÇÃO ............................................................................... 16

1.2.5 CENTRIFUGAÇÃO ......................................................................... 16

2 OBJETIVO ...................................................................................... 17

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................... 18

3.1 SIX SIGMA ...................................................................................... 18

3.2 DMAIC ............................................................................................. 19

3.3 FASE DEFINIR: ............................................................................... 20

3.4 FASE MEDIR:.................................................................................. 20

3.5 FASE ANALISAR: ........................................................................... 20

3.6 FASE MELHORAR: ......................................................................... 21

3.7 FASE CONTROLAR: ....................................................................... 21

3.8 FERRAMENTAS DA ESTATÍSTICA E DA QUALIDADE ................ 22

3.8.1 BRAINSTORMING .......................................................................... 22

3.8.2 MATRIZ DE PRIORIZAÇÃO............................................................ 23

3.8.3 DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO ................................................. 24

3.8.4 DIAGRAMA DE PARETO ................................................................ 24

3.8.5 CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO ................................. 25

3.9 EVAPORAÇÃO ............................................................................... 27

3.9.1 EVAPORAÇÃO EM MÚLTIPLOS-EFEITOS ................................... 28

3.9.2 MODOS DE OPERAÇÃO ................................................................ 30

3.10 TERMOCOMPRESSÃO .................................................................. 32

3.11 DESUPERAQUECEDOR ................................................................ 34

4 METODOLOGIA ............................................................................. 38

4.1 FASE DEFINIR ................................................................................ 38

4.2 FASE MEDIR................................................................................... 38

4.3 FASE ANALISAR ............................................................................ 38

4.4 FASE MELHORAR .......................................................................... 39

4.5 FASE CONTROLAR ........................................................................ 39

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................... 40

5.1 OPERAÇÃO DO TERMOCOMPRESSOR ...................................... 42

5.2 CONTROLE DE TEMPERATURA COM DESUPERAQUECEDOR 48

5.3 ADIÇÃO DE ÁGUA E ESTRATÉGIA DE PRODUÇÃO ................... 51

5.4 RESULTADOS USO DE VAPOR .................................................... 52

6 CONCLUSÃO ................................................................................. 55

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................... 56

14

1 INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO

Em um quadro de crise econômica mundial a demanda por alimentos

provavelmente dobrará até final de 2050, devido ao crescimento populacional

prevemos que população chegará a 9 bilhões durante esse período, esse

contexto impõe às lideranças globais o desafio de aumentar a produção

agrícola de maneira sustentável. As empresas do ramo agroquímico

desempenham um importante papel nesse setor, elas são responsáveis por

desenvolver os defensivos agrícolas (herbicidas) que visam aumentar a

produtividade dos agricultores, auxiliando-os no combate as ervas daninha.

Esse nome surgiu para as plantas que infestavam espontaneamente as

áreas de produção agrícola e dificultavam o cultivo de alimentos. A agricultura

passou por diversas fases, inicialmente a atividade de controle a essas ervas

daninha era a queima da cultura após a colheita, porém com a industrialização

na metade do século 20 surgiram diversos tipos de equipamentos agrícolas

para a preparação do solo. No entanto, esses equipamentos e as queimadas

causaram sérios problemas de erosão e redução dos teores de matéria

orgânica do solo, na segunda metade do século 20 surgiu o controle químico

para as plantações e foi iniciado a produção de herbicidas.

A indústria, objeto de estudo dessa monografia, é responsável por

produzir desde o princípio ativo até a embalar o produto final (herbicida) e

possui uma vasta gama de marcas. Devido a segredos industriais o nome da

empresa ficará em sigilo e não será divulgado.

O escopo do projeto está apenas na produção do princípio ativo, que

consiste em uma planta química com reação química e diversas operações

unitárias, como filtração, evaporação, centrifugação, etc. O uso de vapor nessa

planta é dado pela relação entre kg de vapor consumido por kg de produto

produzido. As plantas de formulação e embalagem não utilizam um consumo

15

significativo de vapor e por isso não serão estudadas nesse trabalho. A fim de

facilitar citações, chamaremos essa planta responsável por produzir o princípio

ativo como: planta técnica.

O processo da planta técnica resume-se nas seguintes etapas:

1. Preparação do reagente

2. Reação de oxidação

3. Filtração

4. Evaporação

5. Centrifugação

6. Envase

1.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO

1.2.1 PREPARAÇÃO DO REAGENTE

Recebe-se o reagente em contêineres de transporte a granel

(contêineres de metal). O contêiner é inclinado e vibrado de modo a despejar o

reagente dentro de um tanque de descarregamento. Água é adicionada ao

tanque e este é agitado com ar através de bocais especiais, dessa forma

obtém o reagente na concentração necessária.

1.2.2 REAÇÃO DE OXIDAÇÃO

O reator trabalha em batelada e é alimentado com o reagente,

oxigênio, catalisador, água quente e ar comprimido. A reação é exotérmica e

libera calor. Um trocador de calor mantém a temperatura do reator sob

controle. Após completar-se a reação, o conteúdo do reator é transferido.

16

1.2.3 FILTRAÇÃO

Todo o conteúdo do reator é transferido para o filtro. Esse equipamento

é composto por telas verticais que tem a função de reter o catalisador. Após a

separação o catalisador é enviado de volta para o reator e o produto vai para a

próxima etapa.

1.2.4 EVAPORAÇÃO

A partir dessa etapa a operação se torna contínua, um tanque após a

filtração alimenta o evaporador de forma contínua. O evaporador opera em

vácuo e um trocador de calor fornece o calor necessário. Utiliza-se um sistema

de recompressão mecânica, através do uso de um termocompressor e

reaproveita-se parte do vapor evaporado do sistema para fornecer calor para a

própria massa de alimentação. Cristais são formados já no corpo do

evaporador e são enviados de forma contínua para a próxima fase.

1.2.5 CENTRIFUGAÇÃO

O material proveniente do evaporador é concentrado e enviado para as

centrífugas. As centrífugas rotacionam o produto e separa os cristais formados,

a lama proveniente dessa separação é chamada de licor mãe e é recirculada

para o evaporador. O produto na forma de cristais vai para um silo cônico com

um misturador e em seguida é embalado em sacos. Outro destino para o

produto são as plantas de formulação, que transformam o princípio ativo no

herbicida formulado.

17

2 OBJETIVO

O objetivo desse trabalho é otimizar o uso de vapor, kg de vapor

consumido por kg de produto produzido, em uma indústria agroquímica através

da aplicação do DMAIC filosofia Six Sigma.

Para atingir este propósito, foram estabelecidos os seguintes objetivos

específicos:

Aplicar os conhecimentos de engenharia química e aprofundar o

conhecimento no processo em estudo;

Estruturar o trabalho de acordo com a metodologia DMAIC;

Analisar as condições de operação de equipamentos, instrumentos e

do processo para identificar as oportunidades de trabalho;

Otimizar as condições em estudo para reduzir o uso de vapor;

18

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 SIX SIGMA

A metodologia conhecida atualmente como Six Sigma foi desenvolvida

em 1987 por profissionais da empresa Motorola, cuja estabilidade de mercado

estava abalada por ineficiências internas, como qualidade e lucratividade. Tal

metodologia propiciou ótimos resultados a Motorola, sendo que essa em 1988

recebeu o prêmio Malcon Baldrige de Qualidade, devido a esse sucesso a

metodologia foi expandida e adotada por outras empresas norte americanas

(PANDE, 2001).

O foco da estratégia do Six Sigma é controlar o processo atuando nas

causas de variações, reduzir o número de defeito próximos a zero e manter o

processo estável. É importante para o programa que os projetos estejam

alinhados com a estratégia de negócio da empresa e que essa metodologia

seja encarada não como uma ferramenta, mas sim como uma cultura de

negócio. Deve-se utiliza-la dentro de toda a estrutura organizacional, como

manufatura, qualidade, logística, área de serviços, entre outras, de forma que

essa cultura seja cada vez mais disseminada e entendida por todos

(ROTONDARO, 2002).

Podemos definir o nível Six Sigma como um padrão de qualidade em

que encontra-se apenas 3,4 falhas por milhão, ou seja 99,99966% de perfeição

(ROTONDARO, 2002). A tabela 1 mostra o padrão de nível Sigma.

19

Tabela 1 - Nível sigma em função do número de defeitos produzidos

Nível sigma Defeitos por milhão de oportunidades (dpmo)

1 691.462 2 308.537 3 66.807 4 6.210 5 233 6 3,4

Fonte: MATOS, 2003

De acordo com Pande (2001), o Six Sigma proporciona vários

benefícios, entre eles podemos listar:

Sucesso contínuo, pois desenvolve habilidades e a cultura para que

a empresa esteja sempre se revitalizando;

Busca pela perfeição, pois é uma metodologia que prega 0 defeitos,

ou seja, sempre buscando o desempenho máximo;

Foco total no cliente, pois projetos Six Sigma são definidos a partir

da voz do consumidor, mostrando valorização dessa relação;

Gerenciamento dirigido para dados e fatos, ao utilizar de

ferramentas estatísticas para tomada de decisão;

Troca de conhecimento, pois incentiva a comunicação dentro da

empresa;

3.2 DMAIC

A metodologia Six Sigma para ser implementada utiliza um padrão de

técnicas estatísticas e ferramentas da gestão da qualidade, em uma estrutura

dividida em cinco fases, conhecida como DMAIC: definir, medir, analisar,

melhorar/implementar e controlar (BABA, 2008).

20

3.3 FASE DEFINIR

Definição do problema ou da oportunidade de melhoria a ser

trabalhada, equipe envolvida, o escopo do projeto, objetivo do trabalho, os

clientes do projeto. Algumas das ferramentas estatísticas durante essa etapa

são: Diagrama de Ishikawa, Matriz de priorização, Brainstorming, SIPOC e

Mapa de Processo (BABA, 2008).

3.4 FASE MEDIR

Nessa etapa vamos medir de forma planejada as variáveis que afetam

o nosso processo, um diferencial da metodologia Six sigma é que tomamos

decisões e ações baseadas nos nossos dados medidos. ECKES (2001), defini

o Plano de Coleta de Dados como a ferramenta mais importante para essa

fase, que consiste em definir “quem”, “o que”, “onde”, “quando” e “como” medir

nossos dados.

3.5 FASE ANALISAR

Essa é uma fase vital do DMAIC, pois iremos determinar as causas dos

problemas, através dos dados medidos na fase anterior. Para isso, listamos o

conjunto de variáveis (Xs) que explicam o desempenho atual de (Y), resultando

na função . Em seguida analisamos quais os Xs do

processo que mais impactam no resultado de Y. O diagrama de Pareto,

gráficos de histograma e Diagrama de Ishikawa, regressões, correlações, são

ferramentas que podemos utilizar nessa etapa (ECKES, 2001).

21

3.6 FASE MELHORAR

Nessa fase vamos selecionar e implementas as soluções, analisadas

na fase anterior, que são capazes de eliminar a causa do problema ou reduzir

seu efeito. Podemos rodar uma corrida piloto e realizar um planejamentos de

experimentos para determinar quais são as soluções mais adequadas (ECKES

2001) e (PANDE, 2001). Além disso deve-se pensar em:

Custo da implementação;

Custo operacional;

Facilidade de implementar;

Como reduzir os riscos aderentes as melhorias ;

Adesão dentro de toda organização;

Segundo MONTGOMERY (2009), planejamento de experimentos

(DOE) é um conjunto de técnicas utilizadas para melhorar um processo, de

formar a reduzir o número de testes e otimizar o uso de recursos. O

experimento planejado é realizado conduzindo alguns testes que variam as

condições da variável de entrada do processo, de forma que seja possível

identificar e quantificar os efeitos na variável de saída.

3.7 FASE CONTROLAR

A última fase do DMAIC, consiste em validar os benefícios propostos e

assegurar que as melhorias implementadas funcionem com o passar do tempo,

devemos também acompanhar o processo até que ele se estabilize. Além

disso, podemos criar um Plano de Controle para garantir a estabilidade do

processo no futuro e realizar um treinamento com as pessoas envolvidas. O

controle estatístico de processos (CEP) é uma ferramenta utilizada nessa fase

(BABA, 2008).

A tabela 2 traz um resumo das fases do DMAIC, com o objetivo e

atividades de cada etapa.

22

Tabela 2 Resumo do DMAIC

FASES OBJETIVO ATIVIDADES

1) Definir Identificar a oportunidade ou problema

Definir a necessidade do cliente, escopo do projeto, recursos, time envolvido

2) Medir Coletar dados sobre o processo

Desenvolver plano de medição e medir as variáveis de efeito e causa

3) Analisar Converter os dados medidos em possíveis soluções

Analisar Xs em relação ao Y, desenvolver hipóteses sobre causa dos problemas, identificar soluções.

4) Melhorar Executar ações que melhorem o processo

Testar e validar soluções, fazer um DOE, corrida piloto, medir resultados

5) Controlar

Validar a melhoria e estabelecer métricas para sustentar o projeto no decorrer do tempo

Implementar plano de controle, treinar todos envolvidos, definir ações para sustentar a melhoria, CEP

Fonte: BABA, 2008 e SCATOLIN, 2005

3.8 FERRAMENTAS DA ESTATÍSTICA E DA QUALIDADE

O método DMAIC utiliza ferramentas estatísticas e de qualidade que

suportam a implementação do projeto. Serão abordadas algumas dessas

ferramentas que serão utilizadas nesse trabalho e que são usadas em

trabalhos Six Sigmas.

3.8.1 BRAINSTORMING

ECKES (2001) define o brainstorming como uma ferramenta para

geração de ideias, soluções e oportunidades de melhoria, o tema é livre e pode

ser discutido qualquer assunto ou tópico. Normalmente utiliza-se essa

23

ferramenta da seguinte maneira, uma pessoa conduz uma reunião com uma

equipe multidisciplinar e em que todos possam opinar, todas ideias são

registradas sem que se faça nenhuma análise ou julgamento dessa ideia nesse

momento. Após todo esse levantamento podemos executar uma ferramenta

chamada matriz de priorização.

3.8.2 MATRIZ DE PRIORIZAÇÃO

Nessa etapa discutiem-se todas as ideias propostas anteriormente e as

classificamos em oportunidades de:

Alto, médio, baixo impacto;

Alto, médio, baixo esforço;

Com isso o time consegue definir as prioridades de implementação,

sendo as de menor esforço e maior impacto as primeiras a serem executadas e

as de baixo impacto e alto esforço as últimas. A figura 1 ilustra essa

ferramenta.

Figura 1 - Matriz de Priorização

Fonte: Elaborado pelo autor

24

3.8.3 DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO

Diagrama de causa e efeito ou diagrama de Ishikawa é um tipo de

gráfico que identifica as possíveis causas para um problema e as classifica em

grandes categorias. Dessa forma podemos atuar nas causas de forma

sistemática, consequentemente impactamos no problema de forma mais

efetiva. Usualmente as principais causas são classificadas em 6 grandes

categorias “6Ms”: mão-de-obra, materiais (componentes), máquinas

(equipamentos), métodos (procedimentos de operação ou de controle), meio

ambiente e medição (sistema de medição) (BABA, 2008). Na figura 2 diagrama

de causa e efeito.

Figura 2 - Diagrama de causa e efeito


3.8.4 DIAGRAMA DE PARETO

Segundo BABA (2008) o Diagrama de Pareto é um tipo de gráfico que

permite a priorização das atividades, concentrar os esforços nos pontos que

apresentam as melhores oportunidades, ou seja, onde conseguimos os

maiores ganhos. O gráfico é composto dos seguintes itens:

25

Eixo horizontal: as classes, problemas, causas que serão

comparadas;

Eixo vertical: a frequência acumulada em colunas verticais em cada

classe e em ordem decrescente;

Uma curva que representa a frequência acumulada das classes;

Na figura 3 tem-se um diagrama de pareto.

Figura 3 - Diagrama de pareto

Fonte: Rotandaro, 2002

3.8.5 CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO

Essa ferramenta é utilizada na fase controlar, ela serve para monitorar

o processo e garantir o desempenho e qualidade das melhorias

implementadas. Todos processos apresentam pequenas variações naturais,

que fogem do nosso controle nesse caso nada podemos fazer.

26

Mas com as perturbações maiores, que fazem o processo sair de seu padrão

natural devemos atuar implementando o Controle Estatístico de Processo

(CEP). Essa ferramenta consiste em definir um Limite Superior de Controle

(LSC), Limite Inferior de Controle (LIC) e a Linha Média (LM). O processo deve

permanecer dentro dos limites inferiores e superiores, se em algum momento

ele sair do controle devemos tomar uma medida corretiva o quanto antes. Os

limites do gráfico de controle são definidos em relação ao desvio padrão e a

média da distribuição da variável. Na figura 4 a carta de controle estatístico de

processo.

Figura 4 - Carta de controle estatístico de processo


27

3.9 EVAPORAÇÃO

Segundo MCCABE (1985) a evaporação é uma operação unitária com

o objetivo de aumentar a concentração de um soluto não volátil em um solvente

volátil, normalmente a água. O princípio empregado nesse aumento de

concentração é a ebulição seguida de evaporação do solvente através do

emprego do calor. Nessa operação a fonte de calor sempre é indireta, ou seja,

não há contato entre o fluido de aquecimento e a solução a ser concentrada. A

fonte de calor na maior parte dos casos é vapor saturado proveniente de

caldeiras.

Podemos diferenciar a evaporação da cristalização em seu objetivo,

que é de evaporar um solvente de uma solução para promover a formação de

cristais, produto cristalino. Tal diferença desaparece quando o produto da

evaporação é uma suspensão de cristais em um líquido saturado (MAX

FRANCO, 2001).

A secagem cujo objetivo é aumentar a concentração de um sólido

também difere da evaporação. Na secagem o mecanismo que limita a

velocidade de aumento de concentração é a difusão da umidade do sólido até

a interface com o ar insaturado. Dessa forma o ar insaturado arrasta a água,

removendo-a sem que atinja-se necessariamente a temperatura de ebulição.

Na evaporação a transferência de calor é o fator mais limitante para a

concentração do soluto e ebulição da água (WESTPHALEN, 1999).

Na maior parte dos casos de evaporação são utilizados os termos

“vapor vivo” e “vapor vegetal” esses que designam respectivamente o vapor de

aquecimento e o vapor resultante da evaporação. A figura 5 representa um

sistema básico de evaporação.

28

Figura 5 - Sistema básico de evaporação

Fonte: WESTPHALEN, 1999

De acordo com PERRY (2008) a eficiência de um evaporador é dada

usualmente por quilogramas de solvente evaporado por quilogramas de vapor

usado. Calor é necessário para:

Para aumentar a temperatura inicial da solução até a temperatura

de ebulição.

Promover o mínimo de energia termodinânica para separar o

solvente líquido da solução alimentada.

Vaporizar o solvente.

O melhor ganho de economia de vapor se dá através do reuso do

vapor vegetal em um condensador, sistema de vácuo ou enviando-o para um

sistema de evaporação de múltiplo efeitos.

3.9.1 EVAPORAÇÃO EM MÚLTIPLOS-EFEITOS

Normalmente essa opção é a mais encontrada nas indústrias, seu

princípio consiste em dividir a evaporação em diversos corpos de

equipamentos, chamados de estágios ou efeitos. Nesse sistema o vapor

29

vegetal proveniente de um estágio é aproveitado como forma de aquecimento

para o próximo estágio. Dessa maneira utilizamos o vapor vivo apenas no

primeiro estágio, sendo que para os demais efeitos utiliza-se o vapor vegetal.

De acordo com WESTPHALEN (1999) o consumo de vapor nesse tipo de

sistema pode ser estipulado pelo consumo de vapor de um sistema de

evaporação de um único efeito dividido pelo número de efeitos.

Além dessa vantagem, também reduzimos a água de resfriamento do

condensador, pois esse equipamento irá operar somente com o vapor gerado

do último efeito.

Figura 6 - Sistema de evaporação de dois efeitos

Fonte: Westphalen, 1999

Como mostrado na figura 6, o vapor vegetal proveniente do primeiro

efeito é enviado para o segundo efeito, para que esse vapor seja aproveitado e

tenha-se transferência de calor, é necessário uma diferença de temperatura

entre o produto do primeiro efeito com a temperatura do vapor vegetal. Mas

como as duas correntes saem do primeiro efeito elas estão na mesma

temperatura, devido a isso a pressão de operação do segundo efeito precisa

ser menor que a pressão no primeiro, dessa forma obtemos a evaporação no

segundo efeito. De acordo com esse conceito quando se operam sistemas de

30

múltiplo-efeitos a pressão, de cada estágio, decai conforme aumentamos o

número de efeitos (WESTPHALEN, 1999).

Para determinar o número de efeitos ótimo deve-se levar em

consideração: custo total da energia, o tipo de sistema de evaporação,

quantidade de água evaporada. A figura 7 traz essa análise.

Figura 7 - Análise econômica seleção de evaporador

Fonte Franco, 2001

3.9.2 MODOS DE OPERAÇÃO

Usualmente evaporadores de um único estágio são empregados

quando a capacidade requerida não é grande, o vapor é barato, quando o

produto é muito corrosivo e necessita-se que o material de construção do

evaporador seja resistente ou quando o vapor é muito contaminado e não pode

31

ser reaproveitado. Os evaporadores podem operar em batelada, semi-batelada

e de forma contínua (PERRY, 2008).

Batelada: As etapas de alimentação, evaporação e transferência

ocorrem de forma consecutivas. Esse modo de operação não é

muito utilizado pois é necessário um volume disponível muito

grande no corpo do evaporador para receber toda a alimentação,

além disso a fonte de calor deve estar localizada em uma altura

adequada para fornecer calor independente do nível do evaporador.

Semi-batelada: Nesse modo a alimentação ocorre de forma

contínua até que o produto no evaporador alcance a concentração

desejada.

Contínuo: Nesse caso a alimentação e a saída de produto ocorrem

simultaneamente e com aproximadamente as mesmas vazões.

32

3.10 TERMOCOMPRESSÃO

A finalidade de se empregar o termocompressor no evaporador é

aproveitar a energia proveniente da corrente de vapor vegetal e utilizar essa

energia como meio de aquecimento para o próprio evaporador. Através da

alimentação de vapor motriz das caldeiras, o vapor vegetal é succionado pelo

termocompressor e dessa mistura obtemos um vapor a média pressão

utilizando-o como fonte de calor para a corrente de produto que alimenta o

evaporador. A figura 8 representa um termocompressor.

Figura 8 - Termocompressor

Fonte: Korting Reference Data

O componentes do ejetor da figura 8 são:

A, B e C representam respectivamente vapor motriz, vapor de sucção e

vapor de descarga.

1. Câmara de entrada de vapor

33

2. Bocal de compressão

3. Cabeçote

4. Entrada do difusor

5. Saída do difusor

O princípio de funcionamento do ejetor ocorre da seguinte maneira: a

pressão entre o bocal de compressão e o difusor é a menor possível,

aproximadamente o valor da pressão de sucção ( ). Nesse ponto o vapor de

sucção entra no cabeçote e é misturado com o vapor motriz em alta

velocidade. Parte dessa energia cinética é transferida para o vapor de sucção.

O vapor motriz e o vapor de sucção entram juntos, como uma mistura, através

do difusor, perdendo velocidade e ganhando pressão. O aumento da pressão

de sucção ( ) para a pressão de descarga ( ) corresponde a taxa de

compressão do ejetor (KORTING REFENCE DATA).

34

3.11 DESUPERAQUECEDOR

Vapor superaquecido é um vapor que está acima da temperatura de

saturação para determinada pressão. Esse vapor contém uma elevada

quantidade de energia e na maior parte dos casos é usado em plantas de

geração de energia como força motriz para turbinas. O vapor superaquecido

tem algumas desvantagens para a transferência de calor. (Spirax Sarco basic

desuperheating theory, acessado em 7 de novembro 2014).

O vapor superaquecido possui três tipos de energia, enthalpy of water,

entlhalpy of evaporation (calor latente) e enthalpy of superheat. Considere o

exemplo de um vapor superaquecido a 10 bar e 300ºC, tal vapor possui:

Enthalpy of water = 746 kJ/kg;

Enthalpy of evaporation = 2015 kJ/kg;

Enthalpy of superheat = 274 kg/kg;

Figura 9 - Os três diferentes tipos de entalpia

Fonte: Spirax Sarco basic desuperheating theory, acessado em 7 de novembro 2014

Pode ver na figura 9 que a maior parte da energia está contida no calor

latente do vapor e acontece na mudança de estado vapor-líquido, o coeficiente

de transferência de calor do vapor superaquecido também é baixo e difícil de

35

ser dimensionado. Além disso, quanto maior a temperatura do vapor

superaquecido mais crítico são as condições de processo e maior é o custo

das instalações com equipamentos e instrumentos. O coeficiente de

transferência de calor do vapor saturado é muito mais elevado e permite

economia nas instalações da planta.

Em um trocador de calor ao utilizar-se vapor superaquecido é

necessário que este se esfrie até a temperatura de saturação para iniciar a

troca térmica, isso diminui a eficiência do trocador e consequentemente do

processo. O vapor superaquecido é praticamente um isolante térmico, como a

maioria dos gases e deve ser minimizado seu uso em processos de

transferência de calor. Normalmente trabalha-se com uma temperatura de

aproximadamente 5ºC acima da temperatura de saturação e isso é possível de

controlar através do uso de um equipamento chamado desuperaquecedor, que

adiciona água no vapor superaquecido e permite diminuir a temperatura do

vapor para uma temperatura mais próxima da saturação. Na maioria dos casos

utiliza-se vapor a uma temperatura um pouco maior do que a temperatura de

saturação, pois como os sistemas de controle possuem um tempo de resposta

pode acontecer do vapor condensar e gerar um vácuo, que irá succionar mais

vapor aumentando o efeito da condensação. Essa condição pode ser evitada

ao controlar a temperatura do vapor um pouco acima da saturação.

Sabe-se que no estado de vapor saturado coexistem água e vapor,

portanto ao adicionar-se vapor saturado em um trocador de calor forma-se uma

película de condensado nas paredes dos tubos. Essa película de condensado

irá tornar constante a temperatura do vapor no trocador e irá garantir uma

máxima eficiência de troca térmica. Isso pode ser controlado utilizando um

desuperaquecedor. Na figura 10, uma instalação típica desse sistema e na

figura 11, diferentes tipos desse equipamento

36

Figura 10 - Sistema de controle e instalação de um desuperaquecedor

Fonte: Spirax Sarco basic desuperheating theory, acessado em 7 de novembro 2014

Figura 11 - Diferentes tipos de desuperaquecedores

Fonte: DONAHUE

Na figura 11, tem-se três tipos diferentes de desuperaquecedores:

Mechanical atomizing desuperheater – nesse tipo de configuração a

água passa por um bocal restringido gerando pequenas partículas de água

direto do vapor. Nesse tipo de aplicação necessita-se que a água esteja a uma

pressão bem mais elevada que o vapor superaquecido (DONAHUE).

37

Single (partial) Venturi – Quando não se tem disponível água a uma

pressão elevada utiliza-se um venturi que pela diferença de pressão faz todo o

trabalho de gerar as partículas de água, sem necessitar de partes móveis ou

orifícios pequenos sujeitos a erosão ou entupimento (DONAHUE).

Double (full) Venturi – Além de ter o venturi como no tipo anterior, tem-

se um venturi na própria tubulação que gera uma maior perda de carga e

otimiza a geração de partículas de água, permitindo um melhor controle de

temperatura (DONAHUE).

O cálculo necessário para dimensionar o desuperaquecedor pode ser

obtido através do balanço de energia do sistema:

Onde:

= massa de água de resfriamento (kg/h)

= massa de vapor superaquecido (kg/h)

= entalpia do vapor superaquecido (kJ/kg)

= entalpia do vapor desuperaquecido (kJ/kg)

= entalpia da água de resfriamento (kJ/kg)

38

4 METODOLOGIA

O presente trabalho trata-se de uma pesquisa ação em que as

melhorias propostas foram implementadas na empresa de estudo. Foi feito

uma análise detalhada dos resultados obtidos para garantir que itens de

segurança e qualidade continuem dentro das exigências. Espera-se através da

metodologia DMAIC, seguir um padrão de trabalho para estabelecer os

objetivos com clareza e tomar decisões baseadas em cálculos estatísticos e

históricos.

Além disso, foram aplicados conhecimentos da engenharia química

adquiridos ao longo da graduação para possibilitar a execução técnica do

projeto. Foi utilizado softwares computacionais para auxiliar a busca de dados

do processo e para acompanhar a evolução das melhorias implementadas.

Como MINITAB® para cálculos estatísticos e ASPEN® IP.21 para acompanhar

em tempo real ou com dados históricos.

Aplicando a Metodologia DMAIC, dividiu-se esse trabalho nas

seguintes etapas:

4.1 FASE DEFINIR

Identificar as oportunidades de melhoria dentro da planta técnica;

Definir o time necessário para execução do projeto e mudanças;

Os recursos necessários;

4.2 FASE MEDIR

Coletar dados sobre o processo;

Medir as variáveis de efeito e causa;

4.3 FASE ANALISAR

Converter os dados medidos em possíveis soluções;

39

Analisar os fatores de causa e efeito, ou seja,

;

4.4 FASE MELHORAR

Executar as melhorias;

Testar as soluções, corrida piloto;

Realizar o planejamento de experimento;

Entender os resultados obtidos;

Rever os documentos necessários, lista de alarmes, etc;

4.5 FASE CONTROLAR

Validar as melhorias;

Treinar todos os envolvidos;

Definir ações para sustentar o projeto;

40

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Inicialmente reuniu-se o time envolvido e realizou um brainstorming

para levantar possíveis oportunidades de melhoria, essa reunião foi conduzida

com a presença de pessoas da operação, engenheiros, estagiários e gestor da

área. Em um ambiente livre de críticas e com o objetivo de levantar as

possíveis melhorias chegou-se nas seguintes oportunidades, figura 12.

Figura 12 - Brainstorming


A próxima etapa foi definir as oportunidades a serem trabalhadas assim

como as pessoas responsáveis por cada melhoria, para isso utilizou-se uma

matriz de priorização da seguinte forma. Na tabela 3 a matriz de prioridades.

41

Tabela 3 Matriz para pontuação de prioridades

Outputs Priorização 1 3 6 9

CTB Savings (kUS$) 9 < 50

kUS$

50 - 200

kUS$

200 - 350

kUS$

> 350

kUS$

CTB Capital (kUS$) 9 > 500

kUS$

300 - 500

kUS$

50 - 300

kUS$

1 ano 6 - 12 meses 3 - 6 meses < 3

meses

CTP Dados e índices

disponíveis 3 < 40% 40 - 60% 60 - 80% > 80%


Em que CTB significa “critical to business” e CTP “critical to project”.

Para cada oportunidade realiza-se uma votação em que os itens mais votados

recebem 9 pontos, mediamente votados 6 pontos, pouco votados 3 pontos e

não votados 1 ponto. De forma que a soma das quatro categorias resultarão

em uma pontuação final para cada oportunidade.

As oportunidades que tiverem a maior pontuação são as que

apresentam maior impacto para o negócio, ou seja, resultam em lucro com

pouco ou nenhum investimento e apresentam o menor esforço de

implementação, baixo tempo de execução e grande quantidade de dados

disponíveis. As oportunidades que serão executadas nesse trabalho após a

priorização são as seguintes:

Operação do termocompressor;

Controle de temperatura com desuperaquecedor

Adição de água no reator e estratégia de produção;

Como o uso de vapor é dado pela relação entre kg de vapor consumido

por kg de produto produzido, o objetivo desse trabalho é diminuir o uso através

da redução do consumo de vapor ou através do aumento de produção.

42

5.1 OPERAÇÃO DO TERMOCOMPRESSOR

Esse equipamento termocompressor funciona da seguinte forma, nele

mistura-se vapor da caldeira a alta pressão e temperatura com um vapor

proveniente do evaporador a baixa pressão e temperatura. Através da

compressão desses dois vapores obtém um vapor a média pressão e

temperatura que serve como fonte de calor para o próprio evaporador. Esse

vapor a média pressão passa por um trocador de calor e aquece o produto que

recircula no evaporador. A figura 13 mostra diferentes formas de operação

desse equipamento, o eixo X representa a quantidade de vapor proveniente do

evaporador e o eixo Y vapor que vem das caldeiras. Percebe-se diferentes

curvas de operação. As pressões na figura 13, indicam respectivamente

pressão de sucção e pressão de descarga do termocompressor.

Figura 13 - Gráfico de operação do termocompressor

Fonte: Acervo do autor

A proposta de melhoria nesse equipamento é de aumentar a pressão

de sucção do termocompressor através do aumento da pressão do evaporador.

43

Na figura 14 pode-se entender como é o funcionamento básico do

sistema de evaporação em estudo.

Figura 14 - Sistema de evaporação


O sistema costumava trabalhar com a pressão de 200mmHg o que é

equivalente a 3,86 psi. Um vapor da caldeira de aproximadamente 55000 lb/h e

um vapor vegetal proveniente do evaporador de 70000lb/h. Aumentando-se a

pressão para 210 mmHg igual a 4,0 psi percebe-se que é possível aumentar a

quantidade de vapor vegetal succionado utilizando menos vapor proveniente da

caldeira. Dessa forma aumentamos a eficiência do termocompressor e

reduzimos o uso de vapor.

A quantidade de evaporação pode ser calculada através do balanço de

massa do sistema, que é dado por:

44

Após o aumento de pressão do evaporador percebeu-se um ganho na

evaporação, mediu-se alguns cenários de operação. O valor de FC466 é o

valor de vapor proveniente da caldeira em tonelada/h.

Percebe-se que em todos os casos após o aumento da pressão teve-

se um aumento do vapor succionado do evaporador. Antes dessa mudança o

valor era de aproximadamente 70000lb/h. As figuras 15, 16, 17, 18 mostram os

testes realizados com diferentes vazões de vapor motriz.

Figura 15 - Primeiro cenário de estudo de operação do termocompressor


45

Figura 16 - Segundo cenário de estudo de operação do termocompressor


Figura 17 - Terceiro cenário de estudo de operação do termocompressor


46

Figura 18 - Quarto cenário de estudo de operação do termocompressor


Plotando no gráfico das curvas de operação do termocompressor,

figura 19, os valores de antes e depois obtém-se o seguinte resultado.

Figura 19 - Comparação antes x depois do aumento de pressão


47

Além disso, pode ser confirmado através do software ASPEN® IP.21

esses resultados pela figura 20. Percebe-se um aumento de 2 toneladas de

vapor succionado pelo termocompressor após o aumento de pressão do

evaporador. Nota-se que o vapor succionado pelo condensador não sofreu

alterações.

Figura 20 - Comparação antes x depois

Fonte: ASPEN® IP.21

Curva laranja representa pressão do evaporador;

Curva rosa o vapor succionado pelo termocompressor;

Curva verde o vapor succionado pelo condensador;

48

5.2 CONTROLE DE TEMPERATURA COM DESUPERAQUECEDOR

No processo em estudo foi identificado a oportunidade de implementar

esse tipo de controle, pois todos os equipamentos já estavam presentes na

planta, apenas a lógica do controle que não estava habilitada, a válvula de

adição de água no vapor estava travada em 50%. O desuperaquecedor

(desuperheating) nesse estudo encontra-se logo após o termocompressor e

tem a função de resfriar o vapor superaquecido em vapor saturado antes do

trocador de calor. A figura 21 do sistema de evaporação ajuda a entender onde

esse equipamento se localiza.

Figura 21 - Desuperaquecedor entre termocompressor e trocador de calor


O vapor que condensa no trocador de calor vai para o tanque de

condensado, existe uma tubulação que conecta esse tanque na saída do

termocompressor e que possui uma válvula de controle para adicionar água no

sistema e controlar a temperatura do vapor. A pressão no casco do trocador de

calor varia aproximadamente entre 350 e 420 mmHg. Portanto o cenário ideal

49

seria de adicionar água logo após a saída do termocompressor e controlar a

temperatura desse vapor para atingir a saturação, para que o vapor chegue no

trocador de calor e condense permitindo a máxima troca de calor.

Determinou-se o valor da temperatura de saturação do vapor através

de uma regressão linear entre a pressão no casco do trocador de calor e a

temperatura de saturação do vapor, figura 22.

Figura 22 - Relação entre pressão e temperatura de saturação


Observa-se que o valor de R quadrado foi próximo de 1 e determinou-

se a relação entre temperatura de saturação e a pressão no trocador de calor:

+ FATOR

Esse fator adicionado à equação permite na criação da lógica do

controle que se altere o valor da temperatura de saturação para cima ou para

50

baixo, possibilitando realizar testes e encontrar a melhor forma de trabalho. A

literatura e os trabalhos na área sugerem trabalhar com um valor de

temperatura de aproximadamente 5ºC acima da temperatura de saturação,

pois o atraso do tempo de resposta dos instrumentos pode permitir a

condensação do vapor antes do tempo de resposta de adição de água, isso

faria o vapor já chegar condensado no trocador de calor e consequentemente

perderia a eficiência térmica do processo.

Figura 23 - Temperatura do desuperaquecedor


Na figura 23, a linha rosa representa a abertura da válvula de adição de

água. A linha verde pontilhada o valor do setpoint de temperatura e a linha

vermelha o valor real da temperatura. Após a mudança ser implementada,

percebe-se que o valor real de temperatura está sendo ajustado pelo setpoint,

equação desenvolvida anteriormente e que a válvula de adição de água está

trabalhando para controlar essa temperatura.

51

5.3 ADIÇÃO DE ÁGUA E ESTRATÉGIA DE PRODUÇÃO

Uma melhoria implementada nesse projeto foi concentrar o produto no

reator, diminuindo o total de água carregada e aumentando o total de reagente

adicionado. Pelo balanço de massa sabe-se que ao adotar tal estratégia o

reator trabalhará mais concentrado, consequentemente mais produto será

carregado no evaporador. Mantendo uma mesma taxa de evaporação e

utilizando a mesma quantidade de vapor, conseguiu-se aumentar a produção

diária da planta, uma vez que aumentou-se o volume de produto na batelada

do reator.

Figura 24 - Adição de água e reagente no reator


Na figura 24, a linha vermelha representa o total de reagente

adicionado no reator e a linha verde o total de água. Percebe-se ao longo do

tempo uma redução dessa água e o aumento do volume de reagente. Essa

estratégia foi adotada para aumentar a produção mantendo a mesma taxa de

evaporação que anteriormente.

52

5.4 RESULTADOS USO DE VAPOR

O indicador de uso de vapor é calculado mensalmente com base na

produção e no consumo de vapor, por motivo de sigilo de capacidade não será

divulgado os valores de produção, mas sim apenas o valor do uso de vapor.

Desde Janeiro de 2014 foi acompanhado e medido o uso, o projeto foi

implementado no mês agosto e os resultados foram imediatos, a figura 25 traz

os resultados de uso de vapor.

Figura 25 - Uso de vapor 2014


53

Foi realizado a análise estatística ANOVA com os dados de uso de

vapor entre Janeiro a Julho comparando-os com Agosto a Outubro. A tabela 4

traz esses dados.

Tabela 4 ANOVA uso de Vapor antes x depois

Categoria Amostras Média Desvio padrão

Uso de Vapor (antes) 7 0,0033843 0,0000913

Uso de Vapor (depois) 3 0,0031733 0,0000493


P value = 0,006 confirma que realmente aconteceu uma mudança

estatística após a implementação do projeto reduzindo o uso de vapor. As

figuras 26 e 27 mostram a redução do uso de vapor ao longo desses meses.

Figura 26 - Comparação individual do uso de vapor antes x depois

Fonte: Elaborado pelo autor, MINITAB®

54

Figura 27 - Boxplot uso de vapor antes x depois

Fonte: Elaborado pelo autor, MINITAB®

55

6 CONCLUSÃO

Conclui-se que o projeto implementado trouxe ganhos financeiros e de

processo para a empresa em estudo ao reduzir o uso de vapor de 0,0034 para

0,0032 e uma redução da variabilidade do uso. Os objetivos específicos

traçados inicialmente foram alcançados. Otimização da operação de

equipamentos e instrumentos. As melhorias seguiram um padrão de trabalho

baseado na metodologia Six Sigma (DMAIC), que garantiu uma execução

sistemática do projeto e um aprofundamento de conhecimento no processo.

Atualmente, tais mudanças são analisadas diariamente para sustentar

o sucesso do projeto e novos estudos estão em andamento para otimizar as

mudanças que aconteceram. Isso é uma característica de um projeto que

utiliza a metodologia DMAIC, melhoria contínua e em ciclo. Para o sucesso do

projeto deve ser considerado o uso de softwares como MINITAB® e do

Aspen® IP.21 que estão cada vez mais presentes nas indústrias para facilitar o

controle e a análise dos processos.

56

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BABA, V.A. Diagnóstico e análise de oportunidade de melhoria em um restaurante universitário por meio da filosofia Seis Sigma, 2008. 115 p. Dissertação (Mestrado em Administração das Organizações)- Universidade de São Paulo (USP), Ribeirão Preto, 2008.

ECKES, George. A Revolução Seis Sigma: o método que levou a GE e outras empresas a transformar processos em lucro. 3 ed. Rio de Janeiro: Campus, 2001.

DONAHUE, Kristin. Desuperheating Selection and Optimization. Disponível em http://www.graham-mfg.com/usr/pdf/TechLibHeatTransfer/110.pdf> Acesso em 10 de novembro 2014

FRANCO, Max. Integração energética de sistemas de evaporação localizados abaixo do ponto pinch, 2001. 150p. Dissertação Mestrado (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, 2001.

KORTING, Korting Reference Data for application of jet ejectors and vacuum processing, Catálogo técnico, Korting Hannover AG.

MATOS, J. L. Implementação de um projeto de melhorias em um processo de reação química em batelada utilizando o método DMAIC, 2003. 127 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Produção) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2003.

MONTGOMERY, D.C; RUNGER, G.C. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. Quarta Edição. Editora LTC. 514 p, 2009.

ROTONDARO, Roberto G.; RAMOS, A. W.; RIBEIRO, C.O.; MIYAKE, D, I.; NAKANO, D.; LAURINDO, R. F. B.; HO, L. L.; CARVALHO, M. M.; BRAZ, M. A.; BALESTRASSI, P. P. Seis Sigma. Estratégia Gerencial para a Melhoria de Processos, Produtos e Serviços. São Paulo: Atlas, 2002.

PANDE, Peter S., NEUMAN, Robert P., CAVAGH, Roland R. Estratégia Seis Sigma. Como a GE, a Motorola e outras grande empresas estão aguçando seu desempenho. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2001.

Spirax Sarco Basic Desuperheating Theory. Disponível em . Acesso em 7 de novembro 2014.

57

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WESTPHALEN, Denis Libert, Modelagem, simulação e otimização de sistemas de evaporação, 1999. 252p. Dissertação Doutorado (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas, 1999.

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MEQ14059.pdf · Aos parceiros de trabalho, Alex Madeira, Bruno Zaccaria, Karen