Del Monte trouve un train de sauce d'économies grâce à l'évaluation du DOE

Del Monte Foods est l'un des producteurs, distributeurs et distributeurs de produits alimentaires et pour animaux de compagnie de marque de qualité supérieure les plus importants et les plus connus du pays pour le marché de détail américain, générant plus de 3,7 milliards de dollars de ventes nettes au cours de l'exercice 2010. Avec un puissant portefeuille de marques comprenant Del Monte, S&W, Contadina, College Inn, Meow Mix, Kibbles 'n Bits, 9Lives, Milk-Bone, Pup-Peroni, Gravy Train, Nature's Recipe et Canine Carry-Outs, les produits Del Monte se trouvent dans huit sur 10 ménages américains. L'entreprise produit, distribue et commercialise également des produits alimentaires et pour animaux de compagnie de marque maison.

Le programme « Save Energy Now » du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) a réalisé une évaluation des économies d'énergie (ESA) il y a deux ans à l'usine n° 24 de Del Monte Foods à Hanford, en Californie. système aérien ESA était Kyle Harris d'Accurate Air Engineering Inc. de Bakersfield, Californie

L'usine Del Monte Foods à Hanford exploite trois compresseurs d'air pour fournir de l'air comprimé à un certain nombre d'utilisations finales de production différentes. Le système de compresseur se compose de trois compresseurs d'air rotatifs à vis à bain d'huile. Les trois compresseurs d'air ont une puissance de 150 chevaux, avec deux des trois unités refroidies par eau et une unité refroidie par air. Le compresseur refroidi par air a été équipé d'un entraînement à vitesse variable. L'usine utilise de l'air comprimé selon un calendrier de 12 semaines par an, sept jours par semaine, 24 heures par jour pendant les trois mois de l'année qui sont considérés comme une production de « pic de production », et un calendrier de cinq jours par semaine, de 12 à 24 heures par jour pendant les neuf mois qui sont considérés comme une production « hors pointe ». La période de pointe de production se situe pendant la récolte des tomates.

En règle générale, l'usine fait fonctionner le plus souvent les trois compresseurs d'air pendant la production de pointe et le compresseur d'air à vitesse variable pendant la production hors pointe. Actuellement, le débit d'air moyen du système d'air comprimé est supérieur à 1 550 pieds cubes par minute (cfm) pendant la production de pointe et inférieur à 450 cfm pendant la production hors pointe. Le système d'air comprimé utilise plus de 980 000 kilowattheures par an et représente plus de 5 % de la consommation électrique totale de l'usine.

Objectifs de l'ESA
Les objectifs du Bilan des Economies d'Energie étaient triples :

• Identifier les recommandations d'amélioration du système d'air comprimé ;
• Former le personnel de l'usine à la modélisation correcte du système actuel ; et
• Prévoyez les économies potentielles à l'aide de l'outil logiciel DOE AIRMaster+.

L'objectif de l'évaluation était l'alimentation en air comprimé, la distribution et les utilisations finales.

La démarche pour l'ESA
L'ESA d'air comprimé a été réalisée pendant le pic de production. Trois enregistreurs de courant et deux enregistreurs de pression ont été envoyés à l'usine plus d'une semaine avant l'évaluation. Au début de l'évaluation, les enregistreurs ont été retirés et les données ont été téléchargées sur un ordinateur. De plus, les données historiques d'une étude précédente ont été utilisées pour tracer les tendances des périodes creuses de production (neuf mois). Ensemble, l'expert DOE ESA et le personnel de l'usine ont utilisé LogTool V2 pour interpréter les données et formater les données pour une importation directe dans AIRMaster+, un outil logiciel en ligne gratuit qui aide les utilisateurs à analyser la consommation d'énergie et les opportunités d'économies dans les systèmes d'air comprimé industriels. Des profils de compresseur ont été développés et un profil d'air comprimé de base a été créé dans AIRMaster+.

Une enquête sur l'offre et la demande d'air comprimé a été réalisée. Dans le cadre de l'« évaluation de la formation », le personnel de l'usine, sous la direction de l'expert ESA du DOE, a créé un certain nombre de mesures d'efficacité énergétique pour évaluer les impacts de chaque mesure. En fin de compte, ces mesures ont été priorisées afin d'obtenir le meilleur effet des améliorations. Une réunion de clôture a été organisée pour présenter les résultats à un certain nombre de membres du personnel de l'usine qui pourraient être touchés par les améliorations proposées.

Observations générales des opportunités potentielles
La section suivante traite brièvement des projets identifiés pour une enquête ou une mise en œuvre supplémentaires. Un qualificatif est attribué à chaque projet – à court terme, à moyen terme ou à long terme. Ces descripteurs sont identifiés comme suit :

• À court terme les opportunités incluraient des actions qui pourraient être prises sous forme d'améliorations des pratiques d'exploitation, d'entretien de l'équipement ou d'actions ou d'achats d'équipement relativement peu coûteux.

• Moyen terme les opportunités nécessiteraient l'achat d'équipements supplémentaires et/ou des changements dans le système. Il serait nécessaire d'effectuer d'autres analyses d'ingénierie et de retour sur investissement.

• Long terme les opportunités nécessiteraient des tests de nouvelles technologies et la confirmation des performances de ces technologies dans les conditions d'exploitation de l'usine avec une justification économique pour répondre aux critères d'investissement de l'entreprise.

Opportunités à court et moyen terme

• Réduire la pression d'air du système : Actuellement, la pression du système est contrôlée à 105 psig, tandis que les exigences de pression d'utilisation finale les plus élevées sont inférieures. De plus, le compresseur d'air à vitesse variable (VFD) fonctionnait à charge partielle ainsi que les deux compresseurs d'air à vitesse fixe et à cylindrée variable. Au cours de l'évaluation, le point de consigne VFD a été abaissé à 95 psig ainsi que le réglage de la basse vitesse de 30 hertz à 27 hertz. Les économies réalisées grâce à cette opportunité ont été réalisées au cours de l'EES. S'il est déterminé que la pression pourrait être abaissée en plus, il faut veiller à ce que si un problème est créé à un seul point d'utilisation avec la nouvelle pression du système, cette exigence de pression d'utilisation finale doit être évaluée et des modifications apportées pour éliminer la pression goutte à travers la tuyauterie d'entrée sortante ou le filtre, le lubrificateur, le régulateur (FLR). On estime que plus de 99 000 kWh, soit 9 400 $, ont été économisés chaque année, avec un retour sur investissement immédiat.

• Réduire les fuites d'air : Bien que l'usine tente actuellement de traiter les fuites d'air comprimé, il est estimé de manière prudente que les fuites d'air comprimé représentent plus de 10 % de la demande totale de l'usine. Quelques fuites d'air évidentes et audibles ont été observées lors de l'ESA, notamment au niveau des dépalettiseurs. On estime que plus de 200 pcm de fuites d'air existent à l'usine pendant les périodes de production lorsque la pression d'air de l'usine est de 95 psig. On estime qu'un minimum de 73 000 kWh, ou 6 900 $ par an, pourrait être économisé en réduisant la charge de fuite de 100 pcm, avec un retour sur investissement de moins de quatre mois.

• Supprimer le soufflage ouvert (Ligne 4) : Le département américain de l'Énergie (DOE) et le Compressed Air Challenge (CAC) reconnaissent les applications de soufflage à ciel ouvert comme des utilisations potentiellement inappropriées de l'air comprimé de la « salle des compresseurs ». Le choix d'utiliser de l'air comprimé dans ces applications est généralement dû au fait qu'il est facilement disponible et simple à utiliser mais, par conséquent, néglige les solutions plus rentables. Le CAC encourage les usines à utiliser de l'air comprimé uniquement si une amélioration de la sécurité, des gains de productivité importants ou des réductions de main-d'œuvre en résultent.

L'usine de Hanford utilise de l'air pour souffler les boîtes avant le codage sur la plupart des lignes. Ces applications de production sont des exemples parfaits de projets cibles DOE et CAC qui peuvent le plus souvent être remplacés par de l'air comprimé à basse pression, augmentant la force fournie à l'application et réduisant la quantité d'air comprimé requise des compresseurs d'air de l'usine ou complètement supprimée. En supposant que le dispositif de soufflage typique d'un quart de pouce ait une pression de refoulement d'air de 200 pouces CE au centre du flux d'air, une vitesse de sortie d'air de plus de 54 000 pieds par minute (pi/min) et une consommation de 14 à 18 pi3/min de performances de la salle du compresseur, le débit massique d'air est de 1,32 livre par minute et la force délivrée est calculée à 41 347 Newtons d'énergie. Cette même application pourrait être remplacée par un alésage de buse de 0,52 pouce avec une pression d'alimentation de 3 psi (souffleur) et fournir 52 cfm à une vitesse de sortie d'air de 35 900 fpm à 78 pouces WC. Le débit massique d'air serait de 3,85 livres d'air par minute et une force délivrée de 52 611 Newtons. L'alimentation du ventilateur de 3 psi représenterait 28 % d'énergie fournie en plus au processus que le dispositif de soufflage d'air de l'usine.

On estime que le simple soufflage d'un quart de pouce sur la laveuse de la canalisation 4 utilise 27 pi3/min de capacité de la salle du compresseur. Au cours de l'évaluation, il a été déterminé que cette demande pouvait être supprimée. On estime que plus de 6 800 kWh, ou 648 $ par an, ont été économisés en éliminant l'arrêt de l'application de soufflage ouvert.

• Supprimer le soufflage ouvert (pré-codeurs) : Comme expliqué dans l'opportunité ci-dessus, le choix d'utiliser de l'air comprimé dans ces applications est généralement dû au fait qu'il est facilement disponible et simple à utiliser mais, par conséquent, néglige les solutions plus rentables. Le plus souvent, le codeur est placé après la laveuse et nécessite que le bidon soit sec avant le codage. Dans certains cas, le codeur a été placé avant la laveuse, ce qui élimine le besoin de souffler le bidon. Cette solution doit être étudiée pour toutes les lignes. On estime que plus de 23 000 kWh, soit 2 300 $ par an, pourraient être économisés, avec un retour sur investissement de trois mois.

• Modifier la séquence de fonctionnement du compresseur/améliorer le contrôle : L'évaluation n'a pas été en mesure de déterminer à quelle vitesse le compresseur d'air modernisé VFD pourrait fonctionner, bien que l'on soupçonne qu'il pourrait être réduit à 616 tr/min par rapport aux 900 tr/min actuels. Cela seul pourrait se rentabiliser en peu de temps car le compresseur d'air ne fonctionnerait pas à une vitesse minimale avec l'augmentation de la pression d'air de l'usine. Au fur et à mesure que les réductions de la demande sont mises en œuvre, la stratégie de contrôle doit être revue pour s'assurer que les unités à vitesse fixe fonctionnent toujours à 100 %, l'unité VFD fonctionnant dans sa plage de réduction pendant la production de pointe. Si les deux compresseurs d'air à pleine charge et le variateur de fréquence à vitesse minimale dépassent toujours la demande de l'installation et que la pression augmente, il est possible de faire fonctionner l'une des unités à vitesse fixe en « mode faible demande » afin qu'elle charge et décharge pendant qu'une vitesse fixe l'unité fonctionne à 100 pour cent et le VFD fonctionne dans sa pleine plage de débit à 100 pour cent. Le fonctionnement du variateur de fréquence doit également être examiné pendant les mois de production hors pointe. À mesure que des rénovations écoénergétiques sont mises en œuvre, il est recommandé d'évaluer et de régler les commandes du compresseur. Bien que certaines données soient disponibles, la centrale devrait investir dans la surveillance à la fois de la puissance (kW) et de la pression (psig). On estime que 24 483 kWh supplémentaires, soit 2 400 $ par an, pourraient être économisés.

Assistance à la gestion
Del Monte Foods s'engage à réduire la consommation d'énergie dans toutes ses installations. Le responsable du site, l'ingénieur de projet Richard Koch, a fourni un soutien complet avant et pendant l'ESA. Koch fait partie de l'« Energy Team » de l'usine de Hanford et se consacre à l'amélioration de l'efficacité du système d'air comprimé.

Pour plus d'informations sur les évaluations des économies d'énergie par le biais du département américain de l'Énergie, visitez le site Web du programme de technologies industrielles (ITP) du DOE à l'adresse http://www1.eere.energy.gov/industry/index.html.