Resistindo: ar comprimido e vácuo para produção de recipiente de vidro

Saint-Gobain Oberland AG é um dos principais fabricantes de recipientes de vidro. Wirges/Westerwald, sua fábrica na Alemanha, produz cerca de 1,5 bilhão de garrafas por dia, usando um grande volume de ar comprimido em vários estágios de compressão. O ar comprimido é gerado por compressores de palheta rotativa extremamente durável, que requer pouca manutenção e consome muito pouca energia.

Caution Hot: Molten glass at temperatures of over 1100°C is shaped into bottles and containers in forming plants.[No text in field]

Areia e soda, lima ou dolomita e vidro reciclado: esses são os ingredientes usados para fabricar garrafas e recipientes de vidro. O processo também requer temperaturas muito altas e ar (comprimido) como um fluido do processo ou transporte - e em uma vasta escala, porque quanto maior o volume da produção, mais econômicos os processos.

Saint-Gobain Oberland AG, um dos gigantes do setor, fabrica cerca de 10 milhões de recipientes de vidro diariamente em suas quatro fábricas alemãs. Desde 2010, os produtos foram comercializados na indústria de alimentos e bebidas sob a marca Verallia. A fábrica Wirges em Westerwald produz cerca de 1,5 milhão unidades por dia.

É impressionante assistir o processo de produção em um tour pela fábrica. O ar comprimido em vários estágios de compressão participa de várias fases do processo. Ele começa com o transporte pneumático dos materiais individuais até as instalações de mistura.


Depois da mistura, o lote em pó é introduzido em um dos dois tanques, cada um com uma capacidade de 300 toneladas métricas, onde é derretido a uma temperatura de cerca de 1.600 °C e depois mantido nessa temperatura. A corrente quente de vidro derretido descarregada do tanque é dividida em porções, e o material quente é carregado - outra vez pneumaticamente - por meio de calhas ultrarresistentes ao calor até as instalações de moldagem.

O processo de moldagem é auxiliado por ar comprimido e vácuo: o material quente é pressionado no molde por ar comprimido, enquanto o vácuo "alinha" o vidro contra as paredes do molde. Juntos, eles estabelecem as condições de paredes de espessura uniforme.

As garrafas são então resfriadas sob condições controladas. No "extremo frio" - que na indústria de recipientes de vidro significa temperaturas inferiores a 600 °C! - as garrafas e recipientes são temperados, 100% inspecionados e embalados.

3.600 kW de potência instalada do compressor

Com produção diária atingindo sete dígitos, não é de admirar que a fábrica Verallia em Wirges use grandes volumes de ar comprimido. Como Andree Merten, chefe da equipe de mídia e sistemas mecânicos, explica: "Temos duas grandes estações de ar comprimido com um compressor/bomba de vácuo instalados com potência de cerca de 3.600 kW." A alimentação de ar adjacente aos tanques de fusão é o maior consumidor de energia no processo de produção, e os gerentes atribuem um grau de importância à geração de ar comprimido energeticamente eficiente. "O sistema de gerenciamento de energia na fábrica tem o certificado EN ISO 50001", disse Andree Merten. "Registramos todos os dados de consumo de energia e utilizamos os resultados não somente para otimizar o consumo, mas também para os fins de manutenção preventiva."


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Os compressores de palheta rotativa da Gardner Denver Wittig geram ar comprimido para a rede de 4 bar.

Os compressores de palheta rotativa produzem grandes volumes de ar comprimido

A seção de moldagem de garrafas tem quatro compressores de palheta rotativa Wittig ROW 460, cada uma com um motor de 250 kW, e um ROW 460 com um motor de 315 kW. Os compressores funcionam o ano inteiro, alimentando um volume quase constante de ar comprimido para a rede de 4 bar em uma taxa de até 15.000 m3/h. 

Quatro compressores de palheta rotativa ROW 600 de dois estágios geram até 15.000 m3/h de ar comprimido para a rede de 6 bar. Esse nível de compressão é usado como processo geral e ar de fábrica para uma ampla variedade de tarefas no extremo frio e quente.

Ambas as redes usam compressores de velocidade fixa e velocidade regulada. Além de fornecer um aprovisionamento em carga de base, essa disposição também permite uma produção orientada por demanda, fornecendo o volume de ar comprimido que é necessário a qualquer momento com nenhum funcionamento sem carga.

Estações de bombas de vácuo operam dentro do mesmo princípio

Três estações de bomba, alimentadas - como os compressores - pela Gardner Denver Wittig, geram um vácuo de 200 mbar (absoluto). As bombas operam dentro do princípio da palheta rotativa. As três estações de bomba podem gerar até 13.500 m³/h de vácuo.

Produção de ar comprimido isento de óleo com compressores de pistão

Portanto, no total há doze unidades de alta produtividade nas duas usinas, todas baseadas no princípio da palheta rotativa. A única exceção é a rede de 6 bar isento de óleo. Essa usa dois compressores de pistão isento de óleo CompAir R 180 com capacidade de 2000 m³/h.

Quatro compressores de palheta rotativa ROW 600 de dois estágios geram até 15.000 m3/h de ar comprimido para a rede de 6 bar.

O ar de vácuo é gerado pelas estações de bomba, que também opera dentro do princípio da palheta rotativa.

"O sistema de gerenciamento de energia na fábrica tem o certificado EN ISO 50001. "Registramos todos os dados de consumo de energia e utilizamos os resultados não somente para otimizar o consumo, mas também para fins de manutenção preventiva."

Andree Merten, chefe da equipe de mídia e sistemas mecânicos 

Eles fornecem ar comprimido para o "extremo frio" da fábrica, onde o ar pode entrar em contato com os produtos acabados. Além disso, a óptica a laser nos sensores envolvidos no processo de controle de qualidade também precisa ser limpa pelo ar comprimido isento de óleo.

Valores excepcionais para "consumo de ar comprimido por garrafa"

Então por que a Saint-Gobain Oberland em Wirges optou pelo princípio da palheta rotativa e escolheu a Gardner Denver como fornecedora? Há duas razões principais: eficiência energética e durabilidade do equipamento. A eficiência energética foi confirmada durante uma avaliação interna realizada em todas as fábricas. Como Helmut Schuckart, chefe da equipe de manutenção de mídia e sistemas mecânicos, explica: "Os resultados dessa avaliação, que mediu o consumo de ar comprimido por garrafa, foram excepcionais".

170.000 horas de operação com manutenção mínima

Para os gerentes é igualmente importante a vida útil prolongada dos compressores de palheta rotativa e das bombas. Isso também se deve ao princípio da compressão: palhetas rotativas em movimento feitas de alumínio são pressionadas contra a parede da câmara de compressão pelas forças aerodinâmicas e centrífugas.

Essas forças, juntamente com a película de óleo formada no local, cria uma vedação livre de contato, altamente eficaz, entre o rotor e a parede da caixa, evitando qualquer desgaste. 

A velocidade rotacional baixa de cerca de 1.500 rpm, o baixo peso do rotor e o pequeno número de peças móveis também contribuem para a vida útil prolongada e a pouca necessidade de manutenção. O conteúdo do óleo é removido do ar comprimido por meio de separadores de óleo integrado ultraeficientes.

A evidência pode ser vista "ao vivo" em Wirges: uma estação de bomba de vácuo operacional datada de 1972, quando Wittig rand ainda era da Demag AG, ainda está em serviço como máquina de reserva. Além disso, a fábrica da Verallia em Westerwald usa compressores de palheta rotativa para sua alimentação de ar comprimido desde 1990. Uma das primeiras máquinas Wittig ainda está em uso, já atingiu um total de 170.000 horas de funcionamento. De acordo com Helmut Schuckart: "A necessidade de manutenção é extremamente baixa. É feita troca de óleo a cada 8.000 horas e substituímos os rolamentos e palhetas após 50.000 a 60.000 horas de funcionamento. Outros tipos de compressores necessitam de mais manutenção." É por isso que os compressores de palheta rotativa são mais usados nas instalações de produção que precisam de grandes volumes de ar comprimido 24 horas por dia.

Mão de obra de alto nível desde 1972: essa bomba de vácuo ainda está em serviço como máquina sobressalente.

Saint-Gobain Oberland em Wirges usa dois compressores de pistão CompAir para produzir ar comprimido isento de óleo. Esse tipo de compressor também é amplamente usado em fábricas de cerveja – um importante setor de clientes da CompAir, Simmern.

Resfriamento de admissão aumenta a eficiência e reduz os custos de serviço

Outra vantagem desse princípio de compressão é a opção do resfriamento de admissão, que Saint-Gobain Oberland implementou para sua rede de baixa pressão em Wirges. "Antes de ser comprimido", explica Helmut Schuckart, "o ar é resfriado a -20°C, secando-o ao mesmo tempo. Isso evita a necessidade de um estágio de tratamento a jusante e aumenta a eficácia do compressor cerca de 15 a 20%." Essa medida de design também ajuda a reduzir os custos do serviço porque reduz a temperatura do óleo.

Nas condições difíceis da produção de vidro, a alta eficiência energética e a vida útil prolongada dos compressores de palheta rotativa Wittig lubrificada a óleo têm um papel importante na operação econômica da fábrica de Wirges e em outras também. Compressores de palheta rotativa da Gardner Denver Wittig também estão em uso na sede do Saint-Gobain Oberland Group em Bad Wurzach

Autor: Torsten Kock, diretor de sistemas, 
Gardner Denver Schopfheim GmbH


Helmut Schuckart, chefe da equipe de manutenção de mídia e sistemas mecânicos (à esquerda) e Torsten Kock, diretor de sistemas na Gardner Denver Schopfheim GmbH.