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Metris OPP otimiza digestor da Suzano Jacareí e gera maior estabilidade no processo

A Unidade Jacareí da Suzano viu o processo de cozimento ser padronizado com o Metris OPP. Saiba como os controles avançados da ANDRITZ conseguiram reduzir o desvio padrão do número Kappa e aumentar a produtividade da fábrica de celulose.

© Suzano

O número Kappa é um dos fatores mais importantes para a qualidade da celulose e a composição do papel. É assim em todas as fábricas do Brasil e não poderia ser diferente para a Unidade Jacareí da Suzano. A planta localizada no município de Jacareí (SP) tem capacidade para 1.070 Kadt/a e conta com um digestor e duas linhas de branqueamento. Com a otimização realizada pelo Metris OPP no digestor da fábrica, foi possível estabilizar o processo de cozimento e reduzir o uso de químicos. A solução ANDRITZ gerou impactos relevantes para a Suzano na ordem de R$10 milhões ao ano. André Luiz Guimarães, Gerente da Produção de Celulose da Suzano Jacareí, considera esse projeto um divisor de águas no setor. “De fato, quando a gente consegue traduzir toda a variabilidade para dentro de um controle, que é a principal saída de uma fábrica de celulose, que é o número Kappa, isso é fantástico.” 

André Luiz Guimarães

Controlling Kappa is a challenge because it is the main variable in the cooking process and involves controlling temperature, levels, charge, alkali and so on. “Usually, we are very reactive. The operation sees the results and sometimes takes action in terms of temperature or load, it is very much in the hands of the operation”, says André Guimarães.

Antes do Metris OPP, havia maior variabilidade de processo, com as malhas de controle convencionais operando de forma desintegrada e atuação frequente do operador para os ajustes em relação às variações. Dessa forma, foi identificada uma oportunidade de padronização operacional. Então a parceria de longa data entre Suzano Jacareí e ANDRITZ entrou em ação. André Guimarães descreve com grande satisfação os resultados do desafio cumprido em conjunto. “O operador configura o valor que deseja na saída e todo o digestor faz esse controle, o que é algo extremamente complexo, porque já começa com a variação da madeira. A própria variabilidade da madeira traz uma variabilidade no controle também. Então o fato de a gente conseguir ajustar tudo isso em um modelo e automatizar é incrível.”  

Implementação do Metris OPP no digestor da Suzano Jacareí

A solução implementada pelo time do Metris OPP no digestor da Suzano Jacareí iniciou com a formação do time Suzano/ANDRITZ. Depois, foram definidas as etapas sequenciais lógicas e a equipe estipulou o objetivo central: estabilizar o Kappa como variável resposta do controle. “Normalmente os controles não têm essa amplitude e se restringem a controlar indiretamente o kappa pela estabilização do residual de álcali e pela temperatura de cozimento”, explica Wanderlei Pereira, Gerente Executivo de Processos Industriais da Suzano Jacareí. O sucesso desse projeto, portanto, foi ir além do convencional e realizar o controle final do Kappa da polpa de descarga do digestor. 

“Quando a gente tem esse controle e diminui a variabilidade, todas as outras malhas que vem pela frente tendem a ficar com mais estabilidade também. Isso acontece porque a gente está falando do primeiro processo, que é o processo de cozimento”, resume André Guimarães.

Pensando no controle do Kappa para o digestor, o grupo cumpriu outras etapas até chegar ao objetivo final. O projeto apresentou uma nova proposta de controle de níveis para vaso de impregnação e digestor no início de novembro, em 2019.

Adriano Ramos

“Desde já fomos fazendo ajustes de parâmetros em outras malhas de controle que poderiam impactar na performance do futuro controle de Kappa”, conta Adriano Ramos, Especialista em Otimização da ANDRITZ.

Em dezembro, os níveis de licor e cavacos foram estabilizados e a equipe partiu para os controles de álcali residual e controle de consistência da descarga no digestor.

Integração e persistência para gerar novas perspectivas com o Metris OPP

Em poucos meses foi possível notar a integração e persistência da equipe, que somou o conhecimento do time da ANDRITZ com os responsáveis pela operação da fábrica e os consultores de processo da Suzano Jacareí.

Carolina

“Os times operaram de forma extremamente colaborativa, com reuniões de trabalho frequentes, coerência técnica e estratégia de implantação eficaz.”, lembra Carolina Jardim, Consultora de Processos da Suzano Jacareí.

O foco da Suzano Jacareí é a exportação. Cerca de 90% da capacidade da fábrica tem como destino a Europa e a Ásia, principalmente a China. No cenário europeu, a Suzano Jacareí ostenta a condição exclusiva de ser o único produtor de polpa TCF no Brasil, o que corresponde a cerca de 20% da alocação da produção de celulose. Ao longo da sua história, contou com serviço de manutenção analítica da ANDRITZ por cerca de 20 anos e desde 2010, utiliza as soluções digitais da ANDRITZ, com boa performance e sempre atingindo as metas. 

As soluções digitais em parceria com a ANDRITZ têm sido fundamentais para fazer da Suzano uma referência no setor. “Quando a gente fala de estabilidade de processo, em um passado não muito distante, as grandes variabilidades que nós tínhamos não eram um problema, pois os clientes não tinham tamanha exigência.”, conta André Guimarães. Hoje em dia, o mundo todo está mais conectado, fator que aproxima cada vez mais clientes e empresas.  

O resultado da proximidade é uma exigência maior em relação ao controle de processo. “Quanto melhor e mais estáveis os nossos controles, menor a variabilidade que a gente joga para celulose e menor a variabilidade nas máquinas. É uma cadeia de ganha-ganha. Estabilidade de processo é algo antigo e todas as fábricas focam nisso. Hoje, junto com essas novas tecnologias, a gente tem conseguido grandes avanços e tem tornado a Suzano referência para a questão de estabilidade”, sintetiza o gerente de produção André Guimarães.  

Últimos ajustes no processo de otimização no digestor da Suzano Jacareí, controle do Fator H e Kappa

O processo de automação industrial no digestor da Suzano Jacareí continuou em 2020. O mundo mal sabia o que estava por vir naquele ano: a pandemia de Covid-19. No Brasil, a maior dos últimos 100 anos. Superando desafios e trabalhando com segurança, o projeto seguiu com reuniões de trabalho frequentes, coerência técnica e estratégia de implementação eficaz 

Em abril, a equipe começou o controle de Fator H. Poucos meses depois, em junho, o controle de Kappa foi finalmente ligado e a otimização do digestor completou a última etapa. Foram identificadas melhorias no processo de produção de celulose assim como na qualidade do produto final. 

Com a otimização implementada, foi possível chegar a resultados como o aumento no rendimento depurado, a redução da carga alcalina e a redução no percentual de rejeito na polpa de descarga do digestor. A meta principal também foi alcançada: a redução do desvio padrão do Kappa, que ficou abaixo das melhores referências de mercado. 

“A estabilidade do número Kappa no processo de cozimento é fundamental para a etapa subsequente, pré-branqueamento e branqueamento. Qualquer variação do número Kappa pode afetar diretamente no consumo de químicos de branqueamento e/ou nas propriedades físico-mecânicas da polpa”, analisa Carolina Jardim. 

O Metris OPP também ajudou de forma significativa na rotina operacional da Suzano Jacareí, visto que a otimização industrial facilitou o trabalho dos operadores. Estes profissionais, que trabalhavam nos controles do digestor de modo manual, foram entrevistados e participaram de um treinamento sobre os novos controles propostos. Dessa forma, ao final do projeto, os operadores ganharam tempo para focar em outras partes do processo e planos de desenvolvimento. 

Wanderlei David Pereira

“Temos a parceria com a ANDRITZ há vários anos, com projetos bem sucedidos de otimização e redução de variabilidade de processos, além da busca por sistemas autônomos com atuação reduzida do operador e este atuando como analista”, lembra Wanderlei Pereira.

É claro que tudo isso gera um ganho financeiro importante, mas a equipe da Suzano também conseguiu perceber no dia a dia os pontos positivos de um nível de controle bem melhor. “Quando você tem o equipamento rodando de uma forma mais estável é muito melhor. Se não, a todo momento há oscilações, como uma válvula no controle da saída abrindo mais ou abrindo menos e a carga da bomba ou do motor, às vezes mais alta, outras mais baixa. Isso gera fadiga nos equipamentos e pode resultar em algum tipo de problema de manutenção”, explica André Guimarães.  

Metris OPP quebra paradigmas e dá mais um passo em direção a autonomia de controle na planta da Suzano Jacareí 

O projeto realizado com o Metris OPP na planta da Suzano Jacareí representou uma quebra de paradigmas no que diz respeito à variabilidade do processo e deu um passo importante em direção à autonomia de controle. Isso acontece porque a variabilidade do processo está relacionada com matéria prima principal de uma fábrica de celulose: a madeira.  

O custo da madeira é um dos mais importantes no orçamento para a fabricação de celulose. Quanto menor a variabilidade, menor é a degradação das fibras e mais celulose é extraída. “Com o mesmo volume de madeira entrando no sistema é possível extrair mais celulose dela, porque degrada menos”, explica o Gerente de Produção de Celulose André Luiz Guimarães. “Como menos variabilidade, não são degradadas as cadeias de hemicelulose e até mesmo as de celulose. Tudo isso é preservado ao longo da cadeia de celulose, o que evita que ela acabe indo pro ciclo do licor, e vire energia e vapor. Não é esse o foco, o foco é transformar a madeira em celulose”, complementa.  

Para o Gerente Executivo de Processos Industriais da Suzano Jacareí Wanderlei Pereira, os principais benefícios da tecnologia Metris são a adaptabilidade em utilizar o conhecimento do operador através de controles multivariáveis e integrados, e a customização com as capacidades do equipamento sem sofrer alterações significativas de novos investimentos. 

Já Adriano Ramos destaca que a plataforma Metris foi utilizada nas análises e acompanhamento dos controles. O Especialista em Otimização cita três fatores da tecnologia ANDRITZ que foram determinantes para o resultado final do projeto. “Os diferenciais foram a ferramenta de controle avançado que proporciona blocos de controle que permitem tratar o tempo morto do processo, a lógica Fuzzy e os controladores MPC.” 

Carolina Jardim ratifica a qualidade do trabalho realizado e projeta o futuro da tecnologia Metris OPP na Suzano Jacareí: “A tecnologia Metris é espetacular e vem muito a somar em toda experiência operacional. Será um ganha-ganha, sem dúvida. Com certeza nos trouxe maturidade, quebrou paradigmas. E ainda há um longo caminho a ser construído. ” 

A partir de agora, a ideia é seguir na construção de BIG APCs para controle integrado de processos completos. Com a parceria da ANDRITZ, a Suzano Jacareí encaminha o futuro de autonomia de controle da planta e segue de portas abertas à inovação para criar novas perspectivas de desenvolvimento.  

O grande desafio, segundo André Guimarães, é ter uma ilha integrada. “A Suzano já tem algumas iniciativas nesse sentido, uma delas na Suzano Jacareí. Com as ilhas integradas, como uma depende da outra, é possível pegar a área do digestor, da lavagem, da deslignificação e integrar isso com a área de evaporação. Com isso, é possível balancear o nível de orgânico e inorgânico, todo o volume gerado de licor. É um trabalho muito legal que está diretamente conectado no balanço da fábrica como um todo”, conclui o Gerente de Produção. 

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