Otimizando o desempenho do forno com medição de umidade em linha

Ao produzir um programa eficaz de secagem em estufa para madeira serrada, a análise abrangente do teor de umidade da madeira deve ser a principal preocupação.

Isso é óbvio, você provavelmente está pensando, mas o que é menos óbvio é o número de pontos-chave no processo de fabricação onde o teor de umidade pode e deve ser monitorado para otimizar o desempenho do forno.

A medição da umidade em vários pontos do processo é crucial, mas a medição da umidade pós-forno de toda a madeira recebida antes do processamento posterior fornece a melhor percepção de quão eficiente e eficaz são as operações de secagem do seu forno.

A medição da umidade pós-forno também oferece o importante benefício adicional de detectar pedaços de madeira que não atendem aos seus requisitos críticos de umidade antes que eles sejam processados.

Sistemas de Medição de Umidade no Forno: Medição em Tempo Real, Não Análise de Dados

Os sistemas de medição de umidade no forno são ferramentas de medição puramente em tempo real que fornecem leituras de teor de umidade para, na melhor das hipóteses, auxiliar no programa de secagem dos sistemas de controle do forno. Sistemas de medição de umidade no forno normalmente usam no máximo 8 sensores, medindo uma pequena fração da carga do forno para fornecer feedback em tempo real ao operador do forno ou ao sistema de controle do forno por meio das leituras do sensor de teor de umidade.

Junto com a medição do teor de umidade de equilíbrio durante o processo de secagem, elas podem ser uma ferramenta válida para ajudar a determinar quando uma carga de forno (carga) está pronta para ser puxada ou para auxiliar em mudanças em tempo real durante o processo de secagem.

No entanto, esses sistemas não são ferramentas abrangentes de controle de qualidade para coleta de dados de umidade. Em última análise, o objetivo imediato de um sistema de medição de umidade no forno é ajudar os operadores a determinar quando a madeira de uma determinada carga atingiu sua faixa de teor de umidade alvo, e não realizar uma secagem completa em forno ou uma análise da qualidade da umidade.

Por outro lado, Sistemas de medição de umidade em linha na planta de processamento ou na serraria, é possível medir toda a madeira seca no início do processo e estar idealmente posicionado para coletar métricas de umidade importantes sobre o processo de secagem a montante.

Os dados coletados desses sistemas podem fornecer dados de umidade realmente abrangentes, carga por carga ou por produto, para auxiliar no ajuste fino do processo de secagem em estufa.

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Sistemas de Medição de Umidade em Linha (no Processo): Obtendo uma Visão Geral com Dados Abrangentes

Com um sistema de medição de umidade em linha, cada placa na cadeia de produção pode contribuir para sua avaliação da qualidade da umidade.

Com um tamanho de amostra que abrange toda a madeira de todos os seus fornos, você deve ser capaz de determinar no mínimo dois indicadores principais do desempenho do processo do seu forno: um desvio padrão (definido livremente como a variabilidade no teor de umidade por carga) e uma porcentagem de madeira inaceitavelmente úmida e seca.

1. Desvio Padrão

O desvio padrão demonstra, tanto visual quanto numericamente, a variação do desempenho de um forno, carga por carga. Considerando a representação tradicional da curva de Gauss do desvio padrão, quanto menor o intervalo entre o teor de umidade desejado e os resultados reais pós-forno, melhor o desempenho do forno e, portanto, melhor a qualidade da produção para cada forno e carga.

Obviamente, sempre haverá madeira fora da faixa-alvo, mas uma configuração de forno otimizada deve reduzir significativamente o número de pés-tábua que não atingem o teor de umidade desejado.

O desvio padrão torna-se estatisticamente significativo quando um histórico de dados pode ser examinado, tanto forno por forno quanto carga por carga. Se um forno específico apresentar regularmente um desvio padrão maior em comparação com outros fornos, isso pode indicar um problema de manutenção ou até mesmo um problema do operador que pode ser resolvido com treinamento adicional.

Rastrear o desvio padrão de diferentes espécies ou mesmo de fornecedores específicos de madeira serrada verde pode permitir a otimização das configurações iniciais do forno para cada carga. Simplificando, o desvio padrão pode ajudar a apontar a direção certa ao questionar por que os dados são como são.

O rastreamento do desvio padrão é um bom indicador de possíveis alterações na secagem que podem melhorar o desempenho do forno. Uma alteração mecânica (por exemplo, inverter o fluxo de ar com mais frequência) ou uma alteração de procedimento (por exemplo, ajustar o programa de ventilação) pode ser suficiente para melhorar o desvio padrão de um forno específico e evitar que a madeira fique excessivamente seca ou úmida.

Se você tiver uma meta de teor de umidade muito específica, práticas adicionais como procedimentos de empilhamento ou variação de cronograma para diferentes espécies também podem ser importantes. Mas, no geral, quanto menor o desvio padrão, melhor o processo.

Deve-se observar que há possíveis limitações no uso do desvio padrão em padrões tradicionais de CQ.

Um estudo da Wagner Meters de 2007 demonstrou que o desvio padrão e o desvio médio não eram confiáveis ​​para determinar as metas ideais de secagem em estufa para a classificação de madeira macia. Em resumo, uma leitura semelhante de teor de umidade médio (CM) entre cargas separadas nem sempre indica o mesmo valor de madeira serrada.

Essa observação levou a um processo de seis sigma que Wagner Meters chama de "análise estatística lognormal". Embora essa aplicação não tenha sido exaustivamente testada para aplicações em madeira de lei, ela pode merecer uma análise mais aprofundada em busca de dados que estejam fora da norma esperada.

2. Madeira “molhada”

Madeira serrada que apresente teor de umidade superior ao máximo aceitável obviamente será problemática. Os custos em tempo de estufa para ressecação e remoagem criam um equilíbrio difícil quando considerados em relação ao prejuízo comercial devido à perda de qualidade, problemas de classificação ou mofo e reivindicações de reclassificação.

A resposta óbvia é aumentar o tempo de secagem no forno se esse número for consistentemente alto. Mas o risco de secagem excessiva representa um desafio igualmente grande para a produção do produto-alvo.

A correlação óbvia entre o teor de umidade e a recuperação de teor possivelmente apresenta o caso mais forte possível para a necessidade de um sistema de medição de umidade em linha.

Com um tamanho de amostra maior e com as ferramentas corretas de avaliação e geração de relatórios integradas a um sistema em linha, o desempenho do forno pode ser analisado e corrigido para encontrar o "ponto ideal" — as condições ideais de secagem que acompanham o desempenho otimizado do forno.

Desenvolvendo os Dados

Há uma variedade de sistemas de medição de umidade em linha disponíveis e pouquíssimas fábricas ou processadores secundários de produtos de madeira operam sem um. A integração de componentes específicos é obviamente importante, mas a verdadeira chave para o sucesso está em aproveitar ao máximo os dados coletados para obter insights práticos sobre o desempenho da secagem em estufa.

Otimização significa garantir que o ciclo de informações esteja fluindo sem problemas. E é aqui que seus operadores de forno ou especialistas em coleta de dados se tornam cruciais.

Há uma série de perguntas a serem feitas para transformar a coleta de dados em insights práticos:

1. Estamos maximizando a utilização de nossa medição de umidade?

O seu sistema de medição de umidade em linha está em operação contínua para maximizar a coleta de dados? O seu sistema é automatizado para registrar os dados coletados? Estatisticamente, um monitoramento significativo depende do volume de dados coletados, bem como da consistência no ponto do processo onde são coletados.

Quanto mais dados você tiver para avaliar, maiores serão os insights sobre suas operações de secagem em estufa.

2. Quem é responsável por coletar e avaliar os dados?

Em algumas usinas, os níveis de umidade são monitorados por classificadores; em outras, pelo Controle de Qualidade (CQ); em outras, pelos operadores do forno. Uma vez coletados os dados, também é necessário classificá-los por categorias relevantes, como forno específico, dimensão e/ou espécie, data de carregamento do forno, etc.

Há uma variedade de ferramentas de avaliação e relatórios disponíveis no mercado que oferecem uma ampla gama de opções de relatórios, mas, em última análise, os relatórios também precisam ser usados ​​para conduzir e otimizar o processo de secagem em estufa.

3. Como as mudanças são implementadas?

Como em qualquer grande empresa de produção, a comunicação dos resultados precisa ser clara para gerar mudanças eficazes e produtivas. O ideal é que haja várias pessoas treinadas na operação do seu sistema de medição de umidade em linha, para que a avaliação, a configuração dos parâmetros e as alterações na configuração do forno possam ser realizadas com rapidez e precisão em resposta aos relatórios de dados.

Colocando os dados em uso

O objetivo final do armazenamento e análise de dados no desempenho do forno não é apenas maximizar os tempos de carga ou problemas de manutenção do forno, mas ser capaz de ver cada etapa do processo de secagem atingir as porcentagens ideais de qualidade de madeira possíveis.

Principalmente para fábricas que não utilizam um processo de ressecagem para madeira muito úmida, encontrar o ponto de ajuste ideal para o processo de estufa pode significar economias ainda maiores no valor da madeira serrada.

Os sistemas de medição de umidade em linha também oferecem outros recursos muito práticos para as operações de serrarias. Por exemplo, o Sistema de Medição de Umidade em Linha Omega da Wagner Meters oferece até quatro limites de umidade programáveis ​​que podem acionar sistemas de marcação por spray para marcar de forma rápida e precisa madeira serrada que não atendeu à especificação de teor de umidade.

Essa madeira pode ser facilmente identificada e virada para nova secagem ou fresagem, conforme necessário.

Os sistemas em linha também oferecem registros de configuração e calibração para diferentes produtos de madeira que podem ser facilmente implementados por meio de um PC ou desktop e produzem relatórios de lote, configurações de forno rapidamente, alarmes de limite de teor de umidade e muito mais.

Quando um histórico de dados específicos é coletado para um forno específico, também é possível usar os dados para criar uma representação 3D ou um 'mapa de cores' do teor de umidade de um forno para ajudar a identificar fornos com potenciais problemas de manutenção ou de desempenho.

É fato que não há regras rígidas e rápidas para garantir que cada carga responderá de forma idêntica às mesmas condições, mas com registros de dados significativos, as tendências podem ser mapeadas para atingir problemas ou variáveis ​​específicas de forma mais rápida e responsiva.

Mesmo que a informação signifique apenas uma redução no número de paradas para verificações manuais no forno, a economia de custos no consumo de energia seria significativa.

Para situações específicas de fornos, os dados de um sistema de medição de umidade em linha também podem ter uma aplicação prática na operação do forno. Para uma serraria que processa rotineiramente cargas com espécies mistas ou madeira serrada de dimensões mistas, uma imagem precisa do desempenho do forno pode impactar o cronograma ou os processos do forno para qualquer carga específica.

Otimização no chão de fábrica

O processo de secagem de madeira serrada é, sem dúvida, tanto uma arte quanto um exercício de rastreamento de dados. A miríade de maneiras pelas quais os dados de umidade podem ser aplicados torna ferramentas adequadas de avaliação e geração de relatórios essenciais para qualquer empresa que busque otimizar o desempenho do forno e, ao mesmo tempo, aumentar a qualidade do produto.

Com um robusto e integrado sistema de medição de umidade em linha, os resultados da secagem em estufa e a qualidade do produto que você entrega aos seus usuários finais podem ser uma obra de arte.

Ron Smith

Como Gerente de Vendas da Wagner Meters, Ron possui mais de 35 anos de experiência com instrumentação e sistemas de medição em diferentes setores. Em cargos anteriores, atuou como Gerente Regional de Vendas, Gerente de Produtos e Projetos e Gerente de Vendas para fabricantes de instrumentação de medição.

Última atualização em 12 de março de 2025