Come Weishu progetta la disposizione di uno stabilimento per la lavorazione degli alimenti prima della produzione delle attrezzature

Una linea completa di produzione alimentare non può essere progettata correttamente posizionando le macchine nello spazio rimanente sul pavimento dopo che sono già state prodotte. Le dimensioni delle vasche, i percorsi delle tubazioni, l’accesso degli operatori, lo scarico, le utenze, il riempimento, la pulizia e l’installazione influenzano tutti il layout finale.

Da Weishu, la pianificazione del layout inizia prima che rilasciamo la configurazione principale delle attrezzature per la produzione. Analizziamo innanzitutto il prodotto, la capacità, l’imballaggio, l’edificio e le condizioni operative locali del cliente. Quindi disponiamo le attrezzature pertinenti della nostra gamma di macchinari per l’industria alimentare e delle bevande in un processo che possa essere installato, gestito, pulito e mantenuto come una singola linea.

Questo articolo spiega le informazioni che utilizziamo e le principali decisioni che il nostro team di ingegneria prende durante lo sviluppo del layout preliminare.

1. Iniziamo con il flusso del prodotto

Il primo disegno del layout non è un catalogo di attrezzature. È una mappa del flusso del prodotto.

A seconda del progetto, il flusso può iniziare con la ricezione del latte crudo, lo scarico della frutta, l’alimentazione della polvere, il trattamento dell’acqua o la preparazione degli ingredienti. Può quindi passare attraverso stoccaggio, miscelazione, separazione, omogeneizzazione, trattamento termico, fermentazione, riempimento, imballaggio secondario e stoccaggio del prodotto finito.

Collochiamo questi passaggi nell’ordine di processo prima di decidere dove posizionare ciascuna macchina. Ciò ci aiuta a ridurre le distanze di trasferimento superflue e a identificare i punti in cui i percorsi del prodotto si separano o si ricongiungono.

Ad esempio:

• a linea di produzione di latte pasteurizzato richiede un percorso chiaro dalla ricezione del latte crudo attraverso il raffreddamento e il riempimento;
• a linea di lavorazione dello yogurt richiede anche l’occupazione dei serbatoi di fermentazione, la gestione delle colture, il raffreddamento e il trasferimento di prodotti viscosi;
• una linea per la lavorazione della frutta richiede spazio per la preparazione delle materie prime e per la rimozione dei sottoprodotti prima dell’area di lavorazione del liquido;
• una linea per bevande a temperatura ambiente potrebbe richiedere un collegamento igienico controllato tra il trattamento termico finale e l’operazione di riempimento.

Mappando prima il processo, evitiamo di considerare tubazioni e trasferimenti come un’aggiunta successiva.

2. Confermiamo la reale capacità produttiva

La capacità oraria è solo uno degli input per la progettazione dell’impianto. Il nostro team verifica inoltre il numero di ore operative, le dimensioni dei lotti, la composizione giornaliera dei prodotti, i formati di confezionamento, il programma di pulizia e l’espansione pianificata.

Un’area per il mixing a lotti può occupare molto più spazio a terra rispetto al modulo di processo continuo che la segue. Un riempitore potrebbe necessitare di spazio per l’alimentazione delle confezioni, i componenti per il cambio formato, l’ispezione, il trasporto, l’inscatolamento e il movimento degli operatori. La fermentazione o l’invecchiamento possono richiedere diversi serbatoi anche quando è installato un solo pastorizzatore.

Prepariamo quindi un semplice programma produttivo e un piano di utilizzo dei serbatoi. Ciò mostra:

• quanti lotti sono necessari;
• quanto tempo ogni serbatoio rimane occupato;
• se il lotto successivo può essere pronto prima che la sezione continua ne abbia bisogno;
• quando avviene la pulizia in posto (CIP);
• se il riempimento limita la linea;
• dove è necessaria una capacità tampone.

La disposizione si basa quindi sul numero effettivo di attrezzature operative, non solo su una portata indicativa.

3. Separiamo i flussi di materia prima, prodotto lavorato e prodotto confezionato

Le fabbriche alimentari richiedono un movimento logico di materie prime, ingredienti, imballaggi, personale, rifiuti e prodotti finiti. Questi flussi non devono incrociarsi inutilmente.

Durante la pianificazione della disposizione identifichiamo:

• punti di ricezione delle materie prime;
• conservazione degli ingredienti e dell'imballaggio;
• ingressi delle aree di processo;
• uscite di rifiuti e sottoprodotti;
• le rotte dei prodotti finiti;
• punti di cambio e di igiene del personale;
• accesso alla manutenzione che non interferisca con la produzione.

Le zone igieniche esatte dipendono dal prodotto e dalle esigenze locali. Possiamo sviluppare l'arrangiamento delle attrezzature e le interfacce di processo, mentre i professionisti locali del settore edilizio e della sicurezza alimentare del cliente confermano la zonazione finale, la costruzione delle stanze, la ventilazione, la sicurezza antincendio e le disposizioni normative.

4. La sua vita. Riserviamo spazio per il funzionamento e la manutenzione

Un'impronta di attrezzature mostra solo le dimensioni di base. Non mostra tutto ciò che serve per la macchina.

La nostra revisione del layout considera anche:

• l'apertura di una manualità per serbatoi;
• rimozione di un motore o di una scatola di cambio dell'agitatore;
• ispezione di uno scambiatore di calore;
• valvole e strumenti di accesso;
• sostituzione delle guarnizioni della pompa;
• traslochi di attrezzi per la pulizia e di pezzi di ricambio;
• sollevamento o rimozione di componenti principali;
• accesso sicuro alle piattaforme e alle scale;
• spazio di lavoro attorno ai pannelli elettrici.

Un serbatoio puo' stare tra due pareti e comunque e' impossibile da mantenere. Un freno di processo può essere inserito sotto un soffitto e non ha ancora spazio per le connessioni dei tubi o la rimozione dei componenti. Segniamo questi requisiti prima di confermare le posizioni dell'attrezzatura.

- 5°. Pianifichiamo l'accesso all'installazione dell'attrezzatura

Il percorso utilizzato per installare l'apparecchiatura può essere diverso da quello utilizzato dagli operatori dopo l'avvio.

Verifichiamo:

• dimensioni delle porte e dei cancelli;
• aperture sul tetto o sulle pareti;
• punti di sollevamento;
• larghezza del corridoio;
• raggio di rotazione;
• livelli e gradini;
• accesso tramite gru o carrelli elevatori;
• l'ordine in cui devono entrare i serbatoi e gli skids di grandi dimensioni.

Se una nave non può entrare nell'edificio completato, potrebbe essere necessaria un'apertura per l'installazione o una sequenza di consegna diversa. Risolvere questo aspetto sui disegni è più semplice che scoprirlo quando l'attrezzatura arriva sul sito.

6. Sviluppiamo il concetto di collegamento alle utenze

Ogni linea di produzione dipende dalle utenze. Il layout deve prevedere percorsi pratici per:

• energia elettrica;
• vapore o un altro mezzo di riscaldamento;
• acqua refrigerata e acqua di raffreddamento;
• acqua per processi;
• aria compressa;
• refrigerazione;
• Alimentazione e ritorno del sistema CIP;
• scarico del prodotto e delle utenze;
• cavi dati e di controllo.

Innanzitutto identifichiamo gli utilizzatori delle utenze e le loro condizioni di collegamento. Quindi raggruppiamo opportunamente le attrezzature e coordiniamo i percorsi con le tubazioni del prodotto.

Anche le attrezzature per la generazione delle utenze richiedono spazio per l’operatività, la ventilazione, la gestione dei prodotti chimici, la manutenzione e la sostituzione futura. Se il cliente si aspetta che Weishu includa le attrezzature per la generazione delle utenze nel progetto, definiamo se la distribuzione sul sito rientra nel nostro ambito di fornitura oppure verrà realizzata localmente.

7. Coordiniamo lo smaltimento delle acque di scarico con le operazioni di pulizia

Le operazioni di pulizia influiscono sia sulla programmazione della produzione sia sulla progettazione dell’edificio. Serbatoi, tubazioni, pastorizzatori, riempitrici e pavimenti possono generare carichi di drenaggio diversi.

La nostra progettazione di processo identifica i circuiti di pulizia in posto (CIP), i percorsi di ritorno, i punti di scarico e le attrezzature che richiedono pulizia manuale. Il team di ingegneria locale del cliente utilizza quindi queste informazioni per completare la progettazione delle pendenze dei pavimenti, del dimensionamento degli scarichi, del tracciato delle acque reflue, della movimentazione dei prodotti chimici e del sistema di trattamento.

Evitiamo di posizionare apparecchiature elettriche sensibili all’acqua di scarico o elementi strutturali di difficile pulizia in aree soggette a frequenti operazioni di lavaggio. Verifichiamo inoltre che le tubazioni per il prodotto possano essere installate e svuotate secondo la base progettuale concordata.

8. Adattiamo l’area di riempimento e di imballaggio alla linea di processo

L’area di riempimento non è una semplice stanza aggiunta alla fine del layout. Lo stoccaggio degli imballaggi, la preparazione degli imballaggi, l’accesso alla riempitrice, i trasportatori, la codifica, l’ispezione, l’imballaggio secondario e lo spostamento del prodotto finito richiedono tutti uno spazio adeguato.

Confermiamo:

• formato e dimensioni del pacchetto;
• produzione sostenibile di riempimento;
• numero di formati;
• metodo di alimentazione del materiale;
• metodo di chiusura o sigillatura;
• accesso per la pulizia e il cambio formato;
• imballaggio a valle;
• percorso in cella frigorifera o magazzino.

Ciò ci consente di bilanciare il processo a monte con la reale sezione di confezionamento. Inoltre, evita che il pastorizzatore o il sistema UHT vengano posizionati prima che sia stato definito l’interfaccia del riempitore.

9. Pianifichiamo i controlli e la visibilità per l'operatore

I pannelli di controllo, le stazioni locali, i sensori e i percorsi degli operatori devono supportare la sequenza del processo. Gli operatori devono poter visualizzare gli allarmi, raggiungere le valvole manuali dove necessario, prelevare campioni e monitorare il trasferimento del prodotto senza dover attraversare zone non idonee.

Per le linee automatizzate, identifichiamo la posizione del pannello di controllo principale e la responsabilità per il cablaggio sul campo, le connessioni di rete e i canali porta-cavi. Valutiamo inoltre dove il cliente conserverà i registri operativi, i documenti qualitativi e le informazioni sulla manutenzione.

L'automazione non può correggere una disposizione fisica inadeguata. Equipaggiamenti, tubazioni, strumenti e sistemi di controllo devono essere progettati in modo integrato.

10. Prevediamo un percorso definito per l'espansione

Molti clienti prevedono di aggiungere in futuro un secondo riempitore, ulteriori serbatoi, un altro prodotto o una maggiore capacità. Lo spazio per l'espansione risulta utile soltanto se i punti di collegamento futuri vengono già considerati nella progettazione iniziale.

Discutiamo:

• quale equipaggiamento è più probabile venga aggiunto;
• se le attuali tubazioni di servizio possono supportarlo;
• dove è possibile installare serbatoi aggiuntivi;
• se le tubazioni e i sistemi di controllo possono essere estesi;
• come i nuovi impianti possono essere introdotti nell’edificio;
• se la produzione deve essere interrotta durante l’ampliamento.

Non dimensioniamo automaticamente ogni componente in modo eccessivo. Invece, identifichiamo uno spazio riservato pratico e delle interfacce, mantenendo il progetto della prima fase allineato con il piano produttivo attuale.

Cosa ci serve per preparare un layout preliminare

Le informazioni iniziali più utili sono:

1. disegno dell’edificio con le relative dimensioni interne;
2. informazioni su pilastri, porte, scarichi e soffitto;
3. elenco dei prodotti e delle materie prime;
4. produzione oraria e giornaliera;
5. dimensioni dei lotti e programma operativo;
6. tipologie, dimensioni degli imballaggi e requisiti del riempitore;
7. utility disponibili;
8. livello di automazione preferito;
9. requisiti locali in materia di igiene e costruzioni;
10. piano di espansione futura;
11. ambito di fornitura previsto da Weishu, compresi macchinari, installazione e servizi ausiliari.

Se l’edificio non esiste ancora, possiamo iniziare definendo i requisiti di processo e di spazio. Il team locale di architettura e ingegneria del cliente potrà quindi integrare le informazioni confermate sui macchinari e sui servizi ausiliari nel progetto dell’edificio.

Domande frequenti

Weishu può preparare un layout se il mio edificio industriale non è ancora completato?

Sì. Possiamo iniziare con i requisiti relativi al prodotto, alla capacità, al confezionamento e al processo, per preparare un concetto preliminare di spazio attrezzature. Il progetto definitivo dell’edificio e delle opere civili deve essere completato e approvato da professionisti locali qualificati.

In quale formato devo inviare il file?

Un disegno CAD quotato è utile, ma un chiaro disegno in PDF può supportare la prima discussione. Includere porte, pilastri, altezza del soffitto, scarichi, livelli del pavimento e percorsi di accesso.

Il layout ottimale corrisponde sempre all’impronta più piccola delle attrezzature?

Non sempre. Un’organizzazione compatta può limitare le operazioni di pulizia, manutenzione, installazione e funzionamento sicuro. Bilanciamo l’utilizzo dello spazio a pavimento con le distanze di lavoro richieste e il flusso del processo.

Quando va scelto il riempitore?

Il tipo di confezionamento e il percorso di riempimento devono essere definiti precocemente, poiché portata del riempitore, interfacce igieniche, alimentazione dei contenitori, nastri trasportatori e imballaggio secondario influenzano la capacità di processo e il layout.

È possibile modificare il layout dopo l’avvio della produzione delle attrezzature?

Alcune modifiche potrebbero essere possibili, ma modifiche alle dimensioni del serbatoio, all’orientamento dell’ugello, alla disposizione del carrello, ai percorsi delle tubazioni, ai sistemi di controllo o ai collegamenti alle utenze possono influenzare costi e tempistiche. Confermiamo quindi la base principale della disposizione prima di avviare la produzione degli impianti.

Avvia la tua discussione sulla disposizione con Weishu

Contattate il nostro team di ingegneria con il tuo prodotto, la resa obiettivo, il piano di imballaggio, le utenze disponibili e il disegno dell’edificio. Puoi inoltre consultare i nostri scenari applicativi per vedere i tipi di progetti lattiero-caseari, per succhi e per bevande supportati dai nostri impianti. Utilizzeremo le tue informazioni per discutere un flusso di processo preliminare, la disposizione degli impianti e i confini del progetto.