Como a Weishu Planeja o Layout de uma Fábrica de Processamento de Alimentos Antes da Fabricação dos Equipamentos

Uma linha completa de produção de alimentos não pode ser projetada corretamente simplesmente posicionando máquinas no espaço restante do piso após já terem sido fabricadas. As dimensões dos tanques, os trajetos das tubulações, o acesso dos operadores, a drenagem, as instalações auxiliares, o enchimento, a limpeza e a instalação afetam o layout final.

Na Weishu, o planejamento do layout começa antes de liberarmos a configuração principal dos equipamentos para fabricação. Primeiro, analisamos o produto, a capacidade, a embalagem, o prédio e as condições locais de operação do cliente. Em seguida, organizamos os equipamentos relevantes da nossa linha de máquinas para alimentos e bebidas em um processo que possa ser instalado, operado, limpo e mantido como uma única linha.

Este artigo explica as informações que utilizamos e as principais decisões tomadas pela nossa equipe de engenharia durante o desenvolvimento do layout preliminar.

1. Começamos com o fluxo do produto

O primeiro desenho de layout não é um catálogo de equipamentos. É um mapa do fluxo do produto.

Consoante o projeto, o fluxo pode começar com a receção de leite cru, descarga de frutas, alimentação de pó, tratamento de água ou preparação de ingredientes. Pode, em seguida, passar por armazenamento, mistura, separação, homogeneização, processamento térmico, fermentação, envase, embalagem secundária e armazenamento do produto acabado.

Colocamos estas etapas na ordem do processo antes de decidir onde cada máquina será instalada. Isto ajuda-nos a reduzir distâncias desnecessárias de transferência e a identificar onde as rotas do produto se separam ou voltam a unir.

Por exemplo:

• a linha de produção de leite pasteurizado necessita de uma rota clara desde a receção de leite cru até ao arrefecimento e envase;
• a linha de processamento de iogurte também necessita de ocupação dos tanques de fermentação, manuseamento de culturas, arrefecimento e transferência de produtos viscosos;
• uma linha de processamento de frutas requer espaço para a preparação da matéria-prima e remoção dos subprodutos antes da área de processamento líquido;
• uma linha de bebidas em temperatura ambiente pode exigir uma conexão higiênica controlada entre o tratamento térmico final e o enchimento.

Ao mapear primeiro o processo, evitamos tratar tubulações e transferência como uma consideração secundária.

2. Confirmamos a Capacidade Real de Produção

A capacidade horária é apenas uma das entradas para o layout. Nossa equipe também verifica o número de horas operacionais, os tamanhos dos lotes, a mistura diária de produtos, os formatos de embalagem, o cronograma de limpeza e a expansão planejada.

Uma área de mistura por lote pode ocupar muito mais espaço no piso do que o módulo contínuo que a segue. Um enchedor pode necessitar de espaço para alimentação de embalagens, peças para diferentes formatos, inspeção, transporte, embalagem em caixas e movimentação do operador. A fermentação ou maturação pode exigir vários tanques, mesmo quando apenas um pasteurizador está instalado.

Preparamos, portanto, um simples cronograma de produção e um plano de utilização de tanques. Isso mostra:

• quantos lotes são necessários;
• quanto tempo cada tanque permanece ocupado;
• se o próximo lote pode ficar pronto antes de a seção contínua precisar dele;
• quando ocorre a limpeza CIP;
• se o enchimento limita a linha;
• onde é necessária capacidade de buffer.

O layout é, então, baseado na quantidade de equipamentos operacionais, não apenas em uma taxa de fluxo geral.

3. Separamos o movimento de produtos crus, processados e embalados

As fábricas de alimentos exigem um movimento lógico de matérias-primas, ingredientes, embalagens, pessoal, resíduos e produtos acabados. Esses fluxos não devem se cruzar desnecessariamente.

Durante o planejamento do layout, identificamos:

• pontos de recebimento de matérias-primas;
• armazenamento de ingredientes e embalagens;
• entradas de áreas de processo;
• saídas de resíduos e subprodutos;
• rotas de produção de produtos acabados;
• pontos de mudança de pessoal e de higiene;
• acesso à manutenção que não interfira na produção.

As zonas de higiene exactas dependem do produto e das exigências locais. Podemos desenvolver a disposição do equipamento e as interfaces de processo, enquanto os profissionais locais do edifício e da segurança alimentar do cliente confirmam o zoneamento final, a construção do quarto, a ventilação, a segurança contra incêndios e as disposições regulamentares.

4. A partir de agora. Reservamos espaço para operação e manutenção

Uma pegada de equipamento mostra apenas as dimensões da base. Não mostra tudo o que é necessário em torno da máquina.

A nossa revisão do layout também considera:

• abrindo uma tampa de inspeção de tanque;
• removendo um motor ou redutor de agitador;
• inspecionando um trocador de calor;
• acessando válvulas e instrumentos;
• substituindo selos de bomba;
• movendo ferramentas de limpeza e peças de reposição;
• içando ou removendo componentes principais;
• acesso seguro a plataformas e escadas;
• espaço de trabalho ao redor de quadros elétricos.

Um tanque pode caber entre duas paredes e ainda ser impossível de manter. Um skid de processo pode caber sob um teto e ainda faltar espaço para conexões de tubulação ou remoção de componentes. Marcam-se esses requisitos antes de confirmar as posições dos equipamentos.

5. Planejamos o acesso para a instalação do equipamento

A rota utilizada para instalar o equipamento pode ser diferente da rota utilizada pelos operadores após a inicialização.

Verificamos:

• dimensões de portas e portões;
• aberturas no teto ou nas paredes;
• pontos de içamento;
• largura dos corredores;
• raio de giro;
• níveis do piso e degraus;
• acesso para guindaste ou empilhadeira;
• ordem na qual tanques grandes e skids devem entrar.

Se um equipamento não puder entrar no edifício concluído, o projeto pode necessitar de uma abertura para instalação ou de uma sequência alternativa de entrega. Resolver isso no desenho é mais simples do que descobri-lo quando o equipamento chegar ao local.

6. Desenvolvemos o Conceito de Ligação às Instalações

Cada linha de produção depende de instalações. O layout deve prever rotas práticas para:

• energia elétrica;
• vapor ou outro meio de aquecimento;
• água gelada e água de refrigeração;
• água para processos;
• ar comprimido;
• refrigeração;
• Alimentação e retorno do sistema CIP;
• drenagem de produtos e instalações;
• cabos de dados e de controle.

Primeiramente identificamos os usuários das instalações e suas condições de ligação. Em seguida, agrupamos os equipamentos conforme apropriado e coordenamos as rotas com as tubulações de produto.

Os equipamentos geradores de instalações também exigem espaço para operação, ventilação, manuseio de produtos químicos, manutenção e substituição futura. Se o cliente espera que a Weishu inclua os equipamentos geradores de instalações no projeto, definimos se a distribuição no local faz parte do nosso escopo ou será executada localmente.

7. Coordenamos a drenagem com a limpeza

A limpeza afeta tanto o agendamento da produção quanto o projeto do edifício. Tanques, tubulações, pasteurizadores, enchadoras e pisos podem gerar cargas de drenagem distintas.

O nosso projeto de processo identifica circuitos de CIP, caminhos de retorno, pontos de drenagem e equipamentos que exigem limpeza manual. A equipe de engenharia local do cliente utiliza, então, essas informações para concluir os caimentos dos pisos, o dimensionamento das drenagens, o roteamento das águas residuais, o manuseio de produtos químicos e o projeto do tratamento.

Evitamos instalar equipamentos elétricos sensíveis à drenagem ou elementos estruturais de difícil limpeza em áreas sujeitas a lavagens frequentes. Verificamos também se as tubulações de produto podem ser roteadas e drenadas conforme a base de projeto acordada.

8. Adaptamos a área de enchimento e embalagem à linha de processo

A área de enchimento não é uma pequena caixa acrescentada ao final do layout. Armazenamento de embalagens, preparação de embalagens, acesso à enchadora, transportadores, codificação, inspeção, embalagem secundária e movimentação do produto acabado exigem todos espaço.

Confirmamos:

• formato e dimensão da embalagem;
• produção sustentável de enchimento;
• número de formatos;
• método de alimentação de material;
• método de fechamento ou selagem;
• acesso para limpeza e troca de configuração;
• embalagem a jusante;
• rota para câmara fria ou armazém.

Isso permite-nos equilibrar o processo a montante com a secção real de embalagem. Também evita que o pasteurizador ou o sistema UHT seja posicionado antes de ser definida a interface do enchimento.

9. Planejamos Controles e Visibilidade para o Operador

Painéis de controle, estações locais, sensores e rotas dos operadores devem apoiar a sequência do processo. Os operadores precisam visualizar alarmes, acionar válvulas manuais quando necessário, coletar amostras e monitorar a transferência de produtos sem precisar atravessar zonas inadequadas.

Para linhas automatizadas, identificamos a localização do painel de controle principal e a responsabilidade pela fiação de campo, conexões de rede e bandejas de cabos. Também consideramos onde o cliente manterá os registros operacionais, documentos de qualidade e informações de manutenção.

A automação não pode corrigir um arranjo físico inadequado. Equipamentos, tubulações, instrumentos e controles devem ser planejados em conjunto.

10. Deixamos uma Rota Definida para Expansão

Muitos clientes planejam adicionar posteriormente um segundo enchimento, mais tanques, outro produto ou maior capacidade. O espaço para expansão só é útil quando os pontos de conexão futuros são considerados já no projeto inicial.

Discutimos:

• qual equipamento tem maior probabilidade de ser adicionado;
• se os cabeçalhos de utilidade existentes podem suportá-lo;
• onde tanques adicionais podem ser instalados;
• se as tubulações e controles podem ser estendidos;
• como os novos equipamentos podem entrar no edifício;
• se a produção deve ser interrompida durante a expansão.

Não sobredimensionamos automaticamente todos os componentes. Em vez disso, identificamos espaço reservado prático e interfaces, mantendo o projeto da primeira fase alinhado com o plano atual de produção.

O Que Precisamos para Preparar um Layout Preliminar

As informações iniciais mais úteis são:

1. desenho do edifício com dimensões internas;
2. informações sobre colunas, portas, ralos e teto;
3. lista de produtos e matérias-primas;
4. produção horária e diária;
5. tamanhos de lote e cronograma operacional;
6. tipos de embalagem, dimensões e requisitos do enchimento;
7. utilidades disponíveis;
8. nível preferencial de automação;
9. requisitos locais de higiene e construção;
10. plano de expansão futura;
11. escopo de equipamentos, instalação e utilidades esperado da Weishu.

Se o prédio ainda não existir, podemos começar com os requisitos de processo e espaço. A equipe local de arquitetura e engenharia do cliente poderá então incorporar as informações confirmadas sobre equipamentos e utilidades no projeto do prédio.

Perguntas Frequentes

A Weishu pode preparar um layout se meu prédio fabril ainda não estiver concluído?

Sim. Podemos começar com os requisitos de produto, capacidade, embalagem e processo e preparar um conceito preliminar de espaço-equipamentos. O projeto final do prédio e das estruturas civis deve ser concluído e aprovado por profissionais locais qualificados.

Qual formato de arquivo devo enviar?

Um desenho CAD com dimensões é útil, mas um desenho em PDF claro pode apoiar a primeira discussão. Inclua portas, colunas, altura do teto, ralos, níveis do piso e rotas de acesso.

O menor espaço ocupado pelo equipamento gera sempre o melhor layout?

Nem sempre. Um arranjo compacto pode restringir a limpeza, a manutenção, a instalação e a operação segura. Portanto, equilibramos a utilização do espaço no piso com as folgas de trabalho necessárias e o fluxo do processo.

Quando o enchimento deve ser selecionado?

A embalagem e a rota de enchimento devem ser definidas precocemente, pois a capacidade de saída do enchecedor, as interfaces higiênicas, o alimentador de embalagens, as esteiras transportadoras e a embalagem secundária afetam a capacidade do processo e o layout.

O layout pode ser alterado após o início da fabricação dos equipamentos?

Algumas alterações podem ser possíveis, mas mudanças nas dimensões dos tanques, na orientação dos bicos, no arranjo dos skids, nas rotas de tubulação, nos controles ou nas conexões de utilidades podem afetar custo e cronograma. Por isso, confirmamos a base principal do layout antes de liberar os equipamentos para produção.

Comece a sua discussão com o Weishu

Contate nossa equipe de engenharia com o seu produto, produção alvo, plano de pacote, serviços públicos disponíveis e desenho do edifício. Pode também consultar o nosso cenários de Aplicação para ver os tipos de projetos de produtos lácteos, sucos e bebidas que o nosso equipamento suporta. Usaremos as suas informações para discutir um fluxo preliminar de processos, arranjo de equipamentos e limites do projeto.