O tamanho da garrafa tem um impacto direto no BPH de uma máquina de enchimento. Garrafas mais pequenas, como as de 330 ml e 500 ml, permitem normalmente um rendimento mais elevado, uma vez que requerem menos tempo de enchimento e são mais fáceis de movimentar a alta velocidade. As garrafas maiores, como as de 1 L, 1,5 L, 2 L e 5 L, requerem mais líquido, um tempo de enchimento mais longo, um manuseamento mais robusto e um design de transportador mais estável, pelo que a BPH é normalmente mais baixa.
A mesma máquina de enchimento pode ter capacidades diferentes para tamanhos de garrafa distintos. Por exemplo, pode atingir 12 000 BPH com garrafas de 500 ml, mas apenas 8 000 BPH com garrafas de 1 L ou 5 000 BPH com garrafas de 1,5 L.
Por que razão o tamanho da garrafa afeta a velocidade de enchimento
A principal razão é simples: as garrafas maiores necessitam de mais líquido. Uma garrafa de 2 L requer quatro vezes mais líquido do que uma garrafa de 500 ml. Mesmo que a válvula de enchimento funcione de forma eficiente, continua a ser necessário mais tempo para encher um recipiente maior.
O tamanho da garrafa afeta o BPH de várias formas:
- As garrafas maiores requerem um tempo de enchimento mais longo.
- As garrafas maiores exigem um manuseamento mais estável.
- As garrafas maiores ocupam mais espaço nas esteiras transportadoras.
- Os recipientes maiores podem necessitar de uma velocidade de transferência mais lenta.
- A colocação de tampas em garrafas maiores pode demorar mais tempo.
- Os equipamentos de rotulagem e embalagem podem funcionar mais lentamente.
- É necessária uma maior capacidade de abastecimento de produto.
- A troca de garrafas torna-se mais importante.
Em suma, quando o volume das garrafas aumenta, o número de garrafas enchidas por hora costuma diminuir.
As garrafas pequenas têm, normalmente, um BPH mais elevado
Garrafas pequenas, como as de 250 ml, 330 ml e 500 ml, são comuns em água engarrafada, bebidas gaseificadas, sumos, bebidas energéticas e bebidas prontas a beber. Estas garrafas são mais fáceis de encher rapidamente, uma vez que o volume de enchimento é menor.
Por exemplo, uma garrafa de água de 500 ml enche-se muito mais rapidamente do que uma garrafa de água de 1,5 L. A máquina consegue processar mais garrafas no mesmo período de tempo.
As garrafas pequenas também apresentam vantagens na produção a alta velocidade:
- Tempo de enchimento mais curto
- Transferência mais rápida das garrafas
- Acumulação mais fácil na esteira transportadora
- Operação a alta velocidade mais estável
- Processo de arrefecimento ou enxaguamento mais rápido
- Embalagem em película retrátil e em caixas mais fácil
É por isso que muitas linhas de alta velocidade de água engarrafada e bebidas são concebidas em torno de formatos de garrafas de 330 ml ou 500 ml.
As garrafas grandes têm, normalmente, um BPH mais baixo
As garrafas grandes, como as de 1 L, 1,5 L, 2 L, 3 L e 5 L, requerem mais tempo de enchimento. São também mais pesadas após o enchimento, pelo que o sistema de transporte tem de suportar uma carga maior.
Em comparação com as garrafas pequenas, as garrafas grandes requerem frequentemente:
- Tempo de enchimento mais longo
- Espaçamento maior entre as correias transportadoras
- Trilhos-guia mais resistentes
- Transferência de garrafas mais estável
- Válvulas de enchimento maiores
- Maior capacidade da bomba
- Torque de tamponamento mais forte
- Sistemas de etiquetagem maiores
- Equipamento de embalagem mais robusto
Uma máquina capaz de encher 12 000 garrafas por hora no caso de garrafas de 500 ml poderá atingir apenas 6 000 a 8 000 garrafas por hora no caso de garrafas de 1,5 L.
Exemplo: mesma máquina, tamanhos de garrafa diferentes
A mesma máquina de enchimento pode ter diferentes taxas de produção por hora (BPH), dependendo do tamanho da garrafa.
| Tamanho da garrafa | Capacidade possível da máquina | Motivo |
| 330 ml | 14 000 BPH | Pequeno volume, enchimento rápido |
| 500 ml | 12 000 BPH | Tamanho comum de alta velocidade |
| 1 L | 8 000–10 000 BPH | Maior volume de enchimento |
| 1,5 L | 5 000–8 000 BPH | Tempo de enchimento mais longo |
| 2 L | 4 000–6 000 BPH | Grande volume e transferência mais lenta |
| 5 L | 1 000–3 000 BPH | Recipientes pesados e manuseamento especial |
Estes números são exemplos gerais. A capacidade real depende do tipo de produto, do método de enchimento, do design da válvula de enchimento, da forma da garrafa, do modelo da máquina e da configuração da linha de produção.
O diâmetro e a altura da garrafa também são importantes
O tamanho da garrafa não se resume apenas ao volume. Duas garrafas de 1 L podem diferir na forma, como, por exemplo, modelos altos e estreitos ou modelos baixos e largos.
As dimensões da garrafa afetam o desempenho da linha de várias formas.
Diâmetro da garrafa
Uma garrafa mais larga ocupa mais espaço no transportador e no carrossel de enchimento. Isto pode reduzir o número de garrafas que cabem à volta de uma máquina de enchimento rotativa. Um número menor de garrafas no carrossel pode reduzir a BPH.
Altura da garrafa
Uma garrafa mais alta pode exigir um ajuste mais elevado da máquina. Pode oscilar mais a velocidades elevadas da esteira transportadora. As garrafas altas têm maior probabilidade de tremer, inclinar-se ou cair se o design do trilho-guia for inadequado.
Forma da garrafa
As garrafas redondas são geralmente mais fáceis de manusear do que as garrafas de formato irregular. Garrafas quadradas, ovais, achatadas ou com formatos personalizados podem exigir calhas de guia especiais, rodas em estrela e ajustes na etiquetagem.
Peso da garrafa
As garrafas grandes ficam pesadas após o enchimento. Garrafas mais pesadas podem exigir motores de transportador mais potentes e um melhor controlo da transferência.
O tempo de enchimento é o fator principal
O tempo de enchimento é uma das principais razões pelas quais a BPH varia consoante o tamanho da garrafa. A lógica básica é a seguinte:
Maior volume por garrafa = maior tempo de enchimento = menor BPH
Por exemplo, se uma válvula de enchimento conseguir encher uma garrafa de 500 ml em 3 segundos, poderá demorar cerca de 6 segundos ou mais a encher uma garrafa de 1 L, dependendo do caudal.
Uma comparação simplificada:
| Tamanho da garrafa | Tempo de enchimento aproximado | Efeito no BPH |
| 330 ml | Mais curto | Rendimento mais elevado |
| 500 ml | Curto | Rendimento elevado |
| 1 L | Médio | Rendimento médio |
| 1,5 L | Mais longo | Potência mais baixa |
| 2 L | Longo | Potência mais baixa |
| 5 L | Muito longo | Rendimento muito mais baixo |
O tempo de enchimento depende também da viscosidade do produto, do nível de espuma, da precisão de enchimento e do método de enchimento.
O tipo de produto pode aumentar o efeito do tamanho da garrafa
O tamanho da garrafa afeta todas as máquinas de enchimento, mas o impacto torna-se mais significativo quando o produto é difícil de encher.
Água
A água tem baixa viscosidade e flui facilmente. As linhas de produção de água engarrafada podem normalmente funcionar a um BPH elevado, especialmente no caso de garrafas de 330 ml e 500 ml.
Bebidas gaseificadas
As bebidas gaseificadas requerem controlo de pressão para reduzir a formação de espuma e a perda de CO₂. As garrafas de bebidas gaseificadas de maior capacidade podem necessitar de um enchimento mais lento para manter uma carbonatação estável.
Sumo
O sumo pode conter açúcar, polpa ou outros ingredientes. Pode ser necessário um enchimento a quente, esterilização ou condições de enchimento mais controladas.
Óleo alimentar
O óleo flui mais lentamente do que a água e pode exigir a utilização de um medidor de caudal ou um enchimento baseado no peso. As garrafas de óleo de maior capacidade demoram mais tempo a encher.
Molhos e produtos viscosos
Molhos, pastas, mel, natas e líquidos espessos requerem um enchimento mais lento. Os recipientes maiores podem reduzir significativamente o BPH.
Um mesmo tamanho de garrafa pode apresentar um BPH muito diferente, dependendo das características do produto.
Método de enchimento e tamanho da garrafa
Diferentes métodos de enchimento reagem de forma diferente ao tamanho da garrafa.
| Método de enchimento | Produtos comuns | Impacto do tamanho da garrafa |
| Enchimento por gravidade | Água, líquidos de baixa viscosidade | As garrafas maiores reduzem moderadamente a velocidade |
| Enchimento por pressão | Água, bebidas, produtos químicos | Permite manter uma velocidade mais elevada com a pressão adequada |
| Enchimento isobárico | Bebidas gaseificadas, refrigerantes, cerveja | As garrafas maiores requerem um controlo cuidadoso da pressão |
| Enchimento por pistão | Molhos, pastas, natas | Os recipientes de maior dimensão aumentam consideravelmente o tempo de enchimento |
| Enchimento com medidor de caudal | Óleo, produtos químicos, líquidos de elevado valor | As garrafas maiores exigem um tempo de medição mais longo |
| Enchimento por peso | Recipientes de grande dimensão, produtos químicos | O aumento do tamanho prolonga o tempo de enchimento e estabilização |
No caso da água engarrafada a alta velocidade, o enchimento por gravidade ou por pressão pode proporcionar um elevado BPH. Para bebidas gaseificadas, é necessário o enchimento isobárico, mas este pode ser mais lento devido ao equilíbrio de pressão. Para produtos viscosos, o enchimento por pistão pode ser preciso, mas mais lento.
O tamanho da garrafa influencia os requisitos das cabeças de enchimento
A capacidade da máquina de enchimento está frequentemente relacionada com o número de cabeças de enchimento. Um maior número de cabeças de enchimento significa, normalmente, um BPH mais elevado.
Uma fórmula simplificada é:
BPH = Número de cabeças de enchimento × Garrafas enchidas por cabeça por minuto × 60
No caso de garrafas pequenas, cada cabeça de enchimento consegue encher mais garrafas por minuto. No caso de garrafas grandes, cada cabeça enche menos garrafas por minuto.
Exemplo:
| Tamanho da garrafa | Cabeças de enchimento | Garrafas por cabeça por minuto | BPH aproximado |
| 500 ml | 32 cabeças | 6,25 | 12 000 BPH |
| 1 L | 32 cabeças | 4,2 | 8 064 BPH |
| 1,5 L | 32 cabeças | 3,1 | 5 952 BPH |
| 2 L | 32 cabeças | 2,5 | 4 800 BPH |
Isto demonstra como o mesmo número de cabeças de enchimento pode produzir diferentes BPH com garrafas de tamanhos diferentes.
Velocidade do transportador e espaçamento entre garrafas
O tamanho das garrafas também influencia o design da esteira transportadora. Garrafas maiores necessitam de maior espaçamento entre si para evitar colisões, agitação e quedas. Garrafas mais largas também ocupam mais largura e comprimento na esteira.
As garrafas pequenas podem, muitas vezes, circular muito próximas umas das outras, o que ajuda a melhorar o rendimento. As garrafas grandes requerem calhas de guia mais largas, correntes de transporte mais resistentes e pontos de transferência mais estáveis.
Se a velocidade do transportador for demasiado elevada para garrafas grandes, podem ocorrer problemas:
- Agitação das garrafas
- Queda das garrafas
- Superfícies das garrafas riscadas
- Posição de enchimento instável
- Colocação incorreta da tampa
- Desalinhamento da etiquetagem
- Engarrafamentos na embalagem
Por conseguinte, as linhas de garrafas de grande dimensão funcionam frequentemente a um BPH mais baixo para manter uma produção estável.
A velocidade de tamponagem varia consoante o tamanho da garrafa
A colocação das tampas é outro fator importante. As garrafas pequenas utilizam normalmente tampas mais pequenas e requerem um binário mais baixo. As garrafas maiores podem utilizar tampas maiores, uma força de vedação mais forte ou designs especiais de fecho.
No caso das bebidas gaseificadas, as tampas das garrafas maiores têm de vedar corretamente para evitar fugas de gás. Para óleos alimentares e produtos químicos, as tampas podem incluir pegas, tampões internos ou estruturas anti-fuga. Estas tampas podem reduzir a velocidade de tamponamento.
Se a velocidade de tamponamento não conseguir acompanhar a velocidade de enchimento, a produção total da linha diminuirá.
Velocidade de rotulagem e embalagem
Mesmo que a máquina de enchimento possa funcionar a alta velocidade, a linha de produção completa pode abrandar na etapa de etiquetagem ou embalagem.
O tamanho da garrafa afeta o equipamento a jusante:
- As garrafas grandes requerem etiquetas maiores.
- As garrafas grandes requerem uma aplicação mais lenta das etiquetas.
- As garrafas de 5 L e 2 L necessitam de embalagens retráteis maiores.
- As garrafas de 5 L podem necessitar de embalagem em caixas de cartão ou com alça.
- As garrafas pesadas requerem máquinas de embalagem mais resistentes.
- Os padrões de paletização variam consoante o tamanho da garrafa.
Por exemplo, uma linha pode encher 8 000 garrafas por hora, mas se a máquina de embalagem retrátil só conseguir embalar 6 000 garrafas por hora, a produção real passa a ser de 6 000 BPH.
Como calcular o BPH em função do tamanho da garrafa
Para estimar o BPH, pode utilizar esta fórmula básica:
BPH = 3 600 ÷ Tempo de ciclo por garrafa
Para uma única posição de enchimento, se uma garrafa demorar 3 segundos a encher:
3 600 ÷ 3 = 1 200 garrafas por hora por cabeça de enchimento
Para várias cabeças de enchimento:
BPH total = Número de cabeças de enchimento × 3 600 ÷ Tempo de ciclo por garrafa
Exemplo:
Uma máquina de enchimento tem 20 cabeças de enchimento.
Cada garrafa de 500 ml demora 5 segundos a completar um ciclo de enchimento.
20 × 3 600 ÷ 5 = 14 400 BPH
Se uma garrafa de 1,5 L demorar 10 segundos:
20 × 3 600 ÷ 10 = 7 200 BPH
Este cálculo simples mostra porque é que garrafas maiores reduzem o BPH.
Escolher a máquina certa para vários tamanhos de garrafas
Muitas fábricas produzem mais do que um tamanho de garrafa. Por exemplo, uma fábrica de água engarrafada pode produzir garrafas de 330 ml, 500 ml, 1 L e 1,5 L na mesma linha de produção.
Neste caso, a máquina de enchimento deve permitir uma troca rápida e precisa de garrafas.
Os pontos importantes de conceção incluem:
- Altura de enchimento ajustável
- Rodas em estrela substituíveis
- Trilhos-guia ajustáveis
- Memória do tamanho da garrafa no sistema de controlo
- Espaçamento adequado entre garrafas
- Cabeças de tamponamento compatíveis
- Máquina de etiquetagem flexível
- Equipamento de embalagem para diferentes tamanhos de embalagem
- Fácil limpeza e manutenção
Se o tamanho do produto mudar frequentemente, a fábrica deve concentrar-se não só na BPH máxima, mas também na eficiência da troca de formato.
Como evitar mal-entendidos sobre a capacidade
Ao discutir a BPH com um fornecedor de máquinas de enchimento, os compradores devem fornecer informações completas.
Os detalhes úteis incluem:
- Volume da garrafa
- Diâmetro da garrafa
- Altura da garrafa
- Forma da garrafa
- Material da garrafa
- Tamanho da tampa
- Tipo de produto
- Temperatura de enchimento
- Precisão de enchimento necessária
- Meta de produção diária
- Horas de trabalho por dia
- Método de embalagem
- Planos futuros relativos ao tamanho das garrafas
Em vez de perguntar: «Esta máquina consegue atingir 12 000 BPH?», é melhor perguntar:
«Esta máquina consegue atingir 12 000 BPH para garrafas de 500 ml e qual é a capacidade para garrafas de 1,5 L?»
Esta pergunta ajuda a evitar mal-entendidos e torna o orçamento mais preciso.