Quanto espaço é necessário para uma linha de enchimento de bebidas gaseificadas?

Uma linha de enchimento de bebidas gaseificadas pode ocupar entre várias centenas e vários milhares de metros quadrados. O valor exato depende da produção, da embalagem, da estratégia de armazenamento, da localização das instalações de apoio e do nível de automatização.

Para uma linha de produção pequena, 250 a 450 metros quadrados podem ser suficientes. Uma linha de tamanho médio requer frequentemente 600 a 1 200 metros quadrados. Uma grande fábrica automatizada pode necessitar de mais de 2 000 metros quadrados, incluindo armazéns e salas de apoio.

Requisitos típicos de espaço por capacidade da linha

A velocidade de produção é normalmente o primeiro fator a ser considerado durante o planeamento do layout. Uma produção mais elevada requer máquinas maiores, transportadores mais longos, mais equipamento de embalagem e áreas mais amplas para o manuseamento de materiais.

Velocidade nominal da linha Aplicação típica Área principal de produção Área total estimada da fábrica
2 000–4 000 garrafas/hora Pequena fábrica local de bebidas 120–200 m² 250–450 m²
6 000–10 000 garrafas/hora Produção regional de bebidas 250–450 m² 500–900 m²
12 000–18 000 garrafas/hora Unidade industrial de média dimensão 400–700 m² 800–1 400 m²
20 000–30 000 garrafas/hora Grande fábrica automatizada 650–1 100 m² 1 300–2 300 m²
Mais de 36 000 garrafas/hora Instalação de bebidas de grande volume 1 000–1 800 m² 2 000–4 000 m² ou mais

A área principal de produção inclui as secções de conformação de embalagens, enchimento, rotulagem, embalagem e transporte. A área total da fábrica inclui também salas de preparação, armazéns, laboratórios, sistemas de serviços, escritórios, passagens e zonas de manutenção.

Uma linha não deve ser selecionada apenas porque as suas máquinas cabem fisicamente no interior do edifício. Uma linha muito compacta pode ser difícil de limpar, inspecionar, reparar ou expandir.

How Much Space Does a Carbonated Drink Filling Line Require

A secção de enchimento é apenas uma parte do espaço total de produção

A máquina de enxaguamento, enchimento e tamponamento é normalmente a máquina central, mas pode representar apenas 10% a 20% da área total de produção.

Um monobloco com capacidade para 10 000 garrafas por hora pode ocupar aproximadamente 20 a 35 metros quadrados. No entanto, o equipamento ligado pode alargar a linha de produção para um comprimento de 35 a 60 metros.

Uma linha completa de garrafas PET pode incluir:

  • Alimentação de pré-formas e sopro de garrafas
  • Transporte pneumático
  • Inspeção de garrafas vazias
  • Enxaguamento, enchimento e tamponamento
  • Alimentação de tampas
  • Secagem de garrafas
  • Etiquetagem
  • Codificação
  • Embalagem retrátil ou em caixas de cartão
  • Paletização
  • Transporte de garrafas cheias
  • Estações de inspeção e rejeição

Cada máquina requer o seu próprio espaço de instalação. Deve ser reservado espaço adicional à sua volta para portas, armários de controlo, tubagens de produto, peças de substituição, limpeza e manutenção.

Principais áreas que determinam a área de ocupação da fábrica

Área de sopro de garrafas

Uma linha de garrafas de PET pode incluir um sistema de moldagem por sopro integrado ou separado. A área de sopro requer espaço para a máquina de moldagem por sopro, a tremonha de pré-formas, o elevador de pré-formas, as ligações ao compressor de ar, o acesso para a troca de moldes e a transferência de garrafas.

Uma secção pequena de moldagem por sopro pode requerer 40 a 80 metros quadrados. Uma área de moldagem por sopro rotativa de alta velocidade pode necessitar de 100 a 250 metros quadrados.

A produção de garrafas no interior da fábrica reduz o armazenamento de garrafas vazias, mas aumenta a procura de serviços públicos e a complexidade do equipamento. A aquisição de garrafas acabadas requer menos equipamento de produção, mas muito mais espaço de armazenamento, uma vez que as garrafas PET vazias ocupam um grande volume.

Sala de Preparação de Bebidas

As bebidas gaseificadas requerem uma preparação controlada antes do enchimento. Um sistema típico pode incluir a dissolução de açúcar, a filtração de xarope, a mistura, o arrefecimento, a desareação e a gaseificação.

A sala de preparação deve estar separada dos materiais de embalagem secos e do tráfego intenso do armazém. Um sistema compacto pode requerer entre 50 e 100 metros quadrados, enquanto um sistema de preparação com vários tanques pode requerer entre 150 e 350 metros quadrados.

A altura dos tanques também afeta os requisitos do edifício. Uma área útil pode parecer suficiente, mas o teto pode ser demasiado baixo para a instalação de tanques, o traçado de tubagens, plataformas ou agitadores montados na parte superior.

Secção de Tratamento de Água

O equipamento de tratamento de água pode incluir tanques de água bruta, filtros de areia, filtros de carvão ativado, amaciadores, unidades de osmose inversa, esterilizadores ultravioleta e tanques de armazenamento de água tratada.

Os sistemas de pequena dimensão podem caber num espaço de 30 a 60 metros quadrados. Os sistemas de maior dimensão podem necessitar de 100 metros quadrados ou mais, especialmente quando estão instalados vários tanques de armazenamento.

Deve ser deixado espaço de acesso suficiente para a substituição de membranas, manutenção de filtros, dosagem de produtos químicos e higienização.

Área de enchimento e transporte

A sala de enchimento deve ser tratada como uma zona de produção controlada. Inclui o monobloco principal de enchimento, a alimentação de garrafas, a descarga de garrafas, a esterilização de tampas, os dispositivos de inspeção e os transportadores ligados.

O equipamento em si pode caber num espaço estreito, mas o acesso circundante é igualmente importante. Um projeto prático prevê normalmente pelo menos 1 a 1,5 metros de espaço livre de manobra em torno dos lados que requerem manutenção frequente.

Portas de manutenção maiores podem exigir 2 metros ou mais de espaço livre. Esta área deve permanecer livre de colunas, esgotos, tubagens e máquinas vizinhas.

Área de Embalagem Secundária

A embalagem secundária consome frequentemente mais espaço no chão do que o esperado. As máquinas de embalagem retrátil, as montadoras de caixas de cartão, as embaladoras de caixas, as aplicadoras de alças, as seladoras de caixas, as paletizadoras e as máquinas de embalagem com película extensível criam uma longa secção a jusante.

Método de embalagem Requisitos de espaço relativos Impacto no layout principal
Embalagem com película retrátil Baixo a médio Compacto, mas requer um túnel de retração
Embalagem em tabuleiros e película Médio Requer alimentação de tabuleiros e armazenamento de película
Embalagem em caixa de cartão Médio a elevado Requer espaço para a formação e selagem das caixas de cartão
Embalagem robótica em caixas de cartão Elevado Requer uma área de operação protegida para o robô
Paletização automática Elevado Requer manuseamento de paletes e vedação de segurança

Uma secção simples de embalagem com película retrátil pode requerer 40 a 80 metros quadrados. Um sistema automático de embalagem em caixas de cartão e paletização pode requerer 150 a 350 metros quadrados.

Os materiais de embalagem também têm de ser entregues às máquinas sem atravessarem a zona de enchimento húmida.

How to Design a Complete Carbonated Beverage Filling Line

Espaço para transportadores e zona tampão

Os transportadores fazem mais do que ligar máquinas. Estabilizam a produção, criando acumulação entre máquinas com padrões de funcionamento diferentes.

Sem um buffer de transportador suficiente, uma breve paragem da etiquetadora pode obrigar a máquina de enchimento a parar imediatamente. Um buffer excessivo, no entanto, aumenta a utilização do espaço útil e pode criar pressão ou instabilidade nas garrafas.

Numa linha de velocidade média, as esteiras transportadoras podem representar entre 25% e 40% da área principal de produção.

Um layout em linha reta utiliza o espaço de forma eficiente quando o edifício é comprido e estreito. Um layout em forma de L ou de U pode adequar-se a um edifício mais curto, mas as curvas nas esteiras e as transferências nos cantos aumentam a complexidade.

O layout correto deve equilibrar a compacticidade com um fluxo suave das garrafas. Eliminar todas as secções de transportadores pode reduzir a área ocupada inicialmente, mas aumentar as paragens da linha.

O espaço de armazenamento pode exceder o espaço de produção

Uma fábrica de bebidas necessita de espaço para matérias-primas, materiais de embalagem, peças sobressalentes, produtos acabados e mercadorias rejeitadas.

Os materiais normalmente armazenados incluem:

  • Pré-formas ou garrafas vazias
  • Tampas
  • Etiquetas
  • Rolos de película
  • Caixas de cartão em bruto
  • Açúcar e ingredientes
  • Produtos químicos de limpeza
  • Lubrificantes
  • Peças sobressalentes e de substituição

Os produtos acabados requerem normalmente a maior área de armazém. Uma linha de produção com capacidade para 10 000 garrafas por hora pode produzir 80 000 garrafas durante um turno de oito horas.

Se forem embaladas 24 garrafas por caixa, isto equivale a aproximadamente 3 333 caixas por turno. Armazenar a produção de três dias requer espaço para cerca de 10 000 caixas, dependendo da altura dos paletes e da frequência de expedição.

Uma fábrica com recolhas frequentes por camião pode necessitar de menos espaço de armazenamento para produtos acabados. Uma unidade que atenda a uma procura sazonal pode necessitar de um armazém muito maior do que o pavilhão de produção.

Manutenção e acesso dos operadores

As máquinas nunca devem ser instaladas diretamente contra as paredes apenas para reduzir a área ocupada. Os técnicos de manutenção precisam de espaço para remover motores, rodas estreladas, válvulas de enchimento, armários elétricos, correntes transportadoras e proteções.

Um planeamento prático do acesso pode incluir:

  • 0–1,2 metros para passagens normais dos operadores
  • 2–1,5 metros em torno das zonas de manutenção
  • 5–2,5 metros perto dos principais pontos de remoção de componentes
  • 5–4 metros para a movimentação de empilhadores ou paletes
  • Vias de evacuação específicas que permaneçam desobstruídas

Os requisitos de acesso devem ser analisados para cada máquina, em vez de serem aplicados como uma distância única e geral. Um lado do painel de controlo pode necessitar de menos espaço do que um lado onde são removidos moldes ou grandes rodas estreladas.

O acesso superior também é importante. Suportes de tubagem, calhas de cabos, condutas de ventilação e linhas de ar comprimido não devem bloquear equipamento de elevação ou plataformas de manutenção.

Salas de serviços e sistemas de apoio

A produção de bebidas gaseificadas depende de vários sistemas de apoio que podem estar localizados no interior ou no exterior do pavilhão de produção principal.

Estes podem incluir:

  • Compressores de ar de alta pressão
  • Compressores de ar de baixa pressão
  • Secadores de ar e reservatórios
  • Refrigeradores
  • Fornecimento de CO₂ e regulação da pressão
  • Sistemas de vapor ou água quente
  • Distribuição elétrica
  • Sistemas de limpeza no local
  • Recolha de águas residuais
  • Equipamento de alimentação de emergência

O equipamento de serviços pode ocupar entre 8% e 15% da área total da fábrica. A instalação no exterior pode poupar espaço no interior, mas é necessário ter em conta a proteção contra as intempéries, o ruído, a manutenção e a distância das tubagens.

Os compressores devem, normalmente, ser separados das áreas de produção sensíveis, uma vez que geram ruído e calor. Os refrigeradores também necessitam de ventilação suficiente e de acesso para manutenção.

Carbonated Plant

Exemplo de disposição para uma linha de 10 000 garrafas por hora

O exemplo seguinte ilustra uma linha de bebidas gaseificadas em PET com sopro de garrafas, enchimento automático, rotulagem, embalagem retrátil e manuseamento semiautomático de paletes.

Secção da fábrica Exemplo de área
Tratamento de água 55 m²
Preparação de xarope e carbonatação 110 m²
Sopro de garrafas 75 m²
Sala de enchimento 120 m²
Etiquetagem e embalagem 100 m²
Sala de serviços 60 m²
Armazenamento de material de embalagem 90 m²
Armazenamento de produtos acabados 180 m²
Laboratório e sala de peças sobressalentes 35 m²
Corredores e espaço para manutenção 125 m²
Total 950 m²

Tecnicamente, o equipamento pode caber num espaço de 500 a 600 metros quadrados, mas o plano maior, de 950 metros quadrados, proporciona melhor acesso para manutenção, um fluxo de tráfego mais seguro e mais espaço de armazenamento utilizável.

Uma fábrica destinada a funcionar de forma contínua deve dar prioridade ao espaço operacional em detrimento do espaço mínimo de instalação.

Como os formatos de garrafas e embalagens alteram as necessidades de espaço

Uma linha que processa um único tamanho de garrafa pode ser relativamente compacta. Uma linha que processa vários tamanhos de garrafas, rótulos, tampas e formatos de embalagem requer espaço adicional para peças de substituição e armazenamento temporário de materiais.

As garrafas de vidro também alteram o layout. São mais pesadas, menos resistentes ao impacto e, frequentemente, requerem áreas de despaletização, lavagem de garrafas, manuseamento de caixas e devolução de recipientes vazios.

As latas podem utilizar sistemas de transporte compactos, mas podem exigir despaletizadores, enxaguadores, seladoras, pasteurizadores e sistemas de inspeção.

As garrafas de PET proporcionam normalmente a maior flexibilidade de layout. No entanto, garrafas leves e instáveis podem exigir transportadores pneumáticos mais longos e secções de transferência mais controladas.

Planeamento para expansão futura

Uma linha de enchimento deve ser concebida tendo em conta a orientação prevista do negócio, em vez de se basear apenas na produção do primeiro ano.

As margens de expansão úteis incluem:

  • 15% a 25% de espaço adicional na área de produção
  • Pontos de ligação de transportadores de reserva
  • Espaço para uma futura embaladora ou paletizadora
  • Capacidade extra de serviços públicos
  • Distribuição elétrica expansível
  • Posições adicionais para tanques de xarope ou de armazenamento
  • Acesso reservado ao armazém

Deixar uma zona de expansão retangular vazia é normalmente mais vantajoso do que deixar vários pequenos espaços não utilizados à volta do edifício.

O equipamento futuro deverá poder ser ligado sem ser necessário deslocar toda a linha de enchimento. A deslocalização pode implicar novas fundações, alterações na tubagem, trabalhos elétricos, recomissionamento e um tempo de inatividade prolongado da produção.

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