Como calcular a capacidade real de uma balança dosadora multicabeçote?

Uma balança dosadora multicabeçote com velocidade de até 60 pesagens por minuto produzirá, necessariamente, 60 pacotes por minuto?

A resposta é: não em todos os cenários. A velocidade máxima apresentada na ficha técnica indica a capacidade nominal do equipamento em condições específicas. 

Ela é uma referência importante para o dimensionamento, mas não representa, sozinha, a quantidade de pacotes aprovados que a linha conseguirá entregar durante um turno completo.

Na prática, a produção depende do comportamento do produto, da gramatura, da alimentação da balança, da velocidade da empacotadora, do tipo de embalagem, do tempo de selagem, das paradas, das trocas de produto e da eficiência do final da linha.

Por isso, calcular a capacidade real exige olhar para o sistema completo e não apenas para o número máximo de pesagens por minuto.

O que significa “até 60 pesagens por minuto”?

A Balança Dosadora Multicabeçotes de 14 Cabeçotes da VID trabalha por meio de um sistema combinatório.

O produto é distribuído entre os cabeçotes, as porções são pesadas individualmente e o sistema seleciona a combinação que mais se aproxima do peso-alvo programado.

Entre suas especificações estão:

• 14 cabeçotes interligados;
• faixa de pesagem de 10 a 2.000 gramas, dependendo da densidade do produto;
• caçambas com volume de 2,5 litros;
• armazenamento de até 40 programas;
• velocidade de até 60 descargas ou pesagens por minuto.

A expressão “até 60” indica o limite nominal do equipamento dentro de uma condição adequada de operação. Para que esse ritmo seja alcançado, a balança precisa receber produto de maneira contínua, formar combinações rapidamente e liberar cada dose sem ser obrigada a esperar pelas demais etapas.

Se o abastecimento falha, o produto demora para se movimentar ou a empacotadora não está pronta para receber a próxima dose, a balança reduz o ritmo ou aguarda. 

Nesse momento, a capacidade nominal deixa de ser a capacidade efetivamente entregue pela linha.

Pesagens por minuto não são automaticamente pacotes por minuto

A primeira distinção importante está entre a descarga realizada pela balança e o pacote finalizado.

Em uma configuração convencional, uma descarga da balança pode corresponder a um pacote. Nesse caso, pesagens e pacotes por minuto tendem a ficar próximos quando todos os equipamentos estão perfeitamente sincronizados.

Entretanto, essa relação pode mudar quando:

• um pacote precisa receber mais de uma descarga;
• a receita envolve diferentes componentes;
• existe uma moega temporizadora entre a balança e a empacotadora;
• a empacotadora trabalha abaixo da velocidade da balança;
• o tempo de queda do produto é elevado;
• o pacote exige um ciclo de formação ou selagem mais demorado;
• o final da linha não consegue retirar os pacotes no mesmo ritmo.

Por isso, o cálculo precisa partir da configuração real da operação. Quando cada pacote recebe uma única descarga, a conta inicial é: Pacotes teóricos por minuto = descargas por minuto ÷ descargas necessárias por pacote

Se a receita exigir duas descargas para completar cada pacote, uma balança operando a 60 descargas por minuto poderá alimentar, teoricamente, 30 pacotes por minuto.

Ainda assim, esse resultado continua sendo teórico. Depois dele, é necessário considerar a capacidade das outras etapas e as perdas do processo.

A capacidade da linha é determinada pelo equipamento mais lento

Uma linha automática de snacks pode integrar:

• Alimentador vibratório;
• Elevador de talisca;
• Balança dosadora multicabeçote;
• Moega ou sistema de sincronização;
• Empacotadora vertical;
• Datador;
• Esteira de saída;
• Mesa acumuladora;
• Encaixotamento ou paletização.

A produção do conjunto será limitada pela etapa que apresentar a menor capacidade sustentável.

Imagine o seguinte cenário:

• Balança multicabeçote: até 60 descargas por minuto;
• Empacotadora: 55 pacotes por minuto para determinado formato;
• Esteira e final da linha: 50 pacotes por minuto.

Mesmo que a balança consiga realizar 60 pesagens, a capacidade nominal do conjunto será de 50 pacotes por minuto. Acima desse ritmo, haverá espera, acúmulo ou interrupção do fluxo.

Essa é a lógica do gargalo: Capacidade nominal da linha = menor capacidade entre as etapas integradas

A própria VID trabalha com esse conceito em sua Linha de Alta Performance para Grãos e Snacks, que integra alimentação, pesagem, empacotamento e final de linha em uma faixa de 30 a 60 pacotes por minuto.

Essa faixa existe porque o desempenho muda conforme o produto e a configuração utilizada.

Quais fatores reduzem a velocidade real da balança?

1. Comportamento do produto

Nem todo produto se movimenta da mesma maneira. Grãos regulares e de bom escoamento tendem a avançar pelas calhas com mais facilidade. 

Produtos leves, irregulares, aderentes, oleosos, frágeis ou com tempero podem exigir parâmetros diferentes de vibração, alimentação e abertura das caçambas.

Entre as características que influenciam o desempenho estão:

• densidade aparente;
• tamanho das unidades;
• uniformidade;
• fluidez;
• aderência;
• presença de óleo ou pó;
• fragilidade;
• velocidade de queda.

Em um caso técnico divulgado pela Heat and Control, uma linha de granola e cereais teve sua produção limitada pela baixa velocidade de queda dos produtos leves, mesmo com as balanças capazes de trabalhar em um ritmo superior. Isso mostra que o produto pode se transformar no principal limitador do ciclo.

2. Gramatura programada

A gramatura determina quanto produto precisa chegar às caçambas e quantas combinações o sistema terá disponíveis para atingir o peso-alvo.

Um pacote pequeno de produto denso pode se comportar de forma muito diferente de um pacote volumoso de snack leve. Mesmo quando os dois utilizam a mesma balança, eles podem apresentar velocidades distintas.

Quanto mais desafiadora for a relação entre peso-alvo, volume e tamanho das unidades, mais importante será validar:

• quantidade média de produto em cada caçamba;
• disponibilidade de combinações;
• tempo necessário para completar a dose;
• variação de peso;
• índice de sobrepeso;
• estabilidade da receita.

3. Regularidade do abastecimento

A balança não consegue manter um ciclo contínuo se recebe produto de maneira irregular. Quando chega pouco produto, alguns cabeçotes ficam vazios e o sistema perde opções de combinação. 

Quando chega produto em excesso, podem ocorrer acúmulos, distribuição inadequada ou dificuldade de controle.

O alimentador, o elevador, a mesa de dispersão e as calhas vibratórias precisam trabalhar de maneira coordenada para manter uma quantidade adequada de produto disponível em todos os cabeçotes. Em outras palavras, não basta abastecer a linha: é necessário abastecê-la no ritmo correto.

4. Exigência de precisão

Velocidade e precisão precisam ser avaliadas em conjunto. Aumentar a vibração ou reduzir tempos de abertura pode acelerar o deslocamento do produto, mas ajustes inadequados também podem comprometer a estabilidade das doses, elevar o sobrepeso ou gerar pacotes fora da tolerância.

O melhor resultado não é necessariamente a maior quantidade de descargas. É a maior quantidade de pacotes conformes, próximos do peso-alvo e produzidos de maneira repetível.

5. Tempo de queda e fragilidade

Depois que a combinação é selecionada, o produto ainda precisa sair das caçambas e chegar à embalagem.

Snacks leves podem apresentar uma queda mais lenta. Produtos frágeis podem exigir movimentos mais suaves e menores alturas de transferência. Produtos aderentes podem demorar mais para deixar as superfícies de contato.

A tentativa de acelerar excessivamente essa etapa pode resultar em:

• quebra do produto;
• retenção nas caçambas;
• colisões;
• farelo;
• produto preso na região de selagem;
• perda da apresentação final.

6. Velocidade da empacotadora

A balança só pode liberar a dose quando a empacotadora estiver pronta para recebê-la.

O ciclo da empacotadora é influenciado por:

• comprimento do pacote;
• largura da embalagem;
• tipo e espessura do filme;
• formato do pacote;
• tempo de selagem;
• temperatura;
• marca de registro;
• sistema de datação;
• necessidade de retirar o ar da embalagem.

A Viper 250, por exemplo, possui velocidade informada de até 60 pacotes por minuto. Entretanto, o resultado efetivo depende do filme, do produto, do formato e da integração com a dosadora.

Um caso atual de uma linha para chips mostra bem essa diferença: embora o sistema estudado tivesse velocidade máxima superior, a operação trabalhava a 80 pacotes por minuto para embalagens menores e a 60 para embalagens maiores. O tamanho do pacote e a receita utilizada alteraram a produção real.

7. Equipamentos posteriores

Esteiras, inspeção, encaixotamento e paletização também fazem parte do cálculo. Em um caso publicado pela Ishida, balanças multicabeçotes operavam a 30 pacotes por minuto, mas a velocidade estava limitada pelo encaixotamento manual. A automação dessa etapa permitiria aumentar o resultado para até 50 pacotes por minuto.

Portanto, acelerar apenas a pesagem pode não trazer aumento de produção se o gargalo estiver depois da empacotadora.

8. Setup, limpeza e paradas

A produção de um turno também perde tempo com:

• troca de bobina;
• mudança de produto;
• seleção e ajuste de receitas;
• limpeza;
• higienização;
• pequenas regulagens;
• falta de produto;
• falhas de alimentação;
• intervenções do operador;
• manutenção;
• paradas não programadas.

Esses eventos não aparecem na velocidade máxima da ficha técnica, mas reduzem diretamente a quantidade produzida no final do dia.

Como calcular a capacidade real da linha?

Uma forma prática é utilizar os três fatores da Eficiência Global do Equipamento, conhecida como OEE: OEE = disponibilidade × desempenho × qualidade

Disponibilidade

Mostra quanto tempo a linha realmente ficou produzindo em relação ao tempo planejado.

Disponibilidade = tempo em operação ÷ tempo planejado

Se um turno tem 480 minutos e a linha ficou parada durante 48 minutos: Disponibilidade = 432 ÷ 480 = 90%

Desempenho

Compara a velocidade real durante o funcionamento com a velocidade ideal validada para aquele produto e pacote.

Desempenho = velocidade média real ÷ velocidade ideal da linha

Se a capacidade validada do conjunto é de 50 pacotes por minuto, mas a média durante o funcionamento foi de 46: Desempenho = 46 ÷ 50 = 92%

Qualidade

Mostra qual percentual da produção total resultou em pacotes aprovados, sem necessidade de descarte ou retrabalho.

Qualidade = pacotes aprovados ÷ total de pacotes produzidos

Se 98 de cada 100 pacotes estão conformes: Qualidade = 98%

Exemplo completo de cálculo

Considere uma linha com as seguintes condições:

• Balança multicabeçote: até 60 pesagens por minuto;
• Capacidade sustentável do conjunto: 50 pacotes por minuto;
• Disponibilidade: 90%;
• Desempenho: 92%;
• Qualidade: 98%;
• Turno planejado: 480 minutos.

Primeiro, calculamos o OEE:

OEE = 0,90 × 0,92 × 0,98

OEE = 0,8114 ou 81,14%

Depois, aplicamos essa eficiência à capacidade sustentável da linha:

Capacidade real média = 50 × 0,8114

Capacidade real média = aproximadamente 40,6 pacotes por minuto

A produção estimada no turno será:

Produção por turno = 40,6 × 480

Produção por turno = aproximadamente 19.475 pacotes aprovados

Se fosse utilizada apenas a velocidade máxima de 60 pacotes por minuto, a projeção seria de 28.800 pacotes no turno. A diferença entre os dois números mostra por que multiplicar a capacidade da ficha técnica pelas horas disponíveis pode gerar uma previsão irreal.

A metodologia de OEE considera justamente as perdas de disponibilidade, velocidade e qualidade que existem na operação industrial.

A maneira mais simples de medir depois da instalação

Depois que a linha estiver em funcionamento, a capacidade real também pode ser calculada diretamente:

Capacidade real média = quantidade de pacotes aprovados ÷ minutos planejados de produção

Se a fábrica produziu 19.475 pacotes aprovados em um turno planejado de 480 minutos:

Capacidade real média = 19.475 ÷ 480

Capacidade real média = aproximadamente 40,6 pacotes por minuto

Esse é o número mais útil para planejar pedidos, turnos, mão de obra e prazos de entrega. Já a quantidade produzida apenas durante os minutos em que a máquina esteve funcionando ajuda a analisar o ritmo do equipamento. As duas informações são importantes, mas respondem a perguntas diferentes.

Quais dados devem ser coletados?

Para descobrir a capacidade real, registre os dados de cada produto e embalagem separadamente.

O acompanhamento deve incluir:

• produto ou SKU;
• gramatura;
• dimensões do pacote;
• tipo de filme;
• velocidade programada;
• tempo planejado;
• tempo efetivamente rodando;
• duração e motivo das paradas;
• número total de pacotes;
• quantidade de pacotes aprovados;
• rejeições por peso;
• rejeições por selagem;
• perdas durante o início da produção;
• tempo de troca e limpeza;
• média de sobrepeso.

O ideal é acompanhar turnos completos e comparar diferentes receitas. Uma média geral da fábrica pode esconder que um produto trabalha próximo da capacidade nominal enquanto outro exige ritmo menor.

Capacidade real não é um número único para toda a fábrica

Uma mesma balança pode apresentar resultados diferentes ao pesar:

• amendoim;
• pipoca;
• batata palha;
• chips;
• castanhas;
• granola;
• frutas secas;
• chocolates;
• produtos congelados;
• misturas com componentes de tamanhos diferentes.

Por isso, cada combinação de produto, gramatura, pacote e filme deve ser tratada como uma aplicação específica.

A pergunta correta não é apenas “quantas pesagens essa balança faz por minuto?”, mas: Quantos pacotes aprovados esta linha consegue sustentar, com este produto e esta embalagem, durante um turno real?

Como dimensionar a balança multicabeçote corretamente?

Antes de definir o equipamento, reúna as seguintes informações:

• características físicas do produto;
• densidade aparente;
• peso-alvo;
• tolerância aceita;
• dimensões das unidades;
• fragilidade;
• presença de óleo, pó ou aderência;
• pacotes por minuto necessários;
• formato e tamanho da embalagem;
• material do filme;
• variedade de SKUs;
• frequência de troca;
• estrutura de alimentação;
• equipamentos posteriores;
• meta de produção por turno.

Com esses dados, é possível avaliar não apenas a velocidade máxima, mas a capacidade sustentável, a precisão, o desperdício, a facilidade de limpeza e o comportamento do conjunto completo.

A velocidade máxima da ficha técnica é uma referência de engenharia, não uma promessa automática de produção.

A capacidade real de uma balança dosadora multicabeçote depende do produto, da gramatura, da alimentação, da precisão exigida, do tempo de queda, da empacotadora, do final da linha e das perdas que acontecem durante o turno.

Mais importante do que buscar o maior número de pesagens por minuto é configurar uma linha capaz de manter fluxo, precisão e estabilidade.

Na VID Indústria, a balança multicabeçote pode ser integrada aos sistemas de alimentação, empacotamento e saída para formar uma solução dimensionada de acordo com a realidade de cada operação.

Quer saber qual capacidade pode ser alcançada com o seu produto? Entre em contato com a equipe da VID, informe as características do produto, a gramatura, o pacote e a meta de produção. 

Assim, é possível avaliar a configuração mais adequada e transformar a velocidade nominal em produtividade real.