Linha de pesagem e embalagem de refeições prontas nos EUA: quatro receitas a 40 bandejas/minuto

Produzir refeições prontas para lojas de conveniência e canais de varejo de "pegue e leve" exige mais do que simplesmente encher bandejas com comida. Cada bandeja deve conter a quantidade correta de macarrão, carne, vegetais e molho, mantendo uma apresentação consistente e uma velocidade de produção adequada para pedidos de grande volume.

Um fabricante americano de alimentos preparados procurou a Smart Weigh para desenvolver uma linha automatizada de pesagem e embalagem de refeições prontas. O cliente planejava produzir diversas refeições prontas para consumo de estilo asiático, com uma meta de velocidade de até 40 bandejas por minuto.

O sistema necessário precisava automatizar não apenas a pesagem dos ingredientes e o enchimento das bandejas, mas também a selagem das bandejas, a verificação do peso, o resfriamento, o encaixotamento, o empacotamento em caixas e a paletização.

Ao contrário de uma aplicação de envase de produto único, este projeto envolveu diversos ingredientes cozidos com características de manuseio muito diferentes. Por isso, a Smart Weigh projetou a linha de produção com base nas receitas específicas do cliente, em vez de utilizar uma máquina de envase padrão para todos os ingredientes.

Requisitos do projeto e receitas de refeições prontas

O projeto inicial abrangia quatro receitas de refeições prontas. Embora vários produtos tivessem o mesmo peso total, o peso e a proporção de cada ingrediente variavam consideravelmente.

Controlar apenas o peso final da bandeja não seria suficiente para essas receitas.

Por exemplo, uma bandeja poderia atingir 255 gramas, mas conter macarrão em excesso e frango insuficiente. O peso final pareceria correto, mas o produto não atenderia à receita, ao custo ou à experiência gastronômica pretendida.

Portanto, a linha de produção precisava porcionar cada ingrediente principal separadamente antes de realizar uma verificação final da bandeja pronta.

Os principais requisitos do cliente incluíam:

• Até 40 bandejas prontas por minuto
• Controle de porções separadas para macarrão, carne, legumes e molho.
• Compatibilidade com diversas receitas de refeições prontas
• Redução da dependência de pesagem e escavação manuais.
• Inspeção final de peso embalado
• Resfriamento integrado e embalagem secundária
• Embalagem, selagem e paletização automáticas de caixas

Por que as refeições prontas com vários ingredientes são difíceis de automatizar?

Alimentos cozidos não se comportam como produtos secos e de fácil escoamento. Sua umidade, viscosidade, formato e temperatura afetam diretamente a alimentação, a pesagem e a distribuição.

O macarrão cozido pode se sobrepor e emaranhar, fazendo com que vários fios se movam juntos como uma única massa. O arroz cozido contém umidade e amido que podem causar aglomeração ou formação de grumos. Vegetais cozidos, como brócolis, ficam volumosos e irregulares, enquanto frango, carne moída e carne bovina variam em tamanho e textura.

O molho apresenta um desafio adicional, pois deve ser dosado com precisão sem contaminar a área de vedação da bandeja.

Utilizar uma única máquina de envase convencional para todos esses ingredientes dificultaria a manutenção da precisão das porções e da velocidade de produção. A Smart Weigh, por sua vez, associou cada ingrediente a um sistema de pesagem ou porcionamento adequado.

Essa configuração específica para cada ingrediente também oferece ao cliente maior controle sobre a receita. Ao mudar de Frango Lo Mein para Frango Pad Thai, por exemplo, os pesos-alvo do macarrão, da carne, dos vegetais e do molho podem ser ajustados individualmente.

Solução automatizada de embalagem de refeições prontas da Smart Weigh

A linha completa combina sistemas dedicados de pesagem de alimentos cozidos com enchimento sequencial de bandejas e automação de final de linha.

Porções específicas para diferentes tipos de alimentos cozidos

Para refeições à base de arroz, foi incluída uma máquina de porcionar arroz cozido. Embora as quatro receitas iniciais contenham principalmente macarrão, este módulo oferece ao fabricante a flexibilidade de adicionar tigelas de arroz e outros itens de refeições prontas no futuro.

Balanças multicabeçais personalizadas processam o macarrão cozido, a carne e os vegetais de forma independente. Cada sistema é configurado de acordo com as características do fluxo, o tamanho da peça e a porção desejada do ingrediente.

O sistema de pesagem individual para carnes cozidas é particularmente importante para o controle de custos. Frango e carne bovina geralmente são ingredientes de maior valor agregado, portanto, o enchimento excessivo desnecessário pode aumentar significativamente o desperdício de produto em milhares de bandejas.

Enchimento sequencial de bandejas

Após o porcionamento, os ingredientes são depositados nas bandejas um de cada vez.

Uma sequência típica de enchimento é:

1. Bandejas vazias entram na esteira de enchimento.
2. O arroz cozido ou o macarrão são porcionados em cada bandeja.
3. Adiciona-se a porção de carne cozida necessária.
4. Os legumes cozidos são pesados ​​e colocados nos recipientes.
5. O molho é servido de acordo com a receita selecionada.
6. A bandeja finalizada segue para a máquina de selagem de bandejas.

Essa disposição sequencial mantém os ingredientes separados antes do envase e proporciona melhor controle sobre sua posição dentro da bandeja. Também contribui para uma apresentação mais uniforme no ponto de venda.

O dosador de molho integrado pode ajustar a quantidade de molho de acordo com a receita. Por exemplo, o macarrão Lo Mein com frango requer 43 gramas de molho, enquanto o macarrão com carne e brócolis requer 57 gramas.

Da selagem de bandejas à paletização robótica.

Após todos os ingredientes serem adicionados, a seladora de bandejas fecha a embalagem para manuseio e distribuição subsequentes.

Cada bandeja selada passa então por uma balança de controle. Seu objetivo é identificar embalagens finalizadas que estejam fora da faixa de peso final permitida. Isso proporciona uma camada final de inspeção após os ingredientes individuais já terem sido porcionados.

A balança de controle não substitui o controle individual dos ingredientes. É possível que o peso total esteja correto, mas a proporção de carne, macarrão e vegetais esteja errada. Por esse motivo, o porcionamento individual e a pesagem final desempenham funções distintas na linha de produção.

As bandejas seladas entram então no sistema de resfriamento. O tempo e a temperatura de resfriamento podem ser configurados de acordo com o processo de segurança alimentar, a receita da refeição, o formato da bandeja e os requisitos de embalagem subsequentes.

Após o resfriamento, as refeições seguem para a máquina de embalagem e para a seção de automação de final de linha, que inclui:

• montador automático de estojos
• Sistema de embalagem de caixas com robô Delta
• Máquina automática de selagem de caixas
• Máquina robótica de paletização

A máquina de montagem de caixas forma as caixas de transporte automaticamente. O robô Delta seleciona e carrega as refeições prontas embaladas em cada caixa, de acordo com o padrão de embalagem necessário. As caixas são então seladas e transferidas para a estação de paletização.

Isso evita que a embalagem secundária se torne um gargalo. Aumentar a velocidade de enchimento das bandejas teria valor limitado se os operadores ainda tivessem que montar as caixas manualmente, carregar cada caixa e empilhar as caixas prontas em paletes.

Projetada para até 40 bandejas por minuto.

A linha completa de pesagem e embalagem de refeições prontas foi projetada para uma velocidade alvo de até 40 bandejas por minuto, o que equivale a uma produção nominal de até 2.400 bandejas por hora.

Para atingir essa produção, é necessário mais do que selecionar uma seladora de bandejas com capacidade para 40 bandejas por minuto. Todas as etapas do processo, a montante e a jusante, devem operar dentro do mesmo ciclo de produção.

As estações de enchimento de macarrão, carne, vegetais e molhos devem concluir suas porções sem atrasar as bandejas. As seções de resfriamento, encaixotamento e embalagem também devem processar a produção recebida sem permitir o acúmulo de produtos.

A capacidade de produção real pode variar de acordo com:

• Características selecionadas da receita e dos ingredientes
• Número de ingredientes em cada bandeja
• pesos-alvo individuais
• Dimensões da bandeja e disposição dos compartimentos
• Sequência de preenchimento necessária
• Tempo de resfriamento
• Reposição de produtos
• Procedimentos de limpeza e higienização
• Alterações de receita e embalagem

Por esse motivo, o Smart Weigh avalia todo o fluxo de produção, em vez de apresentar a velocidade máxima de uma máquina individual como a produção de toda a linha.

Por que o cliente escolheu a Smart Weight?

O cliente avaliou mais do que o preço ou as especificações de máquinas individuais. A capacidade de projetar, integrar e dar suporte a toda a linha de produção foi um fator importante na decisão de compra.

Experiência em soluções de alta automação

A Smart Weigh pode fornecer uma solução altamente automatizada que abrange a pesagem de alimentos cozidos, o enchimento sequencial de bandejas, a selagem, a inspeção, o resfriamento, o encaixotamento, o empacotamento em caixas e a paletização.

Durante as discussões técnicas, a equipe da Smart Weigh analisou separadamente as receitas, as características dos ingredientes e os pesos-alvo. Possíveis gargalos foram identificados antes da proposta da configuração final do equipamento.

O cliente pôde constatar, por meio desse processo de comunicação, que a Smart Weigh possuía experiência prática com aplicações complexas de alimentos com múltiplos ingredientes, e não apenas com máquinas de embalagem padrão.

Projetos comprovadamente bem-sucedidos

A Smart Weigh já concluiu inúmeros projetos de pesagem e embalagem para alimentos cozidos, produtos pegajosos e refeições com múltiplos ingredientes.

Essas aplicações existentes demonstraram a capacidade da empresa de transformar uma proposta personalizada em um sistema de produção prático. Para o cliente, a experiência relevante em projetos reduziu o risco de investimento associado à aquisição de uma linha de produção grande e altamente automatizada.

O cliente, portanto, optou por um integrador de sistemas experiente em vez de adquirir um conjunto de máquinas desconexas de diferentes fornecedores.

Resultados e benefícios operacionais

A linha de produção completa oferece diversas vantagens importantes para o fabricante americano de refeições prontas.

Proporções de receita mais consistentes

O macarrão, a carne, os legumes e o molho são controlados separadamente. Isso ajuda a manter a proporção necessária de ingredientes, em vez de depender apenas do peso total da bandeja.

Porcionamento manual reduzido

A pesagem e o enchimento automáticos reduzem as tarefas manuais repetitivas de coleta, pesagem e transferência de alimentos cozidos. Os operadores podem se concentrar mais no abastecimento de produtos, nos controles de qualidade e na supervisão da linha de produção.

Melhor controle da distribuição de alimentos.

O porcionamento correto da carne ajuda a reduzir o excesso desnecessário de ingredientes de maior valor. Porções mais consistentes também tornam os cálculos de custos de alimentos e o gerenciamento de receitas mais previsíveis.

Produção flexível de múltiplas receitas

É possível alterar o peso alvo individual ao alternar entre Frango Lo Mein, Frango Pad Thai, Macarrão Dan Dan e Carne com Brócolis. O módulo de porcionamento de arroz cozido também oferece suporte a futuras receitas à base de arroz.

Um fluxo de produção integrado

A pesagem dos ingredientes, o enchimento das bandejas, a selagem, a inspeção, o resfriamento, o encaixotamento, o empacotamento em caixas e a paletização são realizados em um sistema coordenado. Isso reduz as transferências manuais entre as diferentes etapas de produção e evita que o manuseio posterior limite a produtividade da linha.

Criando uma linha de embalagem de refeições prontas com base em suas receitas.

Uma máquina de pesagem e embalagem de refeições prontas não deve ser selecionada apenas com base no tamanho da bandeja ou no peso total da refeição.

A solução correta depende das características físicas de cada ingrediente, do peso necessário em cada bandeja, da sequência de enchimento, da velocidade de produção e do processo de embalagem secundária.

Para este projeto nos EUA, a Smart Weigh projetou a linha completa com base em quatro receitas reais e uma velocidade alvo de até 40 bandejas por minuto. O sistema final abrange o processo de produção desde o porcionamento individual dos alimentos cozidos até a paletização robotizada.

Para configurar uma linha de embalagem de refeições prontas semelhante, prepare as seguintes informações:

• receitas de refeições prontas
• Peso de cada ingrediente
• Amostras ou fotos dos ingredientes
• Temperatura do produto durante o enchimento
• Dimensões da bandeja e disposição dos compartimentos
• Bandejas necessárias por minuto
• Requisitos de selagem da bandeja
• Processo de resfriamento
• Formatos de caixa de varejo e estojo de envio

A Smart Weigh pode usar essas informações para avaliar cada ingrediente, identificar possíveis gargalos de produção e desenvolver uma solução personalizada de pesagem, enchimento e embalagem de refeições prontas.