Pré-processamento do cacau: proposta de aumento do nível de automação

Abstract

Este trabalho apresenta uma proposta de melhoria voltada ao aumento do nível de automação no processo de pré-processamento e armazenagem de cacau em um centro logístico localizado no interior do estado do Pará. O estudo teve como objetivo analisar o processo manual atualmente realizado, identificar suas principais limitações operacionais e, a partir disso, propor um novo arranjo produtivo capaz de elevar a eficiência, a padronização e a segurança das operações. A pesquisa adotou uma abordagem quali-quantitativa, combinando observação direta em campo, levantamento de dados, dimensionamento de equipamentos e simulação computacional no software Arena®. A análise do processo existente demonstrou que as atividades realizadas são majoritariamente manuais, exigem esforço físico elevado dos colaboradores e apresentam baixa padronização na qualidade das sacarias e higiene do produto recebido. Como consequência, observam-se formação de filas, rupturas de embalagens, impurezas misturadas às amêndoas e riscos ergonômicos significativos. Com base nessas evidências, foi desenvolvido um novo layout de processo contendo plataforma ajustável de descarga, esteiras transportadoras, máquina de pré-limpeza, ensacadeira digital e sistema automático de costura, todos integrados por meio de um Controlador Lógico Programável (CLP). Essa integração possibilitou a comunicação entre etapas, a interrupção automática em situações específicas, o monitoramento operacional e a criação de um fluxo contínuo de processamento. A simulação permitiu analisar o comportamento do sistema no cenário atual e em um cenário futuro, ambos sob condições de alta demanda e identificar, quantitativamente, os pontos de restrição da linha. Os resultados mostraram que a etapa de descarga é o principal gargalo, operando com uma utilização mais elevada - 82% no estado atual e 72,8% no estado futuro - enquanto as demais etapas permanecem subutilizadas. O tempo médio total de processamento da planta atual foi de 21 minutos e aproximadamente 19 minutos na planta proposta levando em conta lote de 10 sacos. Os resultados qualitativos e quantitativos comprovam que a automação parcial da planta é viável e capaz de trazer melhorias relevantes na eficiência, padronização e segurança do processo. Assim, o estudo contribui para o desenvolvimento de soluções aplicadas ao setor de pós-colheita do cacau e demonstra o potencial da automação industrial combinada com simulação como ferramenta de apoio à tomada de decisão.

This study presents a proposal for improvement aimed at increasing the level of automation in the pre-processing and storage of cocoa at a logistics center located in the inland region of the state of Pará, Brazil. The objective of the study was to analyze the currently manual process, identify its main operational limitations, and, based on this analysis, propose a new production layout capable of improving operational efficiency, standardization, and safety. The research adopted a qualitative–quantitative approach, combining on-site observation, data collection, equipment sizing, and computer simulation using the Arena® software.The analysis of the existing process showed that the activities are predominantly manual, require high physical effort from workers, and exhibit low standardization in terms of bag quality and hygiene of the received product. As a result, the process presents queue formation, packaging ruptures, impurities mixed with cocoa beans, and significant ergonomic risks. Based on these findings, a new process layout was developed, incorporating an adjustable unloading platform, conveyor belts, a pre-cleaning machine, a digital bagging machine, and an automatic sewing system, all integrated through a Programmable Logic Controller (PLC). This integration enabled communication between process stages, automatic shutdown in specific situations, operational monitoring, and the establishment of a continuous processing flow.Simulation was used to analyze the system behavior in both the current and proposed scenarios under high-demand conditions and to quantitatively identify bottlenecks in the production line. The results indicated that the unloading stage is the main bottleneck, operating at higher utilization levels—82% in the current scenario and 72.8% in the proposed scenario—while the other stages remain underutilized. The average total processing time was 21 minutes for the current plant and approximately 19 minutes for the proposed plant, considering a batch of 10 bags. The qualitative and quantitative results demonstrate that partial automation of the plant is feasible and capable of delivering significant improvements in efficiency, standardization, and process safety. Therefore, this study contributes to the development of applied solutions for the cocoa post-harvest sector and highlights the potential of industrial automation combined with simulation as a decision-support tool.