第三章食品工厂工艺设计

《第三章食品工厂工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章食品工厂工艺设计（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章 食品工厂工艺设计了解食品工厂工艺设计的内容及其作用， 熟悉工艺设计的方法和步骤。掌握产品方案、 物料计算、设备选型、车间平面布置等工艺设 计内容；熟悉工艺设计对非工艺设计和其他有 关方面的要求。第一节 概述l一、食品工厂工艺设计的内容l食品工厂工艺设计包括生产工艺设计、设备选 择和管路设计、车间工艺布置等内容。生产工 艺设计和车间工艺布置是工艺设计的两个重要 内容。它们决定工厂的工艺计算、车间组成和 生产设备选择等。二、食品工厂工艺设计的步骤l食品工厂工艺设计重要是在由原料到各个生产过程中，设计物质 变化及流向，包括所需设备的运用。具体步骤如下：（1）根据前期可行性调查研究，确定产品方

2、案及生产规模。（2）根据当前的技术，经济水平选择生产方法。（3）生产工艺流程设计。（4）物料衡算。（5）能量衡算（包括热量、耗冷量、供电量、给水量计算）。（6）选择设备。（7）车间工艺布置。（8）管路设计。（9）其它工艺设计。（10）编制工艺流程图、管道设计图及说明书等。 第二节 产品方案及班产量的确定l一、产品方案l产品方案即生产纲领，指食品工厂全年生产的 品种、数量、生产周期、生产班次的计划安排 。 在安排产品方案时，应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。l“四个满足”是：（1）满足主要产品产量的要求；（2）满足经济效益的要求；（3）满足淡旺季平衡生产的要求；（4）满足原料综合利用的要求。

3、l“五个平衡”是：（1）产品产量与原料供应量平衡；（2）生产班次要平衡；（3）产品生产量与设备生产能力要平衡；（4）水、电、气负荷要平衡。（5）生产季节性与劳动力要平衡; 二、班产量（年产量）的确定年产量估算lQ=Q1+Q2-Q3-Q4 式中 Q新建厂某类食品年产量，吨；Q1本地区该类食品消费量，吨； Q2本地区该类食品年调出量，吨；Q3本地区该类食品年调入量，吨；Q4本地区该类食品原有厂家的年产量，吨 ； l全年工作日：250-300dl生产连续性强的工厂，24h，3班连续生产， 连续性不强的工厂，每天1-2班，旺季3班三、产品方案的编制l在编制产品方案时，班产量是最重要的依据， 同时还需要

4、产品生产品种、规格、包装方式等 方面的依据，如饮料厂产品方案、罐头厂产品 方案。制订产品方案步骤1.确定产品的种类及包装规格； 2.根据设计规模，结合各产品原料的供应量、 供应周期的长短等实际情况，确定各种产品在 总产量中所占比例及产量； 3.根据原料的生产季节及保藏时间确定产品的 生产时间； 4.根据各种产品的设计产量，确定班次产量及 生产班次数； 天产量=各产品生产规模/预计生产天数 班产量=天产量/班次 班产量的单位有：吨/班、公斤/班。5.产品方案比较： （1）主要产品年产值的比较； （2）每天所需生产工人数的比较； （3）劳动生产率的比较（年产量t/工人总数）（4）每天工人最多最少之

5、差的比较； （5）平均每人每年产量的比较（元/人年）； （6）季节性的比较； （7）设备平衡情况的比较； （8）水、电、汽耗量的比较； （9）组织生产难易情况的比较； （10）基建投资的比较； （11）社会效益的比较； （12）经济效益（利税元/年）的比较； （13）结论。 6.产品方案表达，可以是文字叙述的方式，也可以用图表表达的形式 。第三节 生产工艺流程设计一、工艺流程和工艺流程设计： 1.工艺流程：就是各种产品生产所采用的方法、 步骤和途径及其各环节必需的技术参数。 2.工艺流程设计：是确定生产过程的具体内容、 顺序和组合方式，并最后以工艺流程图的形式 表示出整个生产过程的全貌。二、工

6、艺流程图的绘制l工艺流程一般有两种表示方法：一种是用框图的形式 表示，另一种是所谓的生产工艺设备流程图的形式。l 框图的优点是步骤明确、易懂，能清晰显现工艺的 原理，但缺点是不详细，一般多在科技论文叙述中予 以采用。l工艺的设备流程图是一种直观性的表示方式，它以形 象的图形、符号、代号表示食品加工设备、输送路线 、控制仪表等、借以表达食品生产过程和物料流向。 （一）分类1.工艺流程示意图 ； 2.工艺流程草图； 3.正式工艺流程图。 二、工艺流程设计步骤1.工艺流程示意图设计（1）确定生产方法和生产过程（2）绘制工艺流程示意图（3）进行工艺计算（4）进行设备计算和选型2.绘制工艺流程草图（1）

7、验证并优化工艺路线（2）确定设备之间的立面连接位置3. 绘制正式工艺流程图。果冻生产工艺流程图生产工艺流程草图由五部分组成：（1）物料流程； （2）图例； （3）设备一览表； （4）图鉴； （5）图框。（1）物料流程l物料流程要求包括： l厂房各层地平线及标高；l设备示意图（设备外形尺寸须按比例画，（尺寸大小应适当相称且大致形 似，还要画出设备各管口等）； l设备流程号；l画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷凝剂等管线和流动方向；l管线上主要的阀门等；l必要设备及管道上的附件，如阻火器、管道过滤器、冷凝水排除器；l必要的计量控制仪表，如转子流量计、玻璃计量管、压力表、真空表 、温度计等；

8、 l必要的文字注解，如废水的下水道、废料、废气及半成品、副产品的去向 等。物料流程的比例一般采用1：100。如设备过小或过大，则比例相应采用1 ：50或1：200。（2）图例；图例是将物料流程中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量 控制仪表等图形用文字予以对照。(3)设备一览表设备一览表的作用是表示出物料流程中所有设备的名称、数量规格 、材料等。设备一览表是列在图签上部，由下往上写。它包括下列项目 ：序号；流程号（有的与序号合在一起）；设备名称；设备规格；设备数量；设备材料；备注（4）图签（标题栏）图签的作用是表明图名、设计单位、设计、制图 、审核人员签名、图纸比例尺、图号等。其位置一般 在流

9、程草图右下角，其尺寸依据机械制图中的标 准。而设备一览表的长度需和图签长度取齐，这样显 得整齐美观。 （5）图框（边框线）图框采用粗线条，给整个流程图（包括流程图、 图例、设备一览表和图签）以框界。幅面一般宽度依 据机械制图中的标准。某液态乳生产的工艺流程草图 3.正式工艺流程图的设计作为正式的设计成果，工艺流程图将被编 入设计文件，供上级部门审批和今后施工使用 。第四节 物料衡算一、物料衡算的概念和意义物料衡算是指：根据质量守恒定律，凡引 入某一系统或设备的物料重量Gm，必等于所 得到的产物重量Gp和物料损失量Gt之和，即 ：Gm=GP+Gt二、物料衡算的方法和步骤l1弄清题意和计算的目的要

10、求l2绘出物料衡算流程示意图l3写出生物反应方程式l4收集设计基础数据和有关物化常数l5确定工艺指标及消耗定额等l6选定计算基准(1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准 。(2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料 为计算基准。(3)以加入设备的一批物料量为计算基准。l7.由已知数据，根据物料衡算式进行物料衡算l8校核与整理计算结果，列出物料衡算表l9绘出物料流程图引入物料排出物料序 号物 料 名 称组 成 （ % ）1 0 0 % 物 料 量 （ K g ）密 度 （ K g / L ）体 积 （ L ）序 号物 料 名 称组 成 （ % ）1 0 0 % 物 料 量 （

11、K g ）密 度 （ K g / L ）密 度 （ K g / L ）1 2合计合计第四节 设备生产能力及选型一、设备选型及设备设计的原则食品工厂生产设备大体可分四个类型：计量和贮存 设备；定型专用设备；通用机械设备和非标准专业设备 。在选择设备时，要按照下列原则进行： （1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量。 （2）一般大型食品工厂应选用较先进的，机械化程度高的 设备；中型厂则看具体条件，一些主要产品可选用机械 化、连续化程度较高的设备；小型厂则选用较简单的设 备。（3）所选设备能充分利用原料，能耗少，效率高，体积 小，维修方便，劳动强度低，并能一机多用。 （4）所选设备应符合食品卫生要求

12、，易清洗装拆，与食 品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染。 （5）设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件（如 温度、湿度、压力、酸碱度等）。 （6）在温度、压力，真空度，浓度，时间、速度、流量 、液位，计数和程序等方面有合理的控制系统，并尽 量采用自动控制方式。二、设备生产能力的计算食品工厂所用设备的生产能力，有些一看 铭牌就可知道，但有些设备的生产能力随物料 、产品品种、生产工艺条件等而改变，例如流 槽、输送带、杀菌锅等等。第五节第五节 劳动力计算劳动力计算 劳动力计算用于工厂定员、生活设施的面积计算和生活用水劳动力计算用于工厂定员、生活设施的面积计算和生活用水, ,用用 汽量的计算

13、。汽量的计算。生产车间生产车间 男男: :女女 =3:7 =3:7 每班工人数每班工人数( (人人/ /班班)=)=劳动生产率劳动生产率( (人工人工/ /t t产品产品)班产量班产量全厂工人数为各车间所需工人之和全厂工人数为各车间所需工人之和。工厂劳动生产率高低工厂劳动生产率高低, ,取决于取决于 原料新鲜度、成熟度、工人操作熟练程度及设备的机械化程度等原料新鲜度、成熟度、工人操作熟练程度及设备的机械化程度等。设计中确定每一个产品的劳动生产率指标时设计中确定每一个产品的劳动生产率指标时, ,参照相参照相似似生产条件的生产条件的 老厂老厂, , 在编排产品方案时在编排产品方案时，用班产量来调节

14、劳动力用班产量来调节劳动力, ,使每班所需工人数使每班所需工人数 基本相同。基本相同。对于季节性强的产品对于季节性强的产品, ,在高峰期在高峰期可以可以使用临时工使用临时工, ,在平时正常产时在平时正常产时, , 基本工基本工人数人数应该平衡。应该平衡。 第六节第六节 生产车间工艺布置生产车间工艺布置 生产车间布置是工艺设计的重要部分生产车间布置是工艺设计的重要部分, , 对建成投产后的生产和对建成投产后的生产和 工厂整体工厂整体性性有很大影响有很大影响。车间布置一经施工就不易改变车间布置一经施工就不易改变, , 在设计过在设计过 程中必须全面考虑。工艺设计必须与土建、给排水、供电、供汽、程中

15、必须全面考虑。工艺设计必须与土建、给排水、供电、供汽、 通风采暖、制冷以及安通风采暖、制冷以及安 全卫生等方面取得统一和协调。全卫生等方面取得统一和协调。把车间的全部设备把车间的全部设备( ( 包括工作台等包括工作台等), ), 在一定的建筑面积内作出在一定的建筑面积内作出 合理安排。合理安排。生产车间平面设计的任务生产车间平面设计的任务平面布置图平面布置图 把屋盖把屋盖( (或楼盖或楼盖) )掀开往下看掀开往下看, , 绘制绘制设备的外型设备的外型 轮廓图。在图中表示各设备的安装位置。下水道、门窗轮廓图。在图中表示各设备的安装位置。下水道、门窗, , 各工序及各工序及 各车间生活设施的位置各

16、车间生活设施的位置, , 出口及防蝇、防虫措施等。出口及防蝇、防虫措施等。剖面图剖面图 根据需要绘制根据需要绘制生产车间剖面图。解决平面图中不能反生产车间剖面图。解决平面图中不能反 映的重要设备和建筑物立面之间的关系映的重要设备和建筑物立面之间的关系, , 以及设备高度、门窗高度以及设备高度、门窗高度 等在平面图中无法反映的尺寸。等在平面图中无法反映的尺寸。一、一、生产车间工艺布置的原则生产车间工艺布置的原则( (l) l) 要有总体设计的全局观点要有总体设计的全局观点 满足生产的要求满足生产的要求, ,从车间在总从车间在总 平面图上的位置平面图上的位置, , 与其他车与其他车间、间、部门间的关系部门间的关系, , 以及发展前景等方以及发展前景等方 面面, , 满足总体设计的要求满足总体设计的要求。(2)(2)设备布置设备布置 按按工艺流