食品工厂工艺设计

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1、第四章 食品工厂工艺设计,第一节 工艺设计概述 第二节 产品方案确定 第三节 工艺流程设计与确定 第四节 物料衡算 第五节 设备选型 第六节 水、电、汽用量估算 第七节 劳动力计算 第八节 生产车间工艺布置,第一节 工艺设计概述,工艺设计是对生产车间工艺流程和设备布置的设计，是决定工艺过程、设备及设备排布、车间组成的关键步骤。 工艺设计由工艺设计和非工艺设计（包括土建、采暖、通风、给排水、供电、供汽等）组成，工艺设计是设计的主体，是非工艺设计的基础和依据。 工艺设计直接影响生产过程先进性、合理性、和产品质量、产品成本及劳动强度和建厂费用等。,工艺设计由食品专业人员和其它专业人员协同设计完成。食

2、品专业人员根据工艺要求和设备配置按建筑模数对厂房形状、长、宽、高及门、窗、楼梯、办公生活服务用房等位置、尺寸大小提出要求，土建设计人员设法满足工艺设计要求。 工艺设计先进性和合理性直接影响其它协同非工艺设计先进性和合理性。,生产纲领直接决定着工艺设计生产模式、生产成本、产品质量、投资回收和经济效益等情况。 评价工艺设计好坏是看生产工艺设计的技术先进性、可靠性、安全性、实用性、经济合理性。,一、生产工艺设计依据,l）项目建议书 2）可行性研究报告 3）设计计划任务书 4）环境影响评价报告 5）厂址选择报告 6）项目负责人下达的设计工作提纲和技术决定 7）如采用前人未用的新工艺、新技术和新设备，需

3、技术上核准的正式试验研究报告和技术鉴定证书 8）原料产地、原料特性、产品质量要求、厂址水文地理条件、国内外设备制供应条件，尽量采用先进工艺技术和设备进行设计,（1）生产规模及产品方案的确定； （2）主要产品及综合利用产品工艺流程确定； （3）物料平衡算； （4）生产车间设备生产能力计算和设备选型； （5）生产过程供排水、电、汽、冷、真空平衡估算； （6）生产车间设备工艺布置设计； （7）管路设计；,二、食品工厂工艺设计内容,车间生产工艺设计的内容 车间概况及特点：阐述车间生产规模、生产方案、生产方法及工艺流程、技术先进性、布置合理性、生产安全性及方案比较的特点。 车间劳动组织：车间主任、工段长

4、、班长及员工安排。 工作制度：年工作日、日工作时、生产班数等。 成品或半成品主要技术规格及标准（国家标准、行业标准、企业标准）。 物料经过设备的顺序及生成物的去向，产品及原料运输和贮备方式，主要操作技术条件及操作要点。 采用新技术内容、效益及来源（专利或中试报告）。 主要工艺技术指标和工艺参数（列表说明）。 原料、辅料、水、电、汽等消耗量，物料平衡、热能平衡等的计算，并与国内先进技术指标比较。 设备选型及计算，确定生产设备规格和台数。 车间设备布置及说明、设备一览表。,车间生产工艺设计附件 工艺流程图。标明原料、辅料、设备名称及代号、各种介质流向、工艺参数和控制点。 生产工艺设备布置图。绘制生

5、产工艺设备平面、剖面布置图（有时需要做“渲染图”或“鸟瞰图”）。 生产设备一览表。设备名称、规格、型号、台数、重量和动力即安装特殊要求。 主要材料估算表。 其他。,工艺设计需向非工艺设计提供的技术参数,1.工艺设计对全厂总平面布置中建筑物相对位置的要求 2.工艺设计对车间形状、长、宽、高及内部布置尺寸及车间周围相关设施的设计要求 3.工艺设计对车间建筑土建、采光、通风及卫生方面要求； 4.工艺设计对生产车间水、电、汽、冷、真空消耗量计算； 5.工艺设计对生产用水水质要求； 6.对三废（废水、废渣、废气）处理方式及排放标准要求； 7.对各种仓库面积、保温、防潮、防鼠、防虫等方面要求。,非工艺设计

6、,非工艺设计：根据工艺设计所提要求，对生产工艺附属设施进行的设计。内容包括： 水、暖、电、汽、通风、照明等设计 高压、真空、制冷、水处理等的设计 自动控制、在线检测、远程控制等的设计 运输设计 附属设施设计 其他特殊设计,三、食品工厂工艺设计的步骤,工艺设计主要是设计原料在各个生产过程中的物质变化及流向，包括所需设备。具体步骤如下： （1）根据前期可行性研究，确定产品生产方案及规模。 （2）根据当前技术、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、给排水量等计算)。 （6）选择设备。 （7）车间工艺布置。 （8）管路设计。 （9）

7、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 产品方案及班产量确定,一、产品方案 产品方案（生产纲领）是食品厂全年（季度、月）生产产品品种和规格、产量、产期、生产车间及生产班次的综合计划安排。 影响产品方案的因素有： 产品的市场销售 人们的生活习惯 原才料供应的季节情况 地区的气候和季节的影响,二、制定产品方案应遵循的原则和要求,四个满足，五个平衡。 四个满足为： 1.满足主要产品产量要求； 2.满足原料综合利用要求； 3.满足淡旺季平衡生产要求； 4.满足经济效益要求。,五个平衡为： 1.产品产量与原料供应量应平衡； 2. 生产季节性与劳动力应平衡； 3.生产班次要

8、平衡； 4.产品生产量与设备生产能力要平衡； 5.水、电、汽、冷、真空负荷要平衡。,三、制定产品方案的步骤,1.根据市场需求，确定产品类型、种类和包装规格； 2.根据设计规格，结合原才料供应情况，确定各产品在总产量中所占比例及产量； 3.根据原料生产季节及保藏时间确定产品生产时期； 4.根据各产品设计产量和生产周期，确定生产班次及班产量； 5.产品方案比较； 6.产品方案表达,年产4000吨罐头厂产品方案,制定产品方案应注意的问题： 充分调查市场，合理确定产品品种、规格、产量和生产班次，在可能情况下注意多产品生产。 注意调节产品类型以调节生产忙闲不均。 合理进行原料综合利用或原料、半成品贮存，

9、以调剂生产淡、旺季。,四、班产量（年产量）的确定,班产量是工艺设计计算的基础，直接影响着生产设备配套与选型、车间布置、占地面积、劳动定员、投资和经济效益。影响班产量的因素有：原料供应量、设备生产能力、市场销售状况、劳动力供应状况等一般情况下，班产量越大，制造成本越低，效益越高。由于投资及多方因素制约，班产量不可能设计很大，但必须达到或超过经济规模班产量才能具有效益。最适宜的班产量实质就是经济效益最好的规模。,班产量确定可按年生产能力推算。 年生产能力估算： Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5 Q新建厂某类食品年产量； Q1本地区该类食品消费量； Q2本地区该类食品年调出量； Q3本地区该类食品年

10、调入量； Q4本地区该类食品原有厂家的年产量； Q5 本厂准备销出本地区以外的量。,对于淡旺季明显产品，年产量按下式计算： Q=Q旺+Q中+Q淡Q旺：旺季产量Q中：中季产量Q淡：淡季产量,班产量受到各种因素的影响，每班的实际产量并不完全相同。为了计算方便引入班生产的不均匀系数进行计算。Q班=Q/k(3t旺+2t中+t淡)K -设备不均匀系数t旺-旺季天数t中-中季天数t淡-淡季天数根据产品生产特点，一般食品工厂年实际生产天数在250-300天之间。淡季一班，中季二班，旺季三班，具体根据工艺和原料特性及设备生产能力确定。,第三节 工艺流程设计与确定,一、工艺流程选择,（一）工艺流程和工艺流程设计

11、： 1.工艺流程：就是各种产品生产所采用的具体方法、程序和各程序实现必需的技术参数总称。 2.工艺流程设计：是规划生产过程的具体方法、顺序和设备组合方式，并以工艺流程图形式表示出整个生产过程全貌的设计工作。,（二）工艺流程选择原则 1.原料匹配性 根据原料的加工特性，选择易于加工，原料消耗少，营养损失低的工艺路线； 2.符合产品质量和规格 根据产品规格要求及有关标准来选择加工产品的工艺路线； 3.技术水平先进合理 应优先采用机械化、连续化作业生产线，缩短生产周期，以保证半成品不发生变色、变味、变质，节约能耗，降低成本。 4、经济合理性 尽量选择投资少、能耗低、成本低、产品得率高的生产工艺。 5

12、.慎重对待传统生产工艺 一些名、特、优的产品生产工艺不得随意改动；若需改动，必须经反复试验，经专家鉴定认可后，方可采用； 6、结合我国国情,二、工艺流程设计原则,（一）工艺流程设计原则 1、符合产品生产质量标准要求（国家或出口国的标准）。 2、尽量采用成熟、先进、自动化程度高、效率高、能耗低的设备与技术，并能配置在线检测、自动控制和记录装置。在引进国外先进设备和技术，要考虑适合国情和具体生产实际及设备备件供应和设备维修、保养问题，并注意消化吸收和改进。,3、充分考虑对废水、废汽、废渣、粉尘及余热综合利用。 降低三废处理量，降低成本、减少污染，节约原料、能源和水的目的，保护环境。 4、确保生产者

13、人身安全、设备安全和食品安全卫生。 5、生产过程尽量做到连续化、机械化和自动化，降低劳动强度，保证产品质量和产量。,（二）工艺设计中应注意的问题 1.根据生产方案、产品品种、规格、规模、投资规模合理确定生产线类型、数量。如加工性质差别较大的产品，考虑采用不同类型生产线来实现。 2.根据生产规模、投资条件，合理确定操作方式。尽量采用半机械化、机械化、自动化操作； 3.注意产品工艺过程的质量控制问题； 4.注意工艺过程中每个工序的加工技术条件和工艺参数； 5.注意选择合理单元操作，确定每一单元操作的经济性。,三、生产工艺流程设计,（一）确定生产线数目根据产品方案及生产规模，视生产实际情况，结合投资

14、大小，确定生产线及生产线数目。如果产量大，可采用几条生产线，以便生产调剂，设备护理等。 （二）确定生产线自动化程度生产线有间歇和连续两种。在确定生产线自动化程度时，根据生产特点和技术成熟性，结合生产规模，尽量采用先进、经济、合理的自动化生产线，高品质产品生产配有自动化在线检测控制系统，以保证产品质量。,（三）工艺流程图设计工艺流程图设计包括生产工艺流程示意图，生产工艺流程草图和车间生产工艺流程布置图设计三个阶段。1.生产工艺流程示意图也叫工艺流程方框图，在可行性研究阶段就已确定。作用是定性表明原料变成产品的路线和顺序，以及各程序的设备。工艺流程示意图设计是要确定原料变成产品所需经过的单元操作和

15、各单元操作方案及所需设备型式，要确定采用连续式还是间歇式操作方法。,工艺流程示意图用文字方框示意图表示,也可用设备流程图表示，绘图时设备大小没有比例要求。 工艺流程示意图内容包括工序名称、工序操作手段（手工或机械设备名称）、物料流向、工艺条件等。在示意图中，以箭头表示物料流动方向，以粗实线表示原料到成品主要流向，细实线表示中间产物、辅助料、废料流向。,浓缩苹果汁生产工艺流程示意图,2.生产工艺流程图设计又称带控制点工艺流程示意图，是在工艺流程示意图设计基础上进一步细化的工艺流程控制示意图设计，它更加全面、完整、合理，可作为设备布置和管道设计依据，并可供施工安装、生产操作参考。,PET果汁饮料生

16、产工艺流程,水果罐头生产工艺流程,3. 生产工艺流程草图设计生产工艺流程草图：是依据生产工艺图为设计基础，以设备图形与表格相结合形式来表达生产工艺设计计算结果的图样，是提供工艺审查和作为车间工艺设备布置设计的资料。生产工艺流程草图是在确定了设备规格、型号、尺寸和台数，并进行水、电、汽等能量计算后，开展的工艺流程设计工作。,工艺流程草图内容包括三项： 1）图样：设备工艺流程图。 2）标注：设备编号、名称、位置及特性数据。 3）标题栏：图名、图号、设计阶段、设计人等。 工艺流程草图由四个部分组成： 设备工艺流程图； 图例； 设备一览表；说明文字。,1）按制图规定进行。绘图比例1:100，若设备过小可采用1:50，设备过大采用1:200绘图。 2）设备：用细实线（采用0.250.35 mm）绘制出设备外形轮廓，无严格绘图比例要求，但设备大小应适当相称；厂房内同一层设备应绘制在同一标高线上，标注标高；设备编号和名称应与设备一览表一致；设备编号和名称标注在该设备图样的上方或下方，设备名称写在设备编号下方；多台相同设备只编一个设备号，并在右下角加角注。,