食品工厂设计概论.ppt

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1、食品工厂设计概论,主讲教师：朱文优 TEL：13808297083,第四章 食品工厂工艺设计,第一节 概述 第二节 产品方案的确定 第三节 主要产品的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、汽用量估算 第七节 劳动力计算 第八节 生产车间工艺布置图,食品工厂工艺设计是整个设计的主体和中心，决定全厂生产和技术的合理性，并对建厂的费用和生产的产品质量、产品成本、劳动强度有着重要的影响，同时又是非工艺设计的依据。因此，食品工厂工艺设计具有重要的地位和作用。,第一节 概述,一、食品工厂工艺设计的主要项目,1）产品方案的确定； 2）主要产品及综合利用产品的工艺流程确定； 3）

2、物料衡算； 4）生产车间设备生产能力计算和设备选型； 5）生产过程蒸汽用量及耗水量的估算； 6）生产车间设备的工艺布置； 7）管路设计； 8）向非工艺设计提出的要求和提供的技术参数；,（8）向非工艺设计提出的要求和提供的技术参数：,工艺对全厂总平面布置中建筑物相对位置的要求； 工艺对车间建筑在土建、采光、通风及卫生方面的要求； 生产车间水、电、汽、冷的消耗量计算； 生产工艺对用水水质的要求； 对三废（废水、废渣、废气）排放的要求； 关于各种仓库建筑面积的计算及对仓库在保温、防潮、防鼠、防虫等方面的特殊要求。,工艺设计主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

3、骤如下： （1）根据前期可行性调查研究，确定产品方案及生产规模。 （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。,二、食品工厂工艺设计的步骤,一、概述 产品方案又称生产纲领，实际是食品厂准备全年（季度、月）生产哪些品种和各种产品的规格、产量、产期、生产车间及班次等的计划安排。 当然市场经济条件下的工厂要以销定产，产品方案既作为设计依据，又是工厂实际生产能力的确定及挖潜余

4、量的测算。,第一节 产品方案及班产量的确定,产品方案受：市场产品的销售、人们的生活习惯、地区的气候和季节等多个方面因素的影响。 在制定产品方案时，首先要调查研究，分析得到的资料，以此确定主要产品的品种、规格、产量和生产班次。其次是要用调节产品用以调节生产忙闲不均的现象。最后尽可能把原料综合利用及贮存半成品，以合理调剂生产中的淡、旺季节。,总之，在安排产品方案时，应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。 “四个满足”是： (1)满足主要产品产量的要求； (2)满足原料综合利用的要求； (3)满足淡旺季平衡生产的要求； (4)满足经济效益的要求 。,二、安排产品方案计划要遵循的原则和要求,“五个平衡

5、”是： （1）产品产量与原料供应量平衡； （2）生产季节性与劳动力平衡； （3）生产班次要平衡； （4）产品生产量与设备生产能力要平衡； （5）水、电、气负荷要平衡。,三、制定产品方案的步骤,1.确定产品的种类及包装规格； 2. 确定各种产品在总产量中所占比例及产量； 3. 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； 5.产品方案比较； 6.产品方案表达,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（月）原料、产品数之差比较 (5)平均每人年产值的比较（元/人年）；,

6、(6)设备平衡情况的比较； (7)水、电、汽耗量的比较； (8)组织生产难易情况的比较； (9)基建投资的比较； (10)社会效益的比较； (11)经济效益(利税元/年)； (12)结论。,对方案进行技术上的先进性和可行性进行比较，并结合市场、经济、生产、社会综合考虑，从中找出一个最佳方案作为设计依据。,产品方案分析表,举例: 1、猪肉类罐头 34级冻猪肉出肉率在65%80%，其中可用于： （1）午餐肉罐头（净去皮去骨肉）55%60% 扣肉罐头（带皮去骨肉）8%10% 圆蹄罐头1%2% 其他肉罐头 （2）午餐肉罐头（净去皮去骨肉）55%60% 排骨罐头（带皮去骨肉）5% 圆蹄罐头1%2% 其他

7、肉罐头,（3）香菇肉酱罐头34% 香菇猪腿罐头21% 红烧排骨罐头15% 红烧猪肉罐头3% 圆蹄罐头1% 笋干肉丝罐头5% （4）西式火腿罐35% 其他肉罐头（香菇肉酱、圆蹄等）,2、年产4000t饼干厂产品方案,3、年产4000吨罐头厂产品方案,班产量是工艺设计的最主要经济基础，直接影响到车间布置、设备配套，占地面积，劳动定员和产品经济效益。 在满足全年均衡生产的条件下，食品工厂班产量越大，单位产品成本越低，效益越好，由于投资局限及其它方面制约，班产量有一定的限制，但是必须达到或超过经济规模的班产量。 最适宜的班产量实质就是经济效益最好的规模。,四、班产量（年产量）的确定,1.决定班产量的因

8、素 (1)原料的供应量多少 (2)生产季节的长短 (3)延长生产期的条件 (4)定型作业线或主要设备的能力 (5)厂房、公用设施的综合能力,2.年产量的确定 年生产能力按如下估算： Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5 式中 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。,对于淡旺季明显的产品，如饮料、月饼、巧克力可按下式计算： 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,3.工作日及日产量 工作日是指工厂实际生产的时间，全年时间中要

9、将休息日和机器检修等停机时间去除。,4.生产班制 一般食品工厂每天生产班次为12班，淡季一班，中季二班，旺季三班制，这根据食品工厂工艺和原料特性及设备生产能力来决定，若原料供应正常，或厂有冷库贮藏室及半成品加工设备，可以延长生产期，不必突击多开班次，这样有利于劳动力平衡、设备利用充分、成品正常销售，便生产管理，经济效益提高。,5、班产量的确定,班产量受到各种因素的影响，每个工作日的实际产量并不完全相同。一般食品工厂每天生产班次为12班，淡季一班，中季二班，旺季三班制，这根据食品工厂工艺和原料特性及设备生产能力来决定。 班产量 Q班=Q/k(3t旺+2t中+t淡) K -设备不均匀系数 t旺-旺

10、季天数 t中-中季天数 t淡-淡季天数,第二节 生产方法的选择和工艺流程的确定 尽管食品厂的类型很多，而且在同一类型的食品厂中产品的品种和加工工艺亦各不相同，但在同一类型的食品厂中主要工艺过程和设备基本相近，只要这些产品不同时生产，其相同工艺过程的设备是可以公用的，所以我们在确定产品工艺流程时只要将主要产品的工艺流程确定后，其他产品就好办了。但必须指出，为了保证食品产品的质量，对不同原料应选择不同的工艺流程，另外，即使原料相同，如果所确定的工艺路线和条件不相同，不仅会影响产品质量，而且会影响到工厂的经济效益，所以，我们对所设计的食品厂的主要产品工艺流程应进行认真探讨和论证。,一、工艺路线的选择

11、,（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。,一、工艺路线的选择,（二）工艺路线选择的原则 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，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

12、、产品得率高的生产工艺。 5.慎重对待传统生产工艺 一些名、特、优的产品生产不得随意改动；若需改动，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,（三）工艺流程设计中的注意事项,1.根据所生产的产品品种确定生产线的数量，若产品加工的性质差别很大，就要考虑几条生产线来加工。 2.根据生产规模，投资条件，确定操作方式。对于目前我国的实际情况，采用半机械化，机械化操作很广泛，自动化操作是发展方向； 3.确定主要产品工艺过程； 4.在主要产品的工艺流程确定后，就要确定工艺过程中每个工序的加工条件； 5.正确选择合理的单元操作，确定每一单元操作中的方案及设备的形式。,二、生产工艺流程设计

13、,生产方法确定后，就开始工艺流程的设计。有如下内容： （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，结合投资大小，确定生产线及生产线数目。 （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，一般采用先进、经济、合理的自动化生产线，高品质产品生产配以自动化在线检测，以保证产品质量。 （三）工艺流程图的设计 工艺流程图的设计主要包括生产工艺流程示意图，生产工艺流程草图和生产工艺流程图三个阶段。,1、生产工艺流程示意图 又称方框流程图 在物料衡算前进行，主要是定性表述由原料转变为半成品的过程及应用的相关设备。 它只是

14、定性的生产工艺表述，不要求正确的比例绘制。主要包括生产过程中需要经过哪些单位操作，各单位操作中的流程方案及所需型号的表述。 其内容包括工序名称、完成该工序工艺操作手段（手工或机械设备名称）、物料流向、工艺条件等。在方框图中，应以箭头表示物料流动方向，其中以粗实线表示物料由原料到成品的主要流动方向，细实线表示中间产物，辅助料，废料的流动方向。,二、生产工艺流程设计,啤酒生产工艺流程示意图,水、蒸汽 酒花 麦芽 大米 酵母 CO2 麦糟 热凝固物 热啤 冷固形物 鲜啤,粉碎机,糊化锅,糖化锅,过滤槽,蒸煮锅,回凝沉淀槽,麦汁 冷却器,发酵罐,啤酒 过滤器,清酒罐,罐装机,杀菌机,二、生产工艺流程设

15、计,2.工艺流程草图由四个部分组：生产工艺流程图、图例、设备一览表和必须的文字证明，绘制工艺流程草图时要求如下： A 表示出厂房各层楼面的标高 B 用细实线画出设备示意图 C 用粗实线画出物料流程管理，并画出流向箭头。用细实线画 水、汽、空气等动力管线，并画出流向箭头。 D 绘制设备和管道上主要阀门、控制仪表及管路附件。 E 对必要的部分，而又不能用图线表达时，用文字注释。如“三废”、副产物的去向等。 F 附注图例，并按图标绘出。常采用1:50，1:100，1:200等。,二、生产工艺流程设计,具体绘制工艺流程草图的步骤如下： 生产工艺设备流程图包括：有关设备的基本外形，工序名称、物料流向等。

16、必要时，还应表示各设备间位置距离及其高度。设备外形以简单直观为准。 生产工艺设备流程图画法是：将生产设备按生产流程顺序和高低位置是在图面自左至右的展开，用细线绘制，绘出显示设备形状特征的简单外形，可按比例画，也可不按比例，设备的排列位置在图上表示出来，原、辅料和介质流向用粗实线表示，表示不同介质流向的管线在图上不能相交，交接处用细实线或圆弧避开，图上的设备应注明名称或设备编号。,二、生产工艺流程设计,氯苯硝化制备硝基氯苯的工艺流程草图,3.生产工艺流程图，又称带控制点的工艺流程图，是初步设计的重要内容。它是在经过多次反复比较、修改，确认设计合理无误后绘制正式设计结果，它更加全面、完整、合理、是设备布置和管道设计的依据，并可供施工安装、生产操时参考。,二、生产工艺流程设计,3、生产工艺流程图 （