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1、食品工厂设计概论主讲教师：朱文优TEL：13808297083第四章第四章 食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计o第一节 概述o第二节 产品方案的确定 o第三节 主要产品的工艺流程设计与确定 o第四节 物料衡算o第五节 设备选型 o第六节 水、汽用量估算o第七节 劳动力计算o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。 第一节第一节 概述概述一、食品工厂工艺设计的主要项目一、食品工厂工艺设计的主要项目o1）产品方
2、案的确定；）产品方案的确定；o2）主要产品及综合利用产品的工艺流程确定；）主要产品及综合利用产品的工艺流程确定；o3）物料衡算；）物料衡算；o4）生产车间设备生产能力计算和设备选型；）生产车间设备生产能力计算和设备选型；o5）生产过程蒸汽用量及耗水量的估算；）生产过程蒸汽用量及耗水量的估算；o6）生产车间设备的工艺布置；）生产车间设备的工艺布置；o7）管路设计；）管路设计；o8）向非工艺设计提出的要求和提供的技术参数；）向非工艺设计提出的要求和提供的技术参数； 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。具体步骤如下：（1）根据前期可行性调查研究，确定产品方
3、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二、食品工厂工艺设计的步骤一、概述一、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量的测算。 第一节第一节 产品方案及班
4、产量的确定产品方案及班产量的确定 o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。o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二、安排产品方案计划要遵循的原则和
5、要求“五个平衡”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三、制定产品方案的步骤o1.确定产品的种类及包装规格；确定产品的种类及包装规格；o2. 确定各种产品在总产量中所占比例及产量；确定各种产品在总产量中所占比例及产量；o3. 确定产品的生产时间；确定产品的生产时间；o4.根根据据各各种种产产品品的的设设计计产产量量，确确定定班班次次产产量量及及生生产产班次数；班次数；o5.产品方案比较产品方案比较；o6.产品方案表达产品方案表达产品方案分析表产品方案分析表项
6、目方案方案一方案二方案三产品年产值劳动生产率（t/人年）平均每人年产值(元/人年)基建投资（元)经济效益（利税元/率）水、电、汽耗量（元）员工人数（人）全年空员工人数差值（人）原料损耗率举例: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
7、蹄等） 2、年产4000t饼干厂产品方案产品名称年产量/t班产量(t)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月婴儿饼干2.403菊花饼干1.960动物饼干2.540鸡蛋饼干2.100口香饼干2.736椒盐饼干2.007双喜饼干1.800钙制饼干2.106宝石饼干1.700奶油饼干2.034孔雀饼干2.000鸳鸯饼干1.746旅行饼干1.890人参饼干1.760维生素饼干1.6803 3、年产、年产40004000吨罐头厂产品方案吨罐头厂产品方案产品产品名称名称年年产产量量吨吨班班产产量量吨吨一一月月二二月月三三月月四四月月五五月月六六月月七七月月八八月月九九月月十十月月十一十一月
8、月十二十二月月青刀豆青刀豆1500清水马清水马蹄蹄300糖水菠糖水菠萝萝1200菠萝汁菠萝汁50青豆青豆500水产类水产类罐头罐头500番茄酱番茄酱400 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）的确定四、班产量（年产量）的确定1.决定班产量的因素(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
9、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
10、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o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。o班产量Q班=Q/k(3t旺+2t中+t淡)nK-设备不均匀系数nt旺-旺季天数nt中-中季天数nt淡-淡季天数第二节第二节 生产方法的选择和工艺流程的确定生产方法的选择和工艺流程的确定 尽管食品厂的类
11、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、工艺路线的选择一、工艺路线的选择（一）工艺流程和工艺流程设计：（一）工艺流程和工艺流程设计：o1.工艺流程：就
12、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。o2.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、工艺路线的选择一、工艺路线的选择（二）工艺路线选择的原则（二）工艺路线选择的原则o1.原原料料匹匹配配性性 根根据据原原料料的的加加工工特特性性，选选择择易易于于加加工工，原原料料消消耗耗少少，营养损失低的工艺路线；营养损失低的工艺路线；o2.符符合合产产品品质质量量和和规规格格 根根据据产产品品规规格格要要求求及及有有关关标标准准来来选选择择加加工产品的工艺路线；工产品的工艺路线；o3.技技术术水水平平先先进进合合
13、理理 应应优优先先采采用用机机械械化化、连连续续化化作作业业生生产产线线，以保证半成品不发生变色、变味、变质，节约能耗，降低成本。以保证半成品不发生变色、变味、变质，节约能耗，降低成本。o4、经经济济合合理理性性 尽尽量量选选择择投投资资少少、能能耗耗低低、成成本本低低、产产品品得得率率高高的生产工艺。的生产工艺。o5.慎慎重重对对待待传传统统生生产产工工艺艺 一一些些名名、特特、优优的的产产品品生生产产不不得得随随意意改动；若需改动，须经反复试验，经专家鉴定认可后，方可采用；改动；若需改动，须经反复试验，经专家鉴定认可后，方可采用；o6、结合我国国情、结合我国国情（三）工艺流程设计中的注意事
14、项（三）工艺流程设计中的注意事项o1.根根据据所所生生产产的的产产品品品品种种确确定定生生产产线线的的数数量量，若若产产品品加加工的性质差别很大，就要考虑几条生产线来加工。工的性质差别很大，就要考虑几条生产线来加工。o2.根根据据生生产产规规模模，投投资资条条件件，确确定定操操作作方方式式。对对于于目目前前我我国国的的实实际际情情况况，采采用用半半机机械械化化，机机械械化化操操作作很很广广泛泛，自动化操作是发展方向；自动化操作是发展方向；o3.确定主要产品工艺过程确定主要产品工艺过程；o4.在在主主要要产产品品的的工工艺艺流流程程确确定定后后，就就要要确确定定工工艺艺过过程程中中每个工序的加工
15、条件；每个工序的加工条件；o5.正正确确选选择择合合理理的的单单元元操操作作，确确定定每每一一单单元元操操作作中中的的方方案及设备的形式。案及设备的形式。二、生产工艺流程设计二、生产工艺流程设计o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（一）确定生产线数目o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二）确定生产线自动化程度o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。（
16、三）工艺流程图的设计（三）工艺流程图的设计o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o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。o它只是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。o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
17、工艺流程设计二、生产工艺流程设计啤酒生产工艺流程示意图啤酒生产工艺流程示意图 水、蒸汽水、蒸汽 酒花酒花麦芽麦芽大米大米 酵母酵母 CO2 麦糟麦糟 热凝固物热凝固物 热啤热啤 冷固形物冷固形物 鲜啤鲜啤 粉粉碎碎机机糊糊化化锅锅糖糖化化锅锅过过滤滤槽槽蒸蒸煮煮锅锅回回凝凝沉沉淀淀槽槽麦汁麦汁冷却器冷却器发发酵酵罐罐啤酒啤酒过滤器过滤器清清酒酒罐罐罐罐装装机机杀杀菌菌机机二、生产工艺流程设计二、生产工艺流程设计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，
18、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。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
19、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、生产工艺流程设计二、生产工艺流程设计3、生产工艺流程图 （又称带控制点的工艺流程图）o是初步设
20、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。o工艺控制流程图是表示全部工艺设备、物料管道、阀门、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的一种工艺流程图。o工艺控制流程图是设计文件的必须的附件。二、生产工艺流程设计二、生产工艺流程设计o带控制点的工艺流程图基本要求：带控制点的工艺流程图基本要求：n表示出生产过程中的全部工艺设备，包括设备图例、位号和名称。n表示出生产过程中的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向。n表示出全部物料管道和各种辅助管道(如水、冷冻盐水、蒸汽、压
21、缩空气及真空等管道)的代号、材质、管径及保温情况。n表示出生产过程中的全部工艺阀门以及阻火器、视镜、管道过滤器、疏水器等附件，但无需绘出法兰、弯头、三通等一般管件。n表示出生产过程中的全部仪表和控制方案，包括仪表的控制参数、功能、位号以及检测点和控制回路等。二、生产工艺流程设计二、生产工艺流程设计o图面内容：n图形n标注n图例n标题栏o表示方法n比例与图幅：o原则：一个主项（车间、工序）绘一张流程图，复杂的可拆分为数张（一张图）。o比例：可以1:100，1:200或1:50也可不按比例，标题栏不用注明。o图幅：标准图纸加长n设备的画法o图形：设备按比例，用细线（b/3）画出主要轮廓o相对位置：
22、按高低绘出o相同系统：n设备标注：o标注内容：位号和名称n位号在整个车间不能重复o标注方式：n放在图形的上、下方，排成一行。n同一高度，两个以上设备图形按相对位置放在另一设备下方或用引出线引出，注在空白处。o管道的表示方法：n应画出所有的工艺物料和辅助物料的管道，初设简单；施工图复杂；n管道画法：o线形规定：n工艺管道用粗实线（b=0.9mm）n辅助管道用中实线（b=0.6mm）n仪表管用细（虚）实线（b=0.3mm）o管道交叉与转弯的画法n交叉n转弯n特别注意：o管道应画直线不要画斜线！o放气口、排液口和液封口的画法o管道来向和去向n相同图号n不同图号o管道标注：n尺寸用公称直径：n物料代号
23、：按GB6567-86管道系统图形符号管道规定，用英文名称的第一字母表示n管道序号：工艺流程顺序编写n等级n流向o其他尺寸：工艺对某些管道有一定要求，要标注，液封管长度，安装坡度等。o异径管（接头）有时要标注两端管径。如：70/50或Dg70/50o管件与阀门的表示方法：n管道应用细实线画出全部阀门和部分管件（盲板，大小头、阻火器等），连接管件不画。o仪表控制点的表示方法：n在相关的管道上并大致按安装位置用代号、符号表示。符号规定：o参量代号o功能代号o仪表控制点符号o调节阀的符号：其图形符号用细实线绘制，由执行机构和阀体组成。三、小三、小 结结1 1、生产工艺流程图的绘制步骤、生产工艺流程图
24、的绘制步骤o生产工艺流程示意图物料平衡计算设备设计及计算设备选型绘制工艺流程草图车间设备设计草图的修改和完善正式绘制生产工艺流程图三、小三、小 结结2、 生产工艺流程图绘制重点内容生产工艺流程图绘制重点内容o图形主要用于表示各设备按工艺流程次序展开在同一平面上，并辅助表示管线、管件、阀门、仪表控制点等。o标注设备型号、名称、管线编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。o图例代号及其他标注的说明。o标题栏注明图名、图号。用细线画出设备的轮廓，用虚线绘制有工艺特征的内部结构。在图样上应标注设备位号及名称。思考题思考题o名词解释：工艺流程图工艺流程图o简述工艺流程设计的主要任务及具体内容?o简述工艺流程
25、设计的三个阶段?o简述工艺流程图的设计原则？o简述带控制点工艺流程图的基本要求及图面内容带控制点工艺流程图的基本要求及图面内容?o简述工艺流程图中管道和设备轮廓用哪种线表达?第三节第三节 物料衡算物料衡算o物料衡算的概念和意义物料衡算的概念和意义o物料计算方法物料计算方法o主要技术经济指标内容主要技术经济指标内容o计算举例计算举例一、原料衡算概念和意义一、原料衡算概念和意义1、原料衡算概念、原料衡算概念o原原料料衡衡算算是是指指：根根据据质质量量守守恒恒定定律律，凡凡引引入入某某一一系系统统或或设设备备的的物物料料重重量量Gm，必必等等于于所所得得到到的的产产物物重重量量Gp和和物物料损失量料
26、损失量Gt之和，之和，即：即：Gm=GP+Gt一、原料衡算概念和意义一、原料衡算概念和意义2、原料衡算、原料衡算意义意义o确定生产设备的容量、个数和主要尺寸。o工艺流程草图的设计。o水、蒸汽、热量、冷量等平衡计算。o车间布置、运输量、仓库储存量、劳动定员、生产班次、成本核算、管线设计。二、原料计算方法和步骤二、原料计算方法和步骤o1、弄清题意和计算的目的要求o2、绘出物料衡算流程示意图o3、写出生物反应方程式o4、收集设计基础数据和有关物化常数o5、确定工艺指标及消耗定额o6、选定计算基准n以单位时间产品或单位时间原料量为基准（连续生产）n以单位质量、单位体积的产品或原料为基准（间歇生产）n以
27、加入设备一批次物料量为基准（间歇生产）o7、根据质量守恒定律，进行物料衡算o8、物料计算结果表示(常用物料平衡图或物料平衡表表示)物料平衡示意图物料平衡示意图物料平衡表物料平衡表名称计算单位主、辅原料产品产 品损失1损失2损失3批次质量百分比班次质量百分比原料消耗综合表原料消耗综合表序序 号号原原料料名名称称单单位位纯纯度度/%每吨产品消耗定每吨产品消耗定额额(t)每天或每小每天或每小时消耗量时消耗量(t)年消耗量年消耗量(t)备备注注工业品工业品100%工业工业品品100%工业工业品品100%排出物料综合表排出物料综合表序序号号名名称称特性和特性和成分成分单单位位每吨产品每吨产品排出量排出量
28、t每小时排每小时排出量出量t每年排每年排出量出量t备注备注三、主要技术经济指标内容三、主要技术经济指标内容o1生产规模生产规模(t/a)o2生产方法生产方法o3生产天数生产天数(d/a)o4产品日产量产品日产量(t/d)o5产品年产量产品年产量(t/a)o6副产品年产量副产品年产量(t/a)o7产品质量产品质量o8总回收率总回收率(%)三、主要技术经济指标内容三、主要技术经济指标内容o9原材料单耗原材料单耗n(1)主原料主原料(t/t产品产品)n(2)辅料辅料(t/t产品产品)n(3)水水(t/t产品产品)n(4)电电(kWh/t产品产品)n(5)蒸汽蒸汽(t/t产品产品)n(6)冷量冷量(k
29、J/t产品产品)o1010总投资总投资( (万元万元)n(1)(1)设备价值设备价值n(2)(2)材料费材料费n(3)(3)运杂费运杂费n(4)(4)建筑工程费建筑工程费n(5)(5)工资工资 n(6)(6)其他其他三、主要技术经济指标内容三、主要技术经济指标内容o11劳动生产率劳动生产率n(1)生产人员生产人员n(2)商品产值商品产值(万元万元)n(3)全全员员劳劳动动生生产产率率（万元（万元/(人人a)n(4)工工人人实实物物劳劳动动生生产产率率(t/(a人人)o12单位成本单位成本(元元/t)o13利润利润n(1)单位产品利润单位产品利润(元元/t)n(2)总利润总利润(万元万元/a)o
30、14、投资回收年限、投资回收年限(a)o15、全厂设备总重量、全厂设备总重量(t)o16、全全厂厂主主要要管管件件、管管材材总总重重(t)o17、钢铁、水泥、木材单耗、钢铁、水泥、木材单耗第四节第四节 设备设计与选型设备设计与选型o物料衡算是设备选型的根据，而设备选型则要符合工艺的要求。设备选型是保证产品质量的关键和体现生产水平的标准，又是工艺布置的基础，并且为动力配电，水、汽用量计算提供依据。o设备选型应根据每一个品种单位时间（小时或分）产量的物料平衡情况和设备生产能力采确定所需设备的台数。对生产中的关键设备，除按实际生产能力所需的台数配备外，还应考虑有备用设备。后道工序设备的生产能力要略大
31、于前道工序，以防物料积压。 食品工厂生产设备大体可分四个类型：计量和贮存设备；通用机械设备；定型专用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，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
32、）。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。一、设备选型及设备设计的原则一、设备选型及设备设计的原则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。 二、设备生产能力的计算二、设备生产能力的计算 三、食品工厂主要设备的选择三、食品工厂主要设备的选择o食品工厂生产的产品种类多，使用的设备各式各样。设备生产厂家普及国内外，其型号、规格不一，设计者应正确选择设备，满足工艺要求，确保食品厂产品的产量和质量。o下面主要是罐头厂来介绍。n1、
33、输送设备n2、清洗和原料预处理设备n3、热处理设备n4、封管设备n5、成品包装机械设备n6、空罐设备 1、输送设备、输送设备罐头厂主要输送设备一般分为固体输送设备和液体输送设备两大类。（1）固体输送设备固体输送设备由于其用途和功能不同，又可分为带式输送机、斗式输送机和螺旋输送机等。 带式输送机带式输送机是食品厂中应用最广的一种连续输送机械，它常用于块状，颗粒状等物料及整件物料进行水平方向或倾斜方向运送。同时，还可用作拣选工作台、清洗和预处理操作台等。在罐头厂，该机械常用在原料预处理、拣选，装填各工段以及成品包装仓库等处。斗式升送机 在食品厂连续化生产中，该机械用于需要在不同高度来装运物料，使物
34、料由一台机械运送到另一台机械上，或由地面运送到楼上等。螺旋输送机 适用于需要密闭运输的物料，如粒状和颗粒状物料。（2）液体输送设备流送槽流送槽是属于水力输送物料的装置，用于把原料从堆放场送到清洗机或预煮机中，适用于蕃茄、蘑菇、菠萝和其他块茎类原料的输送。真空吸料装置这是一种简易的流体输送方法。只要厂内有真空系统，除了可以对流体进行短距离输送及提升一定的高度之外，如果原有输送装置是密闭的，还可以直接利用这些设备进行真空吸料，不需增添其他设备。对于果酱，蕃茄酱等或带有固体块料的物料（如桔囊等），尤为适宜。它的缺点是输送距离或提升高度不大，效率低。（）泵离心奶泵在食品厂用于液体的输送，在乳品厂应用尤
35、为广泛，其工作原理和用途，与一般离心泵相同，其不同之处是凡与液体接触部分，均由不锈钢制造，确保食品卫生，故又称卫生泵。螺杆泵是一种回转容积式泵，是利用一根或数根螺杆的相互啮合使空间容积发生变化来输送液体。目前，食品厂中大多是单螺杆卧式泵，用于高粘稠液体及带有固体物料的酱体的输送。如在蕃茄酱连续生产流水线上常采用此泵。齿轮泵亦属于回转容积式泵，在食品厂中主要用来输送粘稠液体，如油类、糖浆等。2、清洗和原料预处理设备、清洗和原料预处理设备常用的清洗设备有鼓风式清洗机、空罐清洗机，全自动洗瓶机、实罐清洗机等。 鼓风式清洗机，是利用空气进行搅拌，既可加速污物从原料上洗去，又可使原料在强烈翻动时其完整性
36、不被破坏，因而最适合于果蔬原料的清洗； 全自动洗瓶机，可用于果汁，汽水，牛奶，啤酒等玻璃瓶的清洗，对新瓶和回收瓶均可使用。常用的原料预处理设备有分级机（又分滚筒式分级机、摆动筛、三辊筒式分级机、花生米色选机等）、切片机（蘑菇定向切片机、菠萝切片机，青刀豆切端机等）、绞肉机、打浆机，榨汁机，果蔬去皮机，分离机（桔油分离、奶油分离机等），斩拌机、真空搅拌机等。3、热处理设备、热处理设备食品工厂热处理设备主要用于原料脱水、抑制或杀灭微生物、排除食品组织中的空气、破坏酶活力、保持产品的颜色和方便其他工序的操作等。它包括预煮、预热、蒸发浓缩、干燥、排气和杀菌等设备。常用的热处理设备有列管式热交换器、板式
37、热交换器、辊筒式杀菌器、夹层锅、连续预煮机（分链带式和螺旋式），真空浓缩设备（按加热器结构分，有：盘管式、中央循环式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、外加热式等等）、排气设备、杀菌设备（立式、卧式、常压连续式、回转式等等）等。3、热处理设备、热处理设备（1）热交换设备）热交换设备列管式热交换器广泛应用在蕃茄汁果汁乳品等液体食品的生产过程中，大多用作高温短时或超高温短时杀菌和杀菌后的及时冷却；板式热交换器用于牛奶高温短时或超高温杀菌，也可作为食品液料的加热杀菌和冷却；辊筒式杀菌器一般作鲜奶及稀奶油的消毒，适于中小型乳品厂；夹层锅用于物料的热烫预煮，调味液配制及熬煮一些浓缩产品；连续预煮机广泛用于蘑
38、菇青刀豆青豆蚕豆等各种原料的预煮。3、热处理设备、热处理设备（2 2）真空浓缩设备）真空浓缩设备o结垢性（结垢性（强制循环型或升膜式蒸发式浓缩设备强制循环型或升膜式蒸发式浓缩设备）o结晶性（结晶性（夹套式浓缩设备夹套式浓缩设备或或强制循环型）强制循环型）o粘滞性粘滞性 （强制循环式、刮板式或降膜式浓缩设备强制循环式、刮板式或降膜式浓缩设备）o热敏性（热敏性（各种膜式或真空度较高的浓缩设备各种膜式或真空度较高的浓缩设备） o发泡性发泡性 （强制循环型和长管薄膜浓缩设备（强制循环型和长管薄膜浓缩设备）3、热处理设备、热处理设备(3) 杀菌设备罐头厂的杀菌设备种类很多，按其杀菌温度不同，可分为常压杀
39、菌和加压杀菌。按其操作方法分，有间歇杀菌和连续杀菌。罐头厂常用的间歇式杀菌设备有：立式杀菌器、卧式杀菌器。卧式杀菌器中又有静止式和回转式两种。连续式杀菌设备有常压连续杀菌器、静水压连续杀菌器、水封式连续高压杀菌器、火焰杀菌器，真空杀菌器以及微波杀菌器等。4、封罐设备、封罐设备o由于罐头的品种繁多，容器形状和罐形亦多种多样，加之容器的材料不同，所以，封罐机的型号兵亦多种多样，一般来说，镀锡薄钢板容器的封罐机有手扳式封罐机、半自动封罐机和自动封罐机。o自动封罐机 又有单机头自动真空封罐机和多机头自动封罐机。o玻璃瓶封口机 亦分手扳式封罐机、半自动封罐机和自动封罐机，封罐机的生产能力是按每分钟封多少
40、罐计，而不是按班产量计。螺口瓶用四旋盖拧盖机封罐。 5、成品包装机械设备、成品包装机械设备常用的成品包装机械包括贴标机、装箱机、封箱机、捆扎机等。 6、空罐设备、空罐设备 罐身生产设备有：焊锡罐设备（单机和自动焊锡机）、电阻焊设备。常用的空罐罐盖设备有：波形切板机，冲床、圆盖机、灌胶机、烘胶机及球磨机等。 第五节第五节 水、汽用量估算水、汽用量估算一、水、汽的应用范围一、水、汽的应用范围o水和蒸汽是食品厂管道输送的两种最主要也是最基本的辅助工艺流程介质。为了给管路设计奠定必需的理论基础，就必须对生产的用水和用汽做以总体的估计。o用水主要有：原料预处理、半成品漂洗、浓缩锅蒸汽的冷凝，杀菌后产品的
41、冷却，包装容器的洗涤消毒，车间清洁卫生和产品在生产过程中本身所需的水等。o主要用汽部分有：热烫、配烫、浓缩、干燥、杀菌、保温、设备和管道的消毒，车间清洁卫生用汽等。二、用水用汽估算二、用水用汽估算（一）技术经济定额指标法（一）技术经济定额指标法o1.平均每吨成品的耗水量平均每吨成品的耗水量o2.一些设备用水用汽量一些设备用水用汽量o3.按生产规模来拟定用水用汽量按生产规模来拟定用水用汽量(二二)用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量o1.耗水估计耗水估计o2.耗汽量的计算耗汽量的计算部分乳制品平均每吨成品耗汽量表部分乳制品平均每吨成品耗汽量表产品名称耗汽量耗水量产品名称耗汽量耗水量消
42、毒奶0.280.4810奶油1.02.02849全脂奶粉1015130150干酪素4055380400全脂甜奶粉912100120乳粉40454050甜炼乳3.54.64560注：（1）以上指生产用水，不包括生活用水。（2）北方气候寒冷，应取较大值。部分罐头食品和乳制品的给水能力表部分罐头食品和乳制品的给水能力表成品类别班产量（t班）建议给水能力（th）备注肉禽水产类罐头46810152040507090120150不包括速冻冷藏果蔬类46101525405070120150200250蕃茄酱例外奶粉、甜炼乳、奶油51015152028305760消毒奶、酸奶、冰淇淋、奶油、干酪素、乳糖510
43、50101518257090注：（）以上单位指生产用水，不包括生活用水。（）南方地区气温高，冷却水量较大，应取较大值。部分乳制品按生产规模供汽能力表部分乳制品按生产规模供汽能力表成品类别班产量（t班）建议用汽量（th）乳粉、甜炼乳、奶油510201.52.21.83.556消毒奶、酸奶、冰淇淋20401.21.52.23.0奶油、干酪素、乳糖510500.81.01.51.87.58.0注：（）指生产用汽，不包括采暖和生活用汽。（）北方寒冷，宜选用较大值。( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量o车间生产用水的设备和环节可能很多，但概括起来不外乎为：n1、食品中添加用水
44、n2、原料及包装容器洗涤用水n3、物料冷却用水、冷凝用水n4、车间地坪冲洗用水等几种。( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量1、耗水估计（1）产品添加用水量oW1=G.Z(吨)nG班产量，吨成品。nZ每吨成品在加工过程中所需添加的水量，吨/吨成品。（2）物料清洗或容器洗涤用水量oW2=d2.V.t.c/4（吨）nd进水管直径，mmnV进水管流速，m/snt清洗时间，hnc水的容重，吨/m3( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量(3)冷却产品用水量oW3=G.C(t1-t2)/(t4-t3).1000nG需要冷却产品的重量，KgnC需要冷却产品
45、的比热，Kcal/Kg.Cnt1冷却前产品的初温，nt2冷却后产品的终温，nt3冷却水的初温，nt4冷却水的终温，( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量（4）冷却二次蒸汽用水量oW4=D.(i-i0)/C.(T2-T1)(吨)nD二次蒸汽量，Kg/hni二次蒸汽热焓，J/Kgni0二次蒸汽冷凝液热焓，J/Kg.nC冷却水比热，J/Kg.K.nT2冷却水出口温度，K.nT1冷却水进口温度，K.( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量（5）冲洗地坪用水量o根据实测数据，1吨水可冲地坪40m2左右，若食品加工厂生产车间每小时4小时洗一次，即每班至少冲
46、洗两次，则有：oW5=S.2/40（吨）nS生产车间的面积，m2。o根据生产车间的工艺要求，可计算出每班生产过程的耗水量。用供水衡算实例用供水衡算实例以5000t/年啤酒为计算基准，混合原料量为1421kg(单位批次投料量)。（）糖化耗水量计算：100kg混合原料大约需用水量400kg。糖化用水量1421400/1005684（kg）糖化用水时间设为0.5，故：每小时最大用水量5684/0.511370（kgh）（）洗槽用水：100kg原料约用水450kg，则需用水量：1421450/1006394.5（kg）用水时间为1.5，则每小时：洗槽最大用水量6394.5/1.54263（kgh）（）
47、糖化锅洗刷用水：有效体积为20的糖化锅及其设备洗刷用水每糖化一次，用水约6，用水时间为2，故：洗刷最大用水量6/23（/） （）沉淀槽冷却用水：式中热麦汁放出热量（）热麦汁相对密度麦汁1.043热麦汁量85251.043=8892（kgh）热麦汁比热容4.1kJ（kgK）热麦汁温度10055冷却水温度1845冷却水比热容4.18kJ（kgK）88924.1（100-55）1640574（kJh）（）沉淀槽洗刷用水：每次洗刷用水3.5t，冲洗时间设为0.5，则每小时最大用水量=3.6/0.5=7（th）（）麦汁冷却器冷却用水：麦汁冷却时间设为1，麦汁冷却温度为556分两段冷却，第一段：麦汁温度5
48、525冷水温度1830冷却水用量：麦汁放出热量： 式中麦汁量GP8892kg麦汁比热容cP4.1kJ（kgK）麦汁温度t155t2水的比热容c4.18kJ（kgK）冷却水温度t118t230麦汁冷却时间1h（）麦汁冷却器冲刷用水：设冲刷一次，用水4t，用水时间为0.5h，则：最大用水量为：4/0.58（t/h）（）酵母洗涤用水（无菌水）：每天酵母泥最大产量约300L，酵母贮存期每天换水一次，新收酵母洗涤4次，每次用水量为酵母的2倍，则连续生产每天用水量：（41）30023000（L）设用水时间为1，故最大用水量为3（t/h）（）发酵罐洗刷用水：每天冲刷体积为10的发酵罐2个，每个用水2t，冲刷
49、地面共用水2t，每天用水量2226（t）。用水时间设为1.5，最大用水量6/1.54（t/h）（10）贮酒罐冲刷用水：每天冲刷体积为10的贮酒罐一个，用水为2t，管路及地面冲刷用水1t，冲刷时间为1h，最大用水量为213（t/h）。（11）清酒罐冲刷：每天使用体积为2.5的清酒罐4个，冲洗一次，共用水，冲刷时间为40min，则最大用水量：460406（th）（12）过滤机用水：过滤机2台，每台冲刷一次，用水3t（包括顶酒用水），使用时间为1.5，则最大用水量231.54（t/h）（13）洗棉机用水：洗棉机放水量：洗棉机体积滤饼体积（滤饼片）5.3/4（0.525）20.05405.30.433
50、4.867（m）4.867（t）洗棉过程中换水量：取换水量为放水量的倍：334.86714.6（）洗棉机洗刷用水：每次洗刷用水1.5（）洗棉机每日用水量：淡季洗棉机开一班，旺季开两班，则用水量：2（）2（4.86714.61.5）41.93（）在洗棉过程中，以换水洗涤时的耗水量最大，设换水时间为2，则每小时最大用水量为：14.6/27.3（t/h）（14）鲜啤酒桶洗刷用水：旺季每天最大产啤酒量22.5t（三锅量），其中鲜啤酒占50%（设桶装占70%），则桶装啤酒量为：22.550%70%=7.875（）7875（）鲜啤酒桶体积为50/桶：所需桶数7875/20393.8（桶/d）冲桶水量为桶体
51、积1.5倍：每日用水量393.80.021.511.81（t）冲桶器每次同时冲洗2桶，冲洗时间为1.5min，故：每小时用水量0.021.52601.52.4（th）（15）洗瓶机用水：按设备规范表，洗瓶机最大生产能力为3000瓶h（最高线速），冲洗每个瓶约需水1.5L，则：用水量=30001.54500（Lh）以每班生产7计，总耗水量4500731500(L）（16）装酒机用水：每冲洗一次，用水2.5，每班冲洗一次，每次0.5，最大用水量2.50.55（th）（17）杀菌机用水：杀菌机每个瓶耗水量以计算，则：用水量300013000(Lh）3000721000（L班）（18）其他用水：包括冲
52、洗地面、管道冲刷、洗滤布，每班需用水10，设用水时间为2，则每小时用水晕1025（t/h）把上述计算结果整理成供水衡算表 50005000年啤酒厂啤酒车间供水衡算表年啤酒厂啤酒车间供水衡算表名称规格吨产品消耗额（tt）每小时用量（kgh）每天用量（td）年耗量（t年）冷水无菌水自来水1170.15155379300023313582750750 根据食品生产工艺、设备或规模不同，生产过程用汽量也随之改变，有时差异很大。即便是同一规模、工艺也相同的食品厂，单位成品耗汽量往往也大不相同。所以在工艺流程设计时，必须妥善安排，合理用汽。用汽量计算的方法有两种：即按“单位产品耗汽量定额”来估算和计算的方
53、法。( (二二) )用计算法来估计用水用汽量用计算法来估计用水用汽量1.按按“单位产品耗汽量定额单位产品耗汽量定额”估算估算 用“单位产品耗汽量定额”来估算生产车间的用汽量，其方法简便，但目前在我国尚缺乏具体和确切的技术经济指标。一个食品工厂往往同时要生产几种产品，而各产品在生产过程中缺乏对汽耗量的计量，一般是按当月所耗汽之总量分摊到各产品中去。各厂的摊派方式不同，其定额指标亦不相同，另外，单位产品的耗汽额还因地区不同、原料品种的差异以及设备条件、生产能力大小、管理水平等工厂实际情况的不同而有较大幅度的变化。所以，用“单位产品耗汽量定额”来计算就只能看作是粗略的估算。 对于规模小的食品工厂，在
54、进行用汽量计算时可采用“单位产品耗汽量定额”估算法，可分为三个步骤，即按单位吨产品耗汽量来估算、按主要设备的用汽量来估算和按食品工厂规模来拟定给汽能力。（1）按单位吨产品耗汽量来估算（2）按主要设备的用汽量来估算 （3）按食品工厂规模来拟定给汽能力部分乳制品按生产规模供汽能力表部分乳制品按生产规模供汽能力表成品类别班产量（t/班）建议用汽量（t/h）乳粉、甜炼乳、奶油510201.52.21.83.556消毒奶、酸奶、冰淇淋20401.21.52.23.0奶油、干酪素、乳糖510500.81.01.51.87.58.0注：（）指生产用汽，不包括采暖和生活用汽。（）北方寒冷，宜选用较大值。( (
55、二二) )用计算法来估计用汽量用计算法来估计用汽量2、耗汽量计算o食品工厂中主要耗用饱和水蒸汽，消耗的热量等于加热产品和设备所消耗的热量、生产过程的热效应、损失到周围介质中的热量之和。oQ入Q出Q损nQ入输入的热量总和，（kJ）；nQ出输出的热量总和，（kJ）；nQ损损失的热量总和，（kJ）。通常Q入Q1Q2Q3Q出Q4Q5Q6Q7Q损Q8式中Q物料带入的热量，（kJ）；Q2由加热剂(冷却剂)传给设备和所处理的物料的热量，（kJ）；Q3过程的热效应，包括生物反应热、搅拌热等，（kJ）；Q4物料带出的热量，（kJ）；Q5加热设备需要的热量；（kJ）；Q6加热物料需要的热量，（kJ）；Q7气体或蒸
56、汽带出的热量，（kJ）。值得注意的是，对具体的单元设备，上述的Q1Q8各项热量不一定都存在，故进行热量计算时，必须根据具体情况进行具体分析。（3）收集数据为了使热量计算顺利进行，计算结果无误和节约时间，首先要收集数据，如物料量、工艺条件以及必需的物性数据等。这些有用的数据可以从专门手册中查阅，或取自工厂实际生产数据，或根据试验研究结果选定。（4）确定合适的计算基准 在热量计算中，取不同的基准温度，按照热量计算式所得的结果就不同。所以必须选准一个温度基准，且每一物料的进出口基准温度必须一致。通常，取0为基准温度可简化计算。此外，为使计算方便、准确，可灵活选取适当的基准，如按100kg原料或成品、
57、每小时或每批次处理量等做基准进行计算。 （5）进行具体的热量计算a、物料带入的热量Q1和带出热量Q4可按下式计算，即：Qm1c1t式中m1物料质量，kg；c1物料比热容kJ/（kgK）；t物料进入或离开设备的温度，。b、过程热效应Q3过程的热效应主要有合成热QB、搅拌热QS和状态热（例如汽化热、溶解热、结晶热等）：Q3QBQS式中QB发酵热（呼吸热）（kJ），视不同条件、环境进行计算；QS搅拌热QS3600P（kJ）。其中P为搅拌功率，(kW)；为搅拌过程功热转化率，通常92%c、加热设备耗热量Q5：为了简化计算，忽略设备不同部分的温度差异，则：Q5m2c2（t2t1）式中m2设备总质量，kg
58、；c2设备材料比热容，kJ（kgK）；t2、t1设备加热前后的平均温度，。d、气体或蒸汽带出热量Q7：Q7m3(c3tr)式中m3离开设备的气体物料（如空气、CO2等）量，kg；c3液态物料由0升温至蒸发温度的平均比热容，kJ/（kgK）；t气态物料温度，；r蒸发潜热，kJ/kg。e、设备向环境散热Q8：为了简化计算，假定设备壁面的温度是相同的，则：Q8AT（tW-ta）式中A设备总表面，m；T壁面对空气的联合热导率，W/（m）；tW壁面温度，；ta环境空气温度，；操作过程时间，s。T的计算：空气作自然对流，T80.05tW强制对流时，T5.33.6（空气流速5ms）或又T6.70.78（5m
59、/s）f、加热物料需要的热量Q6Q6m1c（t2t1）式中m1物料质量，kg；c物料比热容，kJ/（kgK）；t2，t1物料加热前后的温度，。g、加热（或冷却）介质传入（或带出）的热量Q2对于热量计算的设计任务，Q2是待求量，也称为有效热负荷。若计算出的Q2，为正值，则过程带加热；若Q2为负值，则过程需从操作系统移出热量，即需冷却。最后，根据Q2来确定加热（或冷却）介质及其用量。在进行热量衡算时值得注意的几个问题：(1)确定热量计算系统所涉及所有热量或可能转化成热量的其他能量，不要遗漏。但对计算影响很小的项目可以忽略不计，以简化计算。(2)确定物料衡算的基准、热量衡算的基准温度和其他能量基准。
60、有相变时，必须确定相态基准，不要忽略相变热。(3)正确选择与计算热力学数据。(4)在有相关条件约束，物料量和能量参数（如温度）有直接影响时，宜将物料衡算和热量衡算联合进行，才能获得准确结果。第六节第六节 劳动力计算劳动力计算劳动力计算主要用于工厂定员编制、生活设施的面积计算及用水用汽量计算，同时对工厂设备的合理使用、人员配备，以及对产品产量、定额指标的制订都有密切关系。劳动力的计算主要是根据生产单位重量的品种所需要的劳动工日来计算，一般是按车间来计算，对于生产车间来说：每班所需工人数（人/班）=劳动生产率（人工/t产品）班产量车间工人总数=各班或各工段工人总数之和劳动力计算的方法劳动力计算的方
61、法1）对于自动化程度较低的生产工序，根据生产单位重量品种所需劳动工日来计算，若用P1表示每班所需人数，则：oP1(人/班)=劳动生产率(人/产品)班产量(产品/班)2）对于自动化程度较高的工序，根据每台设备所需的劳动工日来计算，若用P2表示每班所需工人数，则：oP2（人/班）=KiMi（人/班）nMi为i种设备每班所需人数；Ki为相关系数，其值1。n影响相关系数大小因素主要有同类设备数量、相邻设备距离远近及设备操作难度、强度及环境等。劳动力计算的方法劳动力计算的方法3）生产车间的劳动力计算oP=3S（P1+P2+P3）o3表示在旺季时实行3班制生产，S为修正系数，其值1。P3为辅助生产人员总数
62、，如生产管理人员、材料采购及保管人员、运输人员、检验人员等计算劳动力时应注意：计算劳动力时应注意：1）劳动生产率高低主要决定于原料新鲜度、成熟度、工人熟练程度及设备的机械化、自动化2）劳动定员应合理，不能过多、过少3）全年劳动定员应基本平衡，在生产旺季时可使用少量临时工，但应是技术性不强的。4）男女比应是接近3：75）随着食品工业的发展，现在食品厂的机械化、自动化程度越来越高，则生产力的计算就按新的劳动生产率及劳动生产定额指标进行计算。第七节第七节 生产车间工艺布置图生产车间工艺布置图一、概念、任务及内容一、概念、任务及内容二、生产车间设备布置的原则二、生产车间设备布置的原则三、设备线性布置的
63、常见方式三、设备线性布置的常见方式四、生产车间工艺布置的步骤与方法四、生产车间工艺布置的步骤与方法五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求六、生产车间设备布置图的绘制六、生产车间设备布置图的绘制七、生产设备布置图举例七、生产设备布置图举例一、概念、任务及内容一、概念、任务及内容（一）概念（一）概念o生生产产车车间间工工艺艺布布置置：就就是是对对厂厂房房内内设设备备排排列列和和配配置置作作出出合合理理的的安安排排，并并以以车车间间设设备备布布置置图图纸纸的的形形式式表表达出来。达出来。（二）任务（二）任务o完成厂房的轮廓外形及结构尺寸的设计和确定完成厂房的轮廓
64、外形及结构尺寸的设计和确定o设备在车间内的排列和布置设备在车间内的排列和布置n1）平面布置图）平面布置图n2）剖面布置图）剖面布置图（1）平面布置图：是一幢房屋的水平剖切视图，即假想用一水平面，经过门窗洞口把房屋切开，移去上面部分，向下观看所得到的水平投影。n在平面图中，必须表示清楚各设备的安装位置，下水道、门窗、各工序及各车间生活设施的位置，进出口及防蝇、防虫措施等。（2）剖面布置图：又叫立剖面图是假设用一个平面把房屋在门窗洞口处垂直方向切开，移去一边，向另一边观看所得到的投影图。n根据需要选取适当的位置假想剖切，是表示厂房内楼层数、层高度、设备的空间布置，即其所在的立面位置。n主要用于表达
65、平面布置图未能反映清楚的设备及建筑物在立面之间的关系，以及画出设备高度，门窗高度等在平面图中无法反映的尺寸。（三）车间平面布置图的内容（三）车间平面布置图的内容o1、厂房建筑平面图注有厂房边墙轮廓线、门窗位置、楼梯位置、柱网间距和编号以及各层相对标高。o2、设备外形尺寸俯视图和设备编号。o3、设备定位尺寸和尺寸线：设备离墙纵横间距，定出设备中心位置，一般以建筑物中心作为定位基准线。o4、操作平台示意图，主要尺寸和台面相对标高。o5、吊车及吊梁的平面位置。o6、地坑、地沟位置、尺寸及地坑、地沟相对标高。o7、吊装孔、预留孔的位置和尺寸。o8、辅助室、生活室的位置、尺寸及室内设备器具等示意图和尺寸
66、。二、生产车间设备布置的原则二、生产车间设备布置的原则1、要有总体设计的全局观点。、要有总体设计的全局观点。o首先满足生产的要求，同时，还必须从本车间在总平面图上的位置，与其他车间或部门间的关系，以及发展前景等方面，满足总体设计的要求。 2、设备布置要尽量按工艺流水线安排、设备布置要尽量按工艺流水线安排o设备布置要尽量按工艺流水线安排，但有些特殊设备可按相同类型作适当集中，务必使生产过程占地最少，生产周期最短、操作最方便。 3、应考虑到进行多品种生产的可能、应考虑到进行多品种生产的可能o在进行生产车间设备布置时，应考虑到进行多品种生产的可能，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，以便更换设备。二
67、、生产车间工艺布置的原则二、生产车间工艺布置的原则4、生产车间与其它车间的各工序要相互配合、生产车间与其它车间的各工序要相互配合o为保证各物料运输通畅，避免重复往返，生产车间与其它车间的各工序要相互配合。必须注意：要尽可能利用生产车间的空间进行运输；合理安排生产车间各种废料排出；人员进出口要和物料进出口分开。5、必须考虑生产卫生和劳动保护、必须考虑生产卫生和劳动保护o如卫生消毒、防蝇防虫、车间排水、电器防潮及安全防火等措施。6、应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。、应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。7、可以设在室外的设备，尽可能设在室外，上面可加、可以设在室外的设备，尽可能设在室
68、外，上面可加盖简易棚。盖简易棚。三、设备线性布置的常见方式三、设备线性布置的常见方式（一）单层建筑物内设备按水平直线式直线式进行布置o原料成品o原料1成品1o原料2成品2（二）单层建筑物内设备按水平U型进行布置o原料o成品三、设备线性布置的常见方式三、设备线性布置的常见方式（三）（三）单层单层建筑物内建筑物内水平弯折形水平弯折形布置布置 原料原料 成品成品（四）（四）多层建筑多层建筑内不同层次竖直与水平相混合的布置方式内不同层次竖直与水平相混合的布置方式 提升提升 原料原料 成品成品四、生产车间工艺布置的步骤与方法四、生产车间工艺布置的步骤与方法（一）（一）整理好设备清单和生活室等各部分的面积
69、要求食品厂食品厂 车间设备清单车间设备清单序号设备名称规格型号安装尺寸生产能力台数备注123四、生产车间工艺布置的步骤与方法四、生产车间工艺布置的步骤与方法（二二）确定厂房地建筑结构、形式、朝向、跨度，绘出宽度和承重柱、墙的位置。（三）（三）按照总平面图，确定生产流水线方向。（四四）用硬纸板剪成小方块（按比例），在草图上布置，排出多种方案分析比较，以求最佳方案（五）（五）讨论、修改、画草图，对不同方案可以从以下几个方面进行比较：建筑结构造价；管道安装(包括工艺、水、冷、汽等)；车间运输；生产卫生条件、操作条件；通风采光。四、生产车间工艺布置的步骤与方法四、生产车间工艺布置的步骤与方法（六）设置
70、车间生活室、办公室、化检验室等辅助设施。（七）绘制剖视图对平面布置图作以补充说明。（八）画正式的车间设备布置施工图，正式确定车间建筑物尺寸。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求1、对建筑外形的选择要求、对建筑外形的选择要求o车间建筑的外形有长方形、L形、T形、U形等。一般为长方形，其长度取决于生产流水作业线的形式和生产规模，一般60m左右适宜，车间层高按房屋的跨度和生产工艺要求而定，一般以6m为宜。单层厂房可酌量提高，车间内立柱越少越好。国外生产车间一般高度710m，也有车间达12m以上。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺
71、设计的要求2、对门、窗的要求、对门、窗的要求o每个车间必须有两道以上的门。作为人流、货流和设备的出入口，门的规格应比设备高0.61.0m，比设备宽0.20.5m。为满足交通工具进出，门的规格应比装货物后的车辆高出0.4m以上，宽出0.3m以上。o生产车间的门应按生产工艺的要求进行设计，要求设置防蝇、防虫装置，车间的门常用的有空洞门、单扇门、双扇门、单扇推拉门或双扇推拉门、单扇双面弹簧门、双扇双面弹簧门、单扇内外开双层门、双扇内外开双层门等。我国最常用的，效果较好的是双层门（一层纱门和一层开关门，门的代号用“M”表示）。在车间内部各工段间要求差距不太大，为便于各工段间往来运输及人员流动一般均采用
72、空洞门。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求3、对采光的要求、对采光的要求o我国目前各食品工厂生产车间基本上是天然采光，车间的采光系数一般为1/41/6。采光系数是指采光面积和房间地坪面积的比值。采光面积不等于窗洞面积。采光面积占窗洞面积的百分比与窗的材料、形式和大小有关，一般木窗的玻璃有效面积占窗洞的46%64%，钢窗的玻璃有效面积占窗洞的74%79%。o窗是车间主要透光的部分，窗有侧窗和天窗之分。车间内来自窗的采光主要靠侧窗，它开在四周墙上，工人坐着工作时窗台高H可取0.8m0.9m；站着工作时，窗台高度取1m1.2m。窗的种类很多，常用的是双层内、
73、外开窗（纱窗和普通玻璃窗）。窗的代号用“C”表示。若房屋跨度过大或层高过低，侧窗采光面积小，采光系数达不到要求，还需在屋子顶上开天窗增加采光面积，也可多设日光灯照明，灯高离地2.8m，每隔2m安一组。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求4、对地坪的要求、对地坪的要求o食品工厂的生产车间经常受水、酸、碱、油等腐蚀性介质侵蚀及运输车轮冲击，故地坪须用标号较高的水泥铺盖。工艺布置中尽量将有腐蚀性介质排出的设备集中布置，做到局部设防，缩小腐蚀范围。o地坪应有1.5%2.0%的坡度，并设有明沟或地漏排水。设计时车间应考虑采用运输带和胶轮车，以减少地坪受冲击。国内食
74、品工厂生产车间常用的地坪有地面砖、石板地面、高标号混凝土地面、红砖地面、塑料地面。国外亦多用红砖地坪和水泥地坪，也有水泥地层上敷有环氧树脂涂层。（加厚120150mm）。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求5、对内墙面的要求、对内墙面的要求o食品工厂对车间内墙面要求很高，要防霉、防湿、防腐、有利于卫生。转角处理最好设计为圆弧形，具体要求如下：n墙裙墙裙一般有1.52.0m的墙裙，可用白瓷砖。墙裙可保证墙面少受污染，并易于洗净。n内墙粉刷内墙粉刷一般用白水泥沙浆粉刷，还要涂上耐化学腐蚀的过氯乙烯油漆或六偏水性内墙防霉涂料。也可用仿瓷涂料代替瓷砖，可防水、防
75、霉。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求6、对温控的要求、对温控的要求o生产车间最好有空调装置。在没有空调的情况下，门窗应设纱门纱窗。在我国南方地区，在没有空调的情况下，除设纱门纱窗外，其车间的层高一般不宜低于6m，以确保有较好的通风。密闭车间应有机械送风，空气经过过滤后送入车间，屋顶布有通风器，风管一般可用铝板或塑料。产品有特别要求者，局部地区可使用正压系统和采取降温措施。7、楼盖、楼盖楼盖是由承重结构、铺面、天花、填充物等组成。承重结构是梁和板，铺面是楼板层表面层，它可保护承重结构，并承受地面上的一切作用力。填充物起隔音、隔热作用。天花起隔音、隔热和
76、美观作用。顶棚必须平整，防止积尘。为防渗水，楼盖最好选用现浇整体式结构，并保持1.5%2.0%的坡度，以利排水，保证楼盖不渗水、不积水。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求8、对建筑结构的要求、对建筑结构的要求有砖木结构、混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。(1)砖木结构建筑物屋顶支承构件采用木制屋架，建筑物的所有重量由木柱或砖墙传递到基础和地基上的结构为砖木结构，这样的墙叫承重墙。这种结构因受木材长度和强度的限制，建筑物的跨度一般小于15m，往往在1012m左右。由于食品厂生产车间一般散发的温度和湿度较高，木材容易腐烂而影响食品卫生，所以，食品厂生产车
77、间一般不宜选用这种结构。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求8、对建筑结构的要求、对建筑结构的要求有砖木结构、混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。（2）混合结构混合结构的屋架用钢筋混凝土，由承重墙来支持。混合结构一般只用作平房，跨度在918，层高可达56m，柱距不超过4m。混合结构可用于食品工厂生产车间的单层建筑。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求（3）钢筋混凝土结构 其主要构件梁、柱、屋架、基础均采用钢筋混凝土，而墙只作为防护设施，也叫框架结构。这种结构可是单层、也可是多层，并可将不同层高，不同跨度的建筑物组合
78、起来。因为这种结构强度高，耐久性好，所以是食品工厂生产车间和仓库等最常用的结构。在建筑的跨度、高度上可按生产要求加以放大，而不受材料的影响。该结构的跨度一般为924m，层高可达510m以上，柱距可按需要，一般为56m。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求（4）钢结构钢结构的主要构件采用钢材，造价高且需经常维修，故对温、湿度较高的食品厂生产车间，则不适宜采用。总之，食品工厂生产车间的一般单层或多层建筑，基本上选用钢筋混凝土结构，而单层建筑亦可选用混合结构。食品工厂生产车间一般不宜采用砖木结构和钢结构。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设
79、计对非工艺设计的要求9、车间行政、福利、质量检查室的设计标准、车间行政、福利、质量检查室的设计标准o办办公公室室按按车车间间值值班班的的最最大大班班的的管管理理和和技技术术人人员员数数每每人人14m2使使用用面面积积计算。计算。o会会议议室室可可兼兼作作休休息息室室，供供交交接接班班和和工工间间吸吸烟烟、用用餐餐之之用用，面面积积按按最最大班人数每人使用面积大班人数每人使用面积1.2m2计算。计算。o质质量量检检查查室室根根据据检检测测分分析析试试验验工工作作的的需需要要，设设置置安安放放检检验验仪仪器器桌桌和和分分析析桌桌、药药品品柜柜和和上上下下水水具具以以及及检检测测监监控控人人员员制制
80、表表、统统计计用用办办公公桌桌和和资资料料柜柜。一一般般可可根根据据实实际际布布置置决决定定用用房房面面积积。也也可可以以两两人人合合用用一一台分析桌，按每台分析桌台分析桌，按每台分析桌14m2（其他桌柜占地计内）计算使用面积。（其他桌柜占地计内）计算使用面积。o更衣室应设在靠车间进门处，按岗位工人总数设置每人一格的闭锁更衣室应设在靠车间进门处，按岗位工人总数设置每人一格的闭锁保管橱柜，使用面积可按每人保管橱柜，使用面积可按每人0.25m2计算。计算。o车间浴室按最大班人数每车间浴室按最大班人数每10人设一个淋浴器，每个淋浴器按使用面人设一个淋浴器，每个淋浴器按使用面积积5m2计算。计算。o洗
81、手设备，可按最大班人数每洗手设备，可按最大班人数每20人设一个水龙头，每个水龙头按使人设一个水龙头，每个水龙头按使用面积用面积1m2计算。计算。五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求五、生产车间工艺设计对非工艺设计的要求六、生产车间设备布置图的绘制六、生产车间设备布置图的绘制（一）厂房平面图的设备布置的内容。（一）厂房平面图的设备布置的内容。（二）设备立面或剖面布置图的内容（二）设备立面或剖面布置图的内容（三）具体绘制步骤（三）具体绘制步骤（一）厂房平面图的设备布置的内容。（一）厂房平面图的设备布置的内容。1、绘制厂房和框架的外形，厂房的边墙线及门、窗、柱和楼梯等的位置。标出生产用房、辅助生产
82、用房和生活管理用房的名称、相对位置，并标注轴线号和主要尺寸。2、绘制出车间内设备或设备基础的外形，标注设备名称、设备位号，并标注出设备定位尺寸。3、表示出主要操作平台和楼梯的位置，并标注操作平台的主要尺寸。4、在图纸的右下侧有标题栏，标题栏上方列出设备安装一览表。5、在图纸右上角画出本图的方向标。安装方位标安装方位标（二）设备立面或剖面布置图的内容（二）设备立面或剖面布置图的内容1、表示出厂房的边墙线及门、窗、梁（或楼板）、楼梯的位置，并须标注轴线的编号和间距（要求与平面图相对应）。2、标注各楼层的相对于地面的标高，一般以地面作为基准0米标高。低于地面为负值。3、绘制出所剖的切面可见的设备的视
83、图，并标注设备的名称，设备位号以及设备的标高和相邻设备的相对高度和距离。4、绘制出设备支撑形式、操作平台、地沟、地下槽、安装孔、洞等位置，并标注其相对标高和有关尺寸。5、如有吊装设备，须标出吊车梁的立面位置和相对高度。（三）具体绘制步骤（三）具体绘制步骤o1、准备工作、准备工作o2、绘制平面图、绘制平面图o3、绘制剖视图、绘制剖视图o4、绘制方向标、绘制方向标o5、编制设备一览表、编制设备一览表o6、绘制、填写标题栏，绘制有关表格及注写说明。、绘制、填写标题栏，绘制有关表格及注写说明。1）画出建筑定位轴线（用细点划线）依次编号2）画出与设备安装布置有关的厂房建筑基本结构。3）画出设备中心线（用
84、细点划线）作为设备的定位线。4）画出设备、支架、基础、操作平台等的轮廓形状（用粗实线）。5）标注厂房建筑及构件尺寸（用细实线）。6)标注设备尺寸和设备名称与位号.2、绘制平面图、绘制平面图第八节第八节 举例举例年产1500吨肉制品加工工厂设计(一).匡算内容设计生产能力为年产各种肉制品1500t，每天一班生产，全年生产300d，即班年产量为5t，其中灌肠类3t，酱卤类1.5t，花样品种类0.5t，生产上述产品，每天所需主要原料为产白条肉的猪100头，副产品（头、蹄、心、肝、肺、肚等）500套。总投资额1709745元，其中土建2655平方米，投资795845元，设备投资913900元。劳动定员
85、，按全员生产率每人50kg计，需职工100人。（二）工艺流程1.灌肠类（1）西式灌肠工艺流程如下：（2）广式香肠工艺流程如下：2.酱卤类烧煮腌制过油炒焖烘干烤制成品选料3、花样品种样品种工艺流程如下：（三）总平面布置(四) 生产设备(四) 生产设备(四) 生产设备(四) 生产设备（五）土建1.建筑面积建筑总面积为2695m2。其中，生产及辅助生产车间建筑面积2400m2，占90%；生产设施建筑面积255m2，占9.0%（1）原料处理部分原料冷却间：考虑到原料进货不均匀，每天按进150头猪的白条肉计，并考虑副产品整理后有一部分有时不能加工而需暂存的情况，每头猪占0.53m2，共80m2。腌制冷却
86、间：每天进货5t、腌制时间为3d，累计15t，每吨占5.3m2，共80m2。剔骨备料间：每吨原料（按20头猪的白条肉计）需24m2，5t原料需120m2，1台真空解冻设备，1台绞肉机占80m2，共200m2。(2)生产间部分肠类灌制间：每灌制1t香肠需133m2，3t共400m2。烤、煮、熏间：每烤、煮、熏1t香肠需100m2，3t共300m2，其中设广式香肠烘房600m2。酱卤制品间：每生产1t酱制品需160m2，1.5t共240m2。花样产品间：生产0.5t花样产品需160m2。成品间：每33.5kg成品需1240m2，5000kg共150m2，另设产品预凉间50m2，小包装间40m2，共
87、240m2。（3）生活设施部分工人休息室：每人需0.5m2，100人共50m2。工人更衣室：每人需1m2，100人共100m2。沐浴室：每人需0.3，100人共30m2厕所：每人需0.2m2，100人共20m2。（4）其他建筑部分考虑到实际需要设：压缩机房100m2，辅料间60m2，维修间150m2，化验室30m2，变电间40m2，办公室25m2，锅炉房150m2。2.土建的做法要求根据生产工艺的要求，从提高产品加工和卫生质量出发，加工间温度及土建的一些做法应满足提出的要求。表152所示为年产1500t肉制品加工长土建情况表（五）生产布局肉制品加工厂要建在卫生条件好、便于原料和成品进出的地域。
88、各个生产车间的布局，要按原料成品的流程安排，做到原料和成品分开，生产间和辅助生产间分开，生活设施和生产建筑分开。（六）其他（1）污水径下水道流入全厂污水处理设施，或按当地有关部门规定处理。（2）所建锅炉房要尽量远离生产车间以减少污染。（3）各生产间配备人员，要根据生产产品安排。作业:1.年产10万吨牛肉干厂设计2.年产10万吨豆干厂设计3.年产10万吨泡菜厂设计4.年产10万吨方便面厂设计5.年产10万吨饼干厂设计6.年产10万吨碳酸饮料厂设计7.年产10万吨果酒厂设计8.年产10万吨果汁饮料厂设计9.年产10万吨酸奶厂设计10.年产10万吨果脯厂设计要求:1.说明厂址选择要求2.总平面设计3.产品方案:班制、工作日、日产量、班产量，并作出方案图4.工艺流程(主要的23种产品)5.主要设备选择表(不要求型号,写出名称和数量即可)6.定员设计7.主要车间工艺布置(画一个车间即可)8.作简单的物料计算(主要原辅料)9.作简单的效益和成本计算
