食品工廠工藝設(shè)計(2).ppt

1、食品工廠設(shè)計概論,主講教師：朱文優(yōu) TEL第四章 食品工廠工藝設(shè)計,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 產(chǎn)品方案的確定 第三節(jié) 主要產(chǎn)品的工藝流程設(shè)計與確定 第四節(jié) 物料衡算 第五節(jié) 設(shè)備選型 第六節(jié) 水、汽用量估算 第七節(jié) 勞動力計算 第八節(jié) 生產(chǎn)車間工藝布置圖,食品工廠工藝設(shè)計是整個設(shè)計的主體和中心，決定全廠生產(chǎn)和技術(shù)的合理性，并對建廠的費用和生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本、勞動強度有著重要的影響，同時又是非工藝設(shè)計的依據(jù)。因此，食品工廠工藝設(shè)計具有重要的地位和作用。,第一節(jié) 概述,一、食品工廠工藝設(shè)計的主要項目,1）產(chǎn)品方案的確定； 2）主要產(chǎn)品及綜合利用產(chǎn)品的工藝流程確定； 3）

2、物料衡算； 4）生產(chǎn)車間設(shè)備生產(chǎn)能力計算和設(shè)備選型； 5）生產(chǎn)過程蒸汽用量及耗水量的估算； 6）生產(chǎn)車間設(shè)備的工藝布置； 7）管路設(shè)計； 8）向非工藝設(shè)計提出的要求和提供的技術(shù)參數(shù)；,（8）向非工藝設(shè)計提出的要求和提供的技術(shù)參數(shù)：,工藝對全廠總平面布置中建筑物相對位置的要求； 工藝對車間建筑在土建、采光、通風(fēng)及衛(wèi)生方面的要求； 生產(chǎn)車間水、電、汽、冷的消耗量計算； 生產(chǎn)工藝對用水水質(zhì)的要求； 對三廢（廢水、廢渣、廢氣）排放的要求； 關(guān)于各種倉庫建筑面積的計算及對倉庫在保溫、防潮、防鼠、防蟲等方面的特殊要求。,工藝設(shè)計主要是在由原料到各個生產(chǎn)過程中，設(shè)計物質(zhì)變化及流向，包括所需設(shè)備的運用。具體步

3、驟如下： （1）根據(jù)前期可行性調(diào)查研究，確定產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模。 （2）根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)，經(jīng)濟水平選擇生產(chǎn)方法。 （3）生產(chǎn)工藝流程設(shè)計。 （4）物料衡算。 （5）能量衡算（包括熱量、耗冷量、供電量、給水量計算）。 （6）選擇設(shè)備。 （7）車間工藝布置。 （8）管路設(shè)計。 （9）其它工藝設(shè)計。 （10）編制工藝流程圖、管道設(shè)計圖及說明書等。,二、食品工廠工藝設(shè)計的步驟,一、概述 產(chǎn)品方案又稱生產(chǎn)綱領(lǐng)，實際是食品廠準(zhǔn)備全年（季度、月）生產(chǎn)哪些品種和各種產(chǎn)品的規(guī)格、產(chǎn)量、產(chǎn)期、生產(chǎn)車間及班次等的計劃安排。 當(dāng)然市場經(jīng)濟條件下的工廠要以銷定產(chǎn)，產(chǎn)品方案既作為設(shè)計依據(jù)，又是工廠實際生產(chǎn)能力的確定及挖潛余

4、量的測算。,第一節(jié) 產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確定,產(chǎn)品方案受：市場產(chǎn)品的銷售、人們的生活習(xí)慣、地區(qū)的氣候和季節(jié)等多個方面因素的影響。 在制定產(chǎn)品方案時，首先要調(diào)查研究，分析得到的資料，以此確定主要產(chǎn)品的品種、規(guī)格、產(chǎn)量和生產(chǎn)班次。其次是要用調(diào)節(jié)產(chǎn)品用以調(diào)節(jié)生產(chǎn)忙閑不均的現(xiàn)象。最后盡可能把原料綜合利用及貯存半成品，以合理調(diào)劑生產(chǎn)中的淡、旺季節(jié)。,總之，在安排產(chǎn)品方案時，應(yīng)盡量做到“四個滿足”和“五個平衡”。 “四個滿足”是： (1)滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求； (2)滿足原料綜合利用的要求； (3)滿足淡旺季平衡生產(chǎn)的要求； (4)滿足經(jīng)濟效益的要求 。,二、安排產(chǎn)品方案計劃要遵循的原則和要求,“五個平衡

5、”是： （1）產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)量平衡； （2）生產(chǎn)季節(jié)性與勞動力平衡； （3）生產(chǎn)班次要平衡； （4）產(chǎn)品生產(chǎn)量與設(shè)備生產(chǎn)能力要平衡； （5）水、電、氣負荷要平衡。,三、制定產(chǎn)品方案的步驟,1.確定產(chǎn)品的種類及包裝規(guī)格； 2. 確定各種產(chǎn)品在總產(chǎn)量中所占比例及產(chǎn)量； 3. 確定產(chǎn)品的生產(chǎn)時間； 4.根據(jù)各種產(chǎn)品的設(shè)計產(chǎn)量，確定班次產(chǎn)量及生產(chǎn)班次數(shù)； 5.產(chǎn)品方案比較； 6.產(chǎn)品方案表達,5.產(chǎn)品方案比較,(1)主要產(chǎn)品年產(chǎn)值的比較； (2)每天所需生產(chǎn)工人數(shù)的比較； (3)勞動生產(chǎn)率的比較（年產(chǎn)量t/工人總數(shù)） (4)每天（月）原料、產(chǎn)品數(shù)之差比較 (5)平均每人年產(chǎn)值的比較（元/人年）；,

6、(6)設(shè)備平衡情況的比較； (7)水、電、汽耗量的比較； (8)組織生產(chǎn)難易情況的比較； (9)基建投資的比較； (10)社會效益的比較； (11)經(jīng)濟效益(利稅元/年)； (12)結(jié)論。,對方案進行技術(shù)上的先進性和可行性進行比較，并結(jié)合市場、經(jīng)濟、生產(chǎn)、社會綜合考慮，從中找出一個最佳方案作為設(shè)計依據(jù)。,產(chǎn)品方案分析表,舉例: 1、豬肉類罐頭 34級凍豬肉出肉率在65%80%，其中可用于： （1）午餐肉罐頭（凈去皮去骨肉）55%60% 扣肉罐頭（帶皮去骨肉）8%10% 圓蹄罐頭1%2% 其他肉罐頭 （2）午餐肉罐頭（凈去皮去骨肉）55%60% 排骨罐頭（帶皮去骨肉）5% 圓蹄罐頭1%2% 其他

7、肉罐頭,（3）香菇肉醬罐頭34% 香菇豬腿罐頭21% 紅燒排骨罐頭15% 紅燒豬肉罐頭3% 圓蹄罐頭1% 筍干肉絲罐頭5% （4）西式火腿罐35% 其他肉罐頭（香菇肉醬、圓蹄等）,2、年產(chǎn)4000t餅干廠產(chǎn)品方案,3、年產(chǎn)4000噸罐頭廠產(chǎn)品方案,班產(chǎn)量是工藝設(shè)計的最主要經(jīng)濟基礎(chǔ)，直接影響到車間布置、設(shè)備配套，占地面積，勞動定員和產(chǎn)品經(jīng)濟效益。 在滿足全年均衡生產(chǎn)的條件下，食品工廠班產(chǎn)量越大，單位產(chǎn)品成本越低，效益越好，由于投資局限及其它方面制約，班產(chǎn)量有一定的限制，但是必須達到或超過經(jīng)濟規(guī)模的班產(chǎn)量。 最適宜的班產(chǎn)量實質(zhì)就是經(jīng)濟效益最好的規(guī)模。,四、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定,1.決定班產(chǎn)量的因

8、素 (1)原料的供應(yīng)量多少 (2)生產(chǎn)季節(jié)的長短 (3)延長生產(chǎn)期的條件 (4)定型作業(yè)線或主要設(shè)備的能力 (5)廠房、公用設(shè)施的綜合能力,2.年產(chǎn)量的確定 年生產(chǎn)能力按如下估算： Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5 式中 Q新建廠某類食品年產(chǎn)量； Q1本地區(qū)該類食品消費量； Q2本地區(qū)該類食品年調(diào)出量； Q3本地區(qū)該類食品年調(diào)入量； Q4本地區(qū)該類食品原有廠家的年產(chǎn)量； Q5 本廠準(zhǔn)備銷出本地區(qū)以外的量。,對于淡旺季明顯的產(chǎn)品，如飲料、月餅、巧克力可按下式計算： Q=Q旺+Q中+Q淡 Q旺：旺季產(chǎn)量 Q中：中季產(chǎn)量 Q淡：淡季產(chǎn)量,3.工作日及日產(chǎn)量 工作日是指工廠實際生產(chǎn)的時間，全年時間中要

9、將休息日和機器檢修等停機時間去除。,4.生產(chǎn)班制 一般食品工廠每天生產(chǎn)班次為12班，淡季一班，中季二班，旺季三班制，這根據(jù)食品工廠工藝和原料特性及設(shè)備生產(chǎn)能力來決定，若原料供應(yīng)正常，或廠有冷庫貯藏室及半成品加工設(shè)備，可以延長生產(chǎn)期，不必突擊多開班次，這樣有利于勞動力平衡、設(shè)備利用充分、成品正常銷售，便生產(chǎn)管理，經(jīng)濟效益提高。,5、班產(chǎn)量的確定,班產(chǎn)量受到各種因素的影響，每個工作日的實際產(chǎn)量并不完全相同。一般食品工廠每天生產(chǎn)班次為12班，淡季一班，中季二班，旺季三班制，這根據(jù)食品工廠工藝和原料特性及設(shè)備生產(chǎn)能力來決定。 班產(chǎn)量 Q班=Q/k(3t旺+2t中+t淡) K -設(shè)備不均勻系數(shù) t旺-旺

10、季天數(shù) t中-中季天數(shù) t淡-淡季天數(shù),第二節(jié) 生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的確定 盡管食品廠的類型很多，而且在同一類型的食品廠中產(chǎn)品的品種和加工工藝亦各不相同，但在同一類型的食品廠中主要工藝過程和設(shè)備基本相近，只要這些產(chǎn)品不同時生產(chǎn)，其相同工藝過程的設(shè)備是可以公用的，所以我們在確定產(chǎn)品工藝流程時只要將主要產(chǎn)品的工藝流程確定后，其他產(chǎn)品就好辦了。但必須指出，為了保證食品產(chǎn)品的質(zhì)量，對不同原料應(yīng)選擇不同的工藝流程，另外，即使原料相同，如果所確定的工藝路線和條件不相同，不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且會影響到工廠的經(jīng)濟效益，所以，我們對所設(shè)計的食品廠的主要產(chǎn)品工藝流程應(yīng)進行認(rèn)真探討和論證。,一、工藝路線的選擇

11、,（一）工藝流程和工藝流程設(shè)計： 1.工藝流程：就是各種產(chǎn)品生產(chǎn)所采用的方法、步驟和途徑及其各環(huán)節(jié)必需的技術(shù)參數(shù)。 2.工藝流程設(shè)計：是確定生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序和組合方式，并最后以工藝流程圖的形式表示出整個生產(chǎn)過程的全貌。,一、工藝路線的選擇,（二）工藝路線選擇的原則 1.原料匹配性 根據(jù)原料的加工特性，選擇易于加工，原料消耗少，營養(yǎng)損失低的工藝路線； 2.符合產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格 根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇加工產(chǎn)品的工藝路線； 3.技術(shù)水平先進合理 應(yīng)優(yōu)先采用機械化、連續(xù)化作業(yè)生產(chǎn)線，以保證半成品不發(fā)生變色、變味、變質(zhì)，節(jié)約能耗，降低成本。 4、經(jīng)濟合理性 盡量選擇投資少、能耗低、成本低

12、、產(chǎn)品得率高的生產(chǎn)工藝。 5.慎重對待傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 一些名、特、優(yōu)的產(chǎn)品生產(chǎn)不得隨意改動；若需改動，須經(jīng)反復(fù)試驗，經(jīng)專家鑒定認(rèn)可后，方可采用； 6、結(jié)合我國國情,（三）工藝流程設(shè)計中的注意事項,1.根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品品種確定生產(chǎn)線的數(shù)量，若產(chǎn)品加工的性質(zhì)差別很大，就要考慮幾條生產(chǎn)線來加工。 2.根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，投資條件，確定操作方式。對于目前我國的實際情況，采用半機械化，機械化操作很廣泛，自動化操作是發(fā)展方向； 3.確定主要產(chǎn)品工藝過程； 4.在主要產(chǎn)品的工藝流程確定后，就要確定工藝過程中每個工序的加工條件； 5.正確選擇合理的單元操作，確定每一單元操作中的方案及設(shè)備的形式。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計

13、,生產(chǎn)方法確定后，就開始工藝流程的設(shè)計。有如下內(nèi)容： （一）確定生產(chǎn)線數(shù)目 根據(jù)產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模，視生產(chǎn)實際情況，結(jié)合投資大小，確定生產(chǎn)線及生產(chǎn)線數(shù)目。 （二）確定生產(chǎn)線自動化程度 生產(chǎn)線有間歇和連續(xù)兩種。在確定生產(chǎn)線自動化程度時，根據(jù)生產(chǎn)特點和技術(shù)成熟性，結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模，一般采用先進、經(jīng)濟、合理的自動化生產(chǎn)線，高品質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)配以自動化在線檢測，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 （三）工藝流程圖的設(shè)計 工藝流程圖的設(shè)計主要包括生產(chǎn)工藝流程示意圖，生產(chǎn)工藝流程草圖和生產(chǎn)工藝流程圖三個階段。,1、生產(chǎn)工藝流程示意圖 又稱方框流程圖 在物料衡算前進行，主要是定性表述由原料轉(zhuǎn)變?yōu)榘氤善返倪^程及應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備。 它只是

14、定性的生產(chǎn)工藝表述，不要求正確的比例繪制。主要包括生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過哪些單位操作，各單位操作中的流程方案及所需型號的表述。 其內(nèi)容包括工序名稱、完成該工序工藝操作手段（手工或機械設(shè)備名稱）、物料流向、工藝條件等。在方框圖中，應(yīng)以箭頭表示物料流動方向，其中以粗實線表示物料由原料到成品的主要流動方向，細實線表示中間產(chǎn)物，輔助料，廢料的流動方向。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,啤酒生產(chǎn)工藝流程示意圖,水、蒸汽 酒花 麥芽 大米 酵母 CO2 麥糟 熱凝固物 熱啤 冷固形物 鮮啤,粉碎機,糊化鍋,糖化鍋,過濾槽,蒸煮鍋,回凝沉淀槽,麥汁 冷卻器,發(fā)酵罐,啤酒 過濾器,清酒罐,罐裝機,殺菌機,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)

15、計,2.工藝流程草圖由四個部分組：生產(chǎn)工藝流程圖、圖例、設(shè)備一覽表和必須的文字證明，繪制工藝流程草圖時要求如下： A 表示出廠房各層樓面的標(biāo)高 B 用細實線畫出設(shè)備示意圖 C 用粗實線畫出物料流程管理，并畫出流向箭頭。用細實線畫 水、汽、空氣等動力管線，并畫出流向箭頭。 D 繪制設(shè)備和管道上主要閥門、控制儀表及管路附件。 E 對必要的部分，而又不能用圖線表達時，用文字注釋。如“三廢”、副產(chǎn)物的去向等。 F 附注圖例，并按圖標(biāo)繪出。常采用1:50，1:100，1:200等。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,具體繪制工藝流程草圖的步驟如下： 生產(chǎn)工藝設(shè)備流程圖包括：有關(guān)設(shè)備的基本外形，工序名稱、物料流向等。

16、必要時，還應(yīng)表示各設(shè)備間位置距離及其高度。設(shè)備外形以簡單直觀為準(zhǔn)。 生產(chǎn)工藝設(shè)備流程圖畫法是：將生產(chǎn)設(shè)備按生產(chǎn)流程順序和高低位置是在圖面自左至右的展開，用細線繪制，繪出顯示設(shè)備形狀特征的簡單外形，可按比例畫，也可不按比例，設(shè)備的排列位置在圖上表示出來，原、輔料和介質(zhì)流向用粗實線表示，表示不同介質(zhì)流向的管線在圖上不能相交，交接處用細實線或圓弧避開，圖上的設(shè)備應(yīng)注明名稱或設(shè)備編號。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,氯苯硝化制備硝基氯苯的工藝流程草圖,3.生產(chǎn)工藝流程圖，又稱帶控制點的工藝流程圖，是初步設(shè)計的重要內(nèi)容。它是在經(jīng)過多次反復(fù)比較、修改，確認(rèn)設(shè)計合理無誤后繪制正式設(shè)計結(jié)果，它更加全面、完整、合理、是

17、設(shè)備布置和管道設(shè)計的依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操時參考。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,3、生產(chǎn)工藝流程圖 （又稱帶控制點的工藝流程圖） 是初步設(shè)計的重要內(nèi)容。它是在經(jīng)過多次反復(fù)比較、修改，確認(rèn)設(shè)計合理無誤后繪制正式設(shè)計結(jié)果，它更加全面、完整、合理、是設(shè)備布置和管道設(shè)計的依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操時參考。 工藝控制流程圖是表示全部工藝設(shè)備、物料管道、閥門、設(shè)備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號等的一種工藝流程圖。 工藝控制流程圖是設(shè)計文件的必須的附件。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,帶控制點的工藝流程圖基本要求： 表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝設(shè)備，包括設(shè)備圖例、位號和名稱。 表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝物料和載

18、能介質(zhì)的名稱、技術(shù)規(guī)格及流向。 表示出全部物料管道和各種輔助管道(如水、冷凍鹽水、蒸汽、壓縮空氣及真空等管道)的代號、材質(zhì)、管徑及保溫情況。 表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝閥門以及阻火器、視鏡、管道過濾器、疏水器等附件，但無需繪出法蘭、彎頭、三通等一般管件。 表示出生產(chǎn)過程中的全部儀表和控制方案，包括儀表的控制參數(shù)、功能、位號以及檢測點和控制回路等。,二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計,圖面內(nèi)容： 圖形 標(biāo)注 圖例 標(biāo)題欄,表示方法 比例與圖幅： 原則：一個主項（車間、工序）繪一張流程圖，復(fù)雜的可拆分為數(shù)張（一張圖）。 比例：可以1:100，1:200或1:50也可不按比例，標(biāo)題欄不用注明。 圖幅：標(biāo)準(zhǔn)圖紙加長

19、 設(shè)備的畫法 圖形：設(shè)備按比例，用細線（b/3）畫出主要輪廓 相對位置：按高低繪出 相同系統(tǒng)：,設(shè)備標(biāo)注： 標(biāo)注內(nèi)容：位號和名稱 位號在整個車間不能重復(fù) 標(biāo)注方式： 放在圖形的上、下方，排成一行。 同一高度，兩個以上設(shè)備圖形按相對位置放在另一設(shè)備下方或用引出線引出，注在空白處。,管道的表示方法： 應(yīng)畫出所有的工藝物料和輔助物料的管道，初設(shè)簡單；施工圖復(fù)雜； 管道畫法： 線形規(guī)定： 工藝管道用粗實線（b=0.9mm） 輔助管道用中實線（b=0.6mm） 儀表管用細（虛）實線（b=0.3mm）,管道交叉與轉(zhuǎn)彎的畫法 交叉 轉(zhuǎn)彎 特別注意： 管道應(yīng)畫直線不要畫斜線！ 放氣口、排液口和液封口的畫法,管

20、道來向和去向 相同圖號 不同圖號,管道標(biāo)注： 尺寸用公稱直徑： 物料代號：按GB6567-86 管道系統(tǒng)圖形符號管道 規(guī)定，用英文名稱的第一字母表示 管道序號：工藝流程順序編寫 等級 流向,其他尺寸：工藝對某些管道有一定要求，要標(biāo)注，液封管長度，安裝坡度等。 異徑管（接頭）有時要標(biāo)注兩端管徑。如：70/50 或 Dg70/50,管件與閥門的表示方法： 管道應(yīng)用細實線畫出全部閥門和部分管件（盲板，大小頭、阻火器等），連接管件不畫。,儀表控制點的表示方法： 在相關(guān)的管道上并大致按安裝位置用代號、符號表示。符號規(guī)定： 參量代號 功能代號 儀表控制點符號 調(diào)節(jié)閥的符號：其圖形符號用細實線繪制，由執(zhí)行機

21、構(gòu)和閥體組成。,三、小 結(jié),1、生產(chǎn)工藝流程圖的繪制步驟 生產(chǎn)工藝流程示意圖物料平衡計算設(shè)備設(shè)計及計算設(shè)備選型繪制工藝流程草圖車間設(shè)備設(shè)計草圖的修改和完善正式繪制生產(chǎn)工藝流程圖,三、小 結(jié),2、 生產(chǎn)工藝流程圖繪制重點內(nèi)容 圖形主要用于表示各設(shè)備按工藝流程次序展開在同一平面上，并輔助表示管線、管件、閥門、儀表控制點等。 標(biāo)注設(shè)備型號、名稱、管線編號、控制點代號、必要的尺寸數(shù)據(jù)等。 圖例代號及其他標(biāo)注的說明。 標(biāo)題欄注明圖名、圖號。 用細線畫出設(shè)備的輪廓，用虛線繪制有工藝特征的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在圖樣上應(yīng)標(biāo)注設(shè)備位號及名稱。,思考題,名詞解釋：工藝流程圖 簡述工藝流程設(shè)計的主要任務(wù)及具體內(nèi)容? 簡述工藝

22、流程設(shè)計的三個階段? 簡述工藝流程圖的設(shè)計原則？ 簡述帶控制點工藝流程圖的基本要求及圖面內(nèi)容? 簡述工藝流程圖中管道和設(shè)備輪廓用哪種線表達?,第三節(jié) 物料衡算,物料衡算的概念和意義 物料計算方法 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)內(nèi)容 計算舉例,一、原料衡算概念和意義,1、原料衡算概念 原料衡算是指：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，凡引入某一系統(tǒng)或設(shè)備的物料重量Gm，必等于所得到的產(chǎn)物重量Gp和物料損失量Gt之和，即：Gm=GP+Gt,一、原料衡算概念和意義,2、原料衡算意義 確定生產(chǎn)設(shè)備的容量、個數(shù)和主要尺寸。 工藝流程草圖的設(shè)計。 水、蒸汽、熱量、冷量等平衡計算。 車間布置、運輸量、倉庫儲存量、勞動定員、生產(chǎn)班次、成本核

23、算、管線設(shè)計。,二、原料計算方法和步驟,1、弄清題意和計算的目的要求 2、繪出物料衡算流程示意圖 3、寫出生物反應(yīng)方程式 4、收集設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有關(guān)物化常數(shù) 5、確定工藝指標(biāo)及消耗定額 6、選定計算基準(zhǔn) 以單位時間產(chǎn)品或單位時間原料量為基準(zhǔn)（連續(xù)生產(chǎn)） 以單位質(zhì)量、單位體積的產(chǎn)品或原料為基準(zhǔn)（間歇生產(chǎn)） 以加入設(shè)備一批次物料量為基準(zhǔn)（間歇生產(chǎn)） 7、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，進行物料衡算 8、物料計算結(jié)果表示(常用物料平衡圖或物料平衡表表示),物料平衡示意圖,物料平衡表,原料消耗綜合表,排出物料綜合表,三、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)內(nèi)容,1生產(chǎn)規(guī)模(t/a) 2生產(chǎn)方法 3生產(chǎn)天數(shù)(d/a) 4產(chǎn)品日產(chǎn)量(t/

24、d) 5產(chǎn)品年產(chǎn)量(t/a) 6副產(chǎn)品年產(chǎn)量(t/a) 7產(chǎn)品質(zhì)量 8總回收率(%),三、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)內(nèi)容,9原材料單耗 (1)主原料(t/t產(chǎn)品) (2)輔料(t/t產(chǎn)品) (3)水(t/t產(chǎn)品) (4)電(kWh/t產(chǎn)品) (5)蒸汽(t/t產(chǎn)品) (6)冷量(kJ/t產(chǎn)品),10總投資(萬元) (1)設(shè)備價值 (2)材料費 (3)運雜費 (4)建筑工程費 (5)工資 (6)其他,三、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)內(nèi)容,11勞動生產(chǎn)率 (1)生產(chǎn)人員 (2)商品產(chǎn)值(萬元) (3)全員勞動生產(chǎn)率（萬元/(人a) (4)工人實物勞動生產(chǎn)率(t/(a人) 12單位成本(元/t),13利潤 (1)單位產(chǎn)品

25、利潤(元/t) (2)總利潤(萬元/a) 14、投資回收年限(a) 15、全廠設(shè)備總重量(t) 16、全廠主要管件、管材總重(t) 17、鋼鐵、水泥、木材單耗,第四節(jié) 設(shè)備設(shè)計與選型,物料衡算是設(shè)備選型的根據(jù)，而設(shè)備選型則要符合工藝的要求。設(shè)備選型是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵和體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標(biāo)準(zhǔn)，又是工藝布置的基礎(chǔ)，并且為動力配電，水、汽用量計算提供依據(jù)。 設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)每一個品種單位時間（小時或分）產(chǎn)量的物料平衡情況和設(shè)備生產(chǎn)能力采確定所需設(shè)備的臺數(shù)。對生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，除按實際生產(chǎn)能力所需的臺數(shù)配備外，還應(yīng)考慮有備用設(shè)備。后道工序設(shè)備的生產(chǎn)能力要略大于前道工序，以防物料積壓。,食品工廠生產(chǎn)設(shè)備大體

26、可分四個類型：計量和貯存設(shè)備；通用機械設(shè)備；定型專用設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)設(shè)備。在選擇設(shè)備時，要按照下列原則進行： 1、滿足工藝要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 2、一般大型食品工廠應(yīng)選用較先進的，機械化程度高的設(shè)備；中型廠則看具體條件，一些主要產(chǎn)品可選用機械化、連續(xù)化程度較高的設(shè)備；小型廠則選用較簡單的設(shè)備。 3、所選設(shè)備能充分利用原料，能耗少，效率高，體積小，維修方便，勞動強度低，并能一機多用。 4、所選設(shè)備應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，易清洗裝拆，與食品接觸的材料要不易腐蝕，不致對食品造成污染。 5、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，材料性能可適應(yīng)各種工作條件（如溫度、濕度、壓力、酸堿度等）。 6、在溫度、壓力，真空度，濃度，

27、時間、速度、流量、液位，計數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，并盡量采用自動控制方式。,一、設(shè)備選型及設(shè)備設(shè)計的原則,食品工廠所用設(shè)備的生產(chǎn)能力，有些一看銘牌就可知道，但有些設(shè)備的生產(chǎn)能力隨物料、產(chǎn)品品種、生產(chǎn)工藝條件等而改變，例如流槽、輸送帶、殺菌鍋等等。,二、設(shè)備生產(chǎn)能力的計算,三、食品工廠主要設(shè)備的選擇,食品工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品種類多，使用的設(shè)備各式各樣。設(shè)備生產(chǎn)廠家普及國內(nèi)外，其型號、規(guī)格不一，設(shè)計者應(yīng)正確選擇設(shè)備，滿足工藝要求，確保食品廠產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 下面主要是罐頭廠來介紹。 1、輸送設(shè)備 2、清洗和原料預(yù)處理設(shè)備 3、熱處理設(shè)備 4、封管設(shè)備 5、成品包裝機械設(shè)備 6、空罐設(shè)備,1、輸

28、送設(shè)備 罐頭廠主要輸送設(shè)備一般分為固體輸送設(shè)備和液體輸送設(shè)備兩大類。 （1）固體輸送設(shè)備 固體輸送設(shè)備由于其用途和功能不同，又可分為帶式輸送機、斗式輸送機和螺旋輸送機等。 帶式輸送機 帶式輸送機是食品廠中應(yīng)用最廣的一種連續(xù)輸送機械，它常用于塊狀，顆粒狀等物料及整件物料進行水平方向或傾斜方向運送。同時，還可用作揀選工作臺、清洗和預(yù)處理操作臺等。在罐頭廠，該機械常用在原料預(yù)處理、揀選，裝填各工段以及成品包裝倉庫等處。 斗式升送機 在食品廠連續(xù)化生產(chǎn)中，該機械用于需要在不同高度來裝運物料，使物料由一臺機械運送到另一臺機械上，或由地面運送到樓上等。 螺旋輸送機 適用于需要密閉運輸?shù)奈锪?，如粒狀和顆粒狀

29、物料。,（2）液體輸送設(shè)備 流送槽 流送槽是屬于水力輸送物料的裝置，用于把原料從堆放場送到清洗機或預(yù)煮機中，適用于蕃茄、蘑菇、菠蘿和其他塊莖類原料的輸送。 真空吸料裝置 這是一種簡易的流體輸送方法。只要廠內(nèi)有真空系統(tǒng)，除了可以對流體進行短距離輸送及提升一定的高度之外，如果原有輸送裝置是密閉的，還可以直接利用這些設(shè)備進行真空吸料，不需增添其他設(shè)備。對于果醬，蕃茄醬等或帶有固體塊料的物料（如桔囊等），尤為適宜。它的缺點是輸送距離或提升高度不大，效率低。,（）泵 離心奶泵 在食品廠用于液體的輸送，在乳品廠應(yīng)用尤為廣泛，其工作原理和用途，與一般離心泵相同，其不同之處是凡與液體接觸部分，均由不銹鋼制造，

30、確保食品衛(wèi)生，故又稱衛(wèi)生泵。 螺桿泵 是一種回轉(zhuǎn)容積式泵，是利用一根或數(shù)根螺桿的相互嚙合使空間容積發(fā)生變化來輸送液體。目前，食品廠中大多是單螺桿臥式泵，用于高粘稠液體及帶有固體物料的醬體的輸送。如在蕃茄醬連續(xù)生產(chǎn)流水線上常采用此泵。 齒輪泵 亦屬于回轉(zhuǎn)容積式泵，在食品廠中主要用來輸送粘稠液體，如油類、糖漿等。,2、清洗和原料預(yù)處理設(shè)備,常用的清洗設(shè)備有鼓風(fēng)式清洗機、空罐清洗機，全自動洗瓶機、實罐清洗機等。 鼓風(fēng)式清洗機，是利用空氣進行攪拌，既可加速污物從原料上洗去，又可使原料在強烈翻動時其完整性不被破壞，因而最適合于果蔬原料的清洗； 全自動洗瓶機，可用于果汁，汽水，牛奶，啤酒等玻璃瓶的清洗，對

31、新瓶和回收瓶均可使用。 常用的原料預(yù)處理設(shè)備有分級機（又分滾筒式分級機、擺動篩、三輥筒式分級機、花生米色選機等）、切片機（蘑菇定向切片機、菠蘿切片機，青刀豆切端機等）、絞肉機、打漿機，榨汁機，果蔬去皮機，分離機（桔油分離、奶油分離機等），斬拌機、真空攪拌機等。,3、熱處理設(shè)備,食品工廠熱處理設(shè)備主要用于原料脫水、抑制或殺滅微生物、排除食品組織中的空氣、破壞酶活力、保持產(chǎn)品的顏色和方便其他工序的操作等。它包括預(yù)煮、預(yù)熱、蒸發(fā)濃縮、干燥、排氣和殺菌等設(shè)備。 常用的熱處理設(shè)備有列管式熱交換器、板式熱交換器、輥筒式殺菌器、夾層鍋、連續(xù)預(yù)煮機（分鏈帶式和螺旋式），真空濃縮設(shè)備（按加熱器結(jié)構(gòu)分，有：盤管式

32、、中央循環(huán)式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、外加熱式等等）、排氣設(shè)備、殺菌設(shè)備（立式、臥式、常壓連續(xù)式、回轉(zhuǎn)式等等）等。,3、熱處理設(shè)備,（1）熱交換設(shè)備 列管式熱交換器 廣泛應(yīng)用在蕃茄汁果汁乳品等液體食品的生產(chǎn)過程中，大多用作高溫短時或超高溫短時殺菌和殺菌后的及時冷卻； 板式熱交換器 用于牛奶高溫短時或超高溫殺菌，也可作為食品液料的加熱殺菌和冷卻； 輥筒式殺菌器 一般作鮮奶及稀奶油的消毒，適于中小型乳品廠； 夾層鍋 用于物料的熱燙預(yù)煮，調(diào)味液配制及熬煮一些濃縮產(chǎn)品； 連續(xù)預(yù)煮機 廣泛用于蘑菇青刀豆青豆蠶豆等各種原料的預(yù)煮。,3、熱處理設(shè)備,（2）真空濃縮設(shè)備 結(jié)垢性（強制循環(huán)型或升膜式蒸發(fā)式

33、濃縮設(shè)備） 結(jié)晶性（夾套式濃縮設(shè)備或強制循環(huán)型） 粘滯性 （強制循環(huán)式、刮板式或降膜式濃縮設(shè)備） 熱敏性（各種膜式或真空度較高的濃縮設(shè)備） 發(fā)泡性 （強制循環(huán)型和長管薄膜濃縮設(shè)備）,3、熱處理設(shè)備,(3) 殺菌設(shè)備 罐頭廠的殺菌設(shè)備種類很多，按其殺菌溫度不同，可分為常壓殺菌和加壓殺菌。按其操作方法分，有間歇殺菌和連續(xù)殺菌。 罐頭廠常用的間歇式殺菌設(shè)備有：立式殺菌器、臥式殺菌器。臥式殺菌器中又有靜止式和回轉(zhuǎn)式兩種。連續(xù)式殺菌設(shè)備有常壓連續(xù)殺菌器、靜水壓連續(xù)殺菌器、水封式連續(xù)高壓殺菌器、火焰殺菌器，真空殺菌器以及微波殺菌器等。,4、封罐設(shè)備,由于罐頭的品種繁多，容器形狀和罐形亦多種多樣，加之容器的

34、材料不同，所以，封罐機的型號兵亦多種多樣，一般來說，鍍錫薄鋼板容器的封罐機有手扳式封罐機、半自動封罐機和自動封罐機。 自動封罐機 又有單機頭自動真空封罐機和多機頭自動封罐機。 玻璃瓶封口機 亦分手扳式封罐機、半自動封罐機和自動封罐機，封罐機的生產(chǎn)能力是按每分鐘封多少罐計，而不是按班產(chǎn)量計。螺口瓶用四旋蓋擰蓋機封罐。,5、成品包裝機械設(shè)備 常用的成品包裝機械包括貼標(biāo)機、裝箱機、封箱機、捆扎機等。,6、空罐設(shè)備 罐身生產(chǎn)設(shè)備有：焊錫罐設(shè)備（單機和自動焊錫機）、電阻焊設(shè)備。 常用的空罐罐蓋設(shè)備有：波形切板機，沖床、圓蓋機、灌膠機、烘膠機及球磨機等。,第五節(jié) 水、汽用量估算,一、水、汽的應(yīng)用范圍 水和

35、蒸汽是食品廠管道輸送的兩種最主要也是最基本的輔助工藝流程介質(zhì)。為了給管路設(shè)計奠定必需的理論基礎(chǔ)，就必須對生產(chǎn)的用水和用汽做以總體的估計。 用水主要有：原料預(yù)處理、半成品漂洗、濃縮鍋蒸汽的冷凝，殺菌后產(chǎn)品的冷卻，包裝容器的洗滌消毒，車間清潔衛(wèi)生和產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中本身所需的水等。 主要用汽部分有：熱燙、配燙、濃縮、干燥、殺菌、保溫、設(shè)備和管道的消毒，車間清潔衛(wèi)生用汽等。,二、用水用汽估算,（一）技術(shù)經(jīng)濟定額指標(biāo)法 1.平均每噸成品的耗水量 2.一些設(shè)備用水用汽量 3.按生產(chǎn)規(guī)模來擬定用水用汽量 (二)用計算法來估計用水用汽量 1.耗水估計 2.耗汽量的計算,部分乳制品平均每噸成品耗汽量表,注：（1

36、）以上指生產(chǎn)用水，不包括生活用水。 （2）北方氣候寒冷，應(yīng)取較大值。,部分罐頭食品和乳制品的給水能力表,注：（）以上單位指生產(chǎn)用水，不包括生活用水。 （）南方地區(qū)氣溫高，冷卻水量較大，應(yīng)取較大值。,部分乳制品按生產(chǎn)規(guī)模供汽能力表,注：（）指生產(chǎn)用汽，不包括采暖和生活用汽。 （）北方寒冷，宜選用較大值。,(二)用計算法來估計用水用汽量,車間生產(chǎn)用水的設(shè)備和環(huán)節(jié)可能很多，但概括起來不外乎為： 1、食品中添加用水 2、原料及包裝容器洗滌用水 3、物料冷卻用水、冷凝用水 4、車間地坪沖洗用水等幾種。,(二)用計算法來估計用水用汽量,1、耗水估計 （1）產(chǎn)品添加用水量 W1=G.Z(噸) G班產(chǎn)量，噸成

37、品。 Z每噸成品在加工過程中所需添加的水量，噸/噸成品。 （2）物料清洗或容器洗滌用水量 W2=d2.V.t.c/4 （噸） d進水管直徑，mm V進水管流速，m/s t清洗時間，h c水的容重，噸/m3,(二)用計算法來估計用水用汽量,(3)冷卻產(chǎn)品用水量 W3=G.C(t1-t2)/(t4-t3).1000 G需要冷卻產(chǎn)品的重量，Kg C需要冷卻產(chǎn)品的比熱，Kcal/Kg.C t1冷卻前產(chǎn)品的初溫， t2冷卻后產(chǎn)品的終溫， t3冷卻水的初溫， t4冷卻水的終溫，,(二)用計算法來估計用水用汽量,（4）冷卻二次蒸汽用水量 W4=D.(i-i0)/C.(T2-T1)(噸) D二次蒸汽量，Kg/

38、h i二次蒸汽熱焓，J/Kg i0二次蒸汽冷凝液熱焓，J/Kg. C冷卻水比熱，J/Kg.K. T2冷卻水出口溫度，K. T1冷卻水進口溫度，K.,(二)用計算法來估計用水用汽量,（5）沖洗地坪用水量 根據(jù)實測數(shù)據(jù)，1噸水可沖地坪40m2左右，若食品加工廠生產(chǎn)車間每小時4小時洗一次，即每班至少沖洗兩次，則有： W5=S.2/40（噸） S生產(chǎn)車間的面積，m2。 根據(jù)生產(chǎn)車間的工藝要求，可計算出每班生產(chǎn)過程的耗水量。,用供水衡算實例 以5000t/年啤酒為計算基準(zhǔn)，混合原料量為1421kg(單位批次投料量)。 （）糖化耗水量計算：100kg混合原料大約需用水量400kg。 糖化用水量142140

39、0/1005684（kg） 糖化用水時間設(shè)為0.5，故： 每小時最大用水量5684/0.511370（kgh）,（）洗槽用水：100kg原料約用水450kg，則需用水量： 1421450/1006394.5（kg） 用水時間為1.5，則每小時： 洗槽最大用水量 6394.5/1.54263（kgh） （）糖化鍋洗刷用水：有效體積為20的糖化鍋及其設(shè)備洗刷用水每糖化一次，用水約6，用水時間為2，故： 洗刷最大用水量6/23（/）,（）沉淀槽冷卻用水： 式中 熱麥汁放出熱量（） 熱麥汁相對密度麥汁1.043 熱麥汁量85251.043=8892（kgh） 熱麥汁比熱容4.1kJ（kgK） 熱麥汁溫

40、度10055 冷卻水溫度1845 冷卻水比熱容4.18kJ（kgK） 88924.1（100-55）1640574（kJh）,（）沉淀槽洗刷用水：每次洗刷用水3.5t，沖洗時間設(shè)為0.5，則每小時最大用水量=3.6/0.5=7（th） （）麥汁冷卻器冷卻用水： 麥汁冷卻時間設(shè)為1，麥汁冷卻溫度為556 分兩段冷卻，第一段：麥汁溫度5525 冷水溫度1830 冷卻水用量：,麥汁放出熱量：,式中麥汁量GP8892kg 麥汁比熱容cP4.1kJ（kgK） 麥汁溫度t155t2 水的比熱容c4.18kJ（kgK） 冷卻水溫度t118t230 麥汁冷卻時間1h,（）麥汁冷卻器沖刷用水：設(shè)沖刷一次，用水4

41、t，用水時間為0.5h，則： 最大用水量為：4/0.58（t/h） （）酵母洗滌用水（無菌水）： 每天酵母泥最大產(chǎn)量約300L，酵母貯存期每天換水一次，新收酵母洗滌4次，每次用水量為酵母的2倍，則連續(xù)生產(chǎn)每天用水量：（41）30023000（L） 設(shè)用水時間為1，故最大用水量為3（t/h） （）發(fā)酵罐洗刷用水：每天沖刷體積為10的發(fā)酵罐2個，每個用水2t，沖刷地面共用水2t，每天用水量2226（t）。 用水時間設(shè)為1.5，最大用水量6/1.54（t/h）,（10）貯酒罐沖刷用水： 每天沖刷體積為10的貯酒罐一個，用水為2t，管路及地面沖刷用水1t，沖刷時間為1h，最大用水量為213（t/h）。

42、 （11）清酒罐沖刷：每天使用體積為2.5的清酒罐4個，沖洗一次，共用水，沖刷時間為40min，則最大用水量：460406（th） （12）過濾機用水：過濾機2臺，每臺沖刷一次，用水3t（包括頂酒用水），使用時間為1.5，則最大用水量231.54（t/h）,（13）洗棉機用水： 洗棉機放水量： 洗棉機體積濾餅體積（濾餅片） 5.3/4（0.525）20.0540 5.30.433 4.867（m）4.867（t） 洗棉過程中換水量： 取換水量為放水量的倍： 334.86714.6（）,洗棉機洗刷用水： 每次洗刷用水1.5（） 洗棉機每日用水量： 淡季洗棉機開一班，旺季開兩班，則用水量： 2（）

43、 2（4.86714.61.5） 41.93（） 在洗棉過程中，以換水洗滌時的耗水量最大，設(shè)換水時間為2，則每小時最大用水量為：14.6/27.3（t/h）,（14）鮮啤酒桶洗刷用水：旺季每天最大產(chǎn)啤酒量22.5t（三鍋量），其中鮮啤酒占50%（設(shè)桶裝占70%），則桶裝啤酒量為： 22.550%70%=7.875（）7875（） 鮮啤酒桶體積為50/桶： 所需桶數(shù)7875/20393.8（桶/d） 沖桶水量為桶體積1.5倍： 每日用水量393.80.021.511.81（t） 沖桶器每次同時沖洗2桶，沖洗時間為1.5min，故： 每小時用水量0.021.52601.52.4（th）,（15）洗

44、瓶機用水：按設(shè)備規(guī)范表，洗瓶機最大生產(chǎn)能力為3000瓶h（最高線速），沖洗每個瓶約需水1.5L，則： 用水量=30001.54500（Lh） 以每班生產(chǎn)7計，總耗水量4500731500(L） （16）裝酒機用水：每沖洗一次，用水2.5，每班沖洗一次，每次0.5，最大用水量2.50.55（th） （17）殺菌機用水：殺菌機每個瓶耗水量以計算，則： 用水量300013000(Lh） 3000721000（L班） （18）其他用水：包括沖洗地面、管道沖刷、洗濾布，每班需用水10，設(shè)用水時間為2，則每小時用水暈1025（t/h）,把上述計算結(jié)果整理成供水衡算表,5000年啤酒廠啤酒車間供水衡算表,根

45、據(jù)食品生產(chǎn)工藝、設(shè)備或規(guī)模不同，生產(chǎn)過程用汽量也隨之改變，有時差異很大。即便是同一規(guī)模、工藝也相同的食品廠，單位成品耗汽量往往也大不相同。所以在工藝流程設(shè)計時，必須妥善安排，合理用汽。用汽量計算的方法有兩種：即按“單位產(chǎn)品耗汽量定額”來估算和計算的方法。,(二)用計算法來估計用水用汽量,1.按“單位產(chǎn)品耗汽量定額”估算 用“單位產(chǎn)品耗汽量定額”來估算生產(chǎn)車間的用汽量，其方法簡便，但目前在我國尚缺乏具體和確切的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。一個食品工廠往往同時要生產(chǎn)幾種產(chǎn)品，而各產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中缺乏對汽耗量的計量，一般是按當(dāng)月所耗汽之總量分?jǐn)偟礁鳟a(chǎn)品中去。各廠的攤派方式不同，其定額指標(biāo)亦不相同，另外，單位產(chǎn)品的

46、耗汽額還因地區(qū)不同、原料品種的差異以及設(shè)備條件、生產(chǎn)能力大小、管理水平等工廠實際情況的不同而有較大幅度的變化。所以，用“單位產(chǎn)品耗汽量定額”來計算就只能看作是粗略的估算。 對于規(guī)模小的食品工廠，在進行用汽量計算時可采用“單位產(chǎn)品耗汽量定額”估算法，可分為三個步驟，即按單位噸產(chǎn)品耗汽量來估算、按主要設(shè)備的用汽量來估算和按食品工廠規(guī)模來擬定給汽能力。,（1）按單位噸產(chǎn)品耗汽量來估算 （2）按主要設(shè)備的用汽量來估算 （3）按食品工廠規(guī)模來擬定給汽能力,部分乳制品按生產(chǎn)規(guī)模供汽能力表,注：（）指生產(chǎn)用汽，不包括采暖和生活用汽。 （）北方寒冷，宜選用較大值。,(二)用計算法來估計用汽量,2、耗汽量計算

47、食品工廠中主要耗用飽和水蒸汽，消耗的熱量等于加熱產(chǎn)品和設(shè)備所消耗的熱量、生產(chǎn)過程的熱效應(yīng)、損失到周圍介質(zhì)中的熱量之和。 Q入Q出Q損 Q入輸入的熱量總和，（kJ）； Q出輸出的熱量總和，（kJ）； Q損損失的熱量總和，（kJ）。,通常 Q入Q1Q2Q3 Q出Q4Q5Q6Q7 Q損Q8 式中 Q物料帶入的熱量，（kJ）； Q2由加熱劑(冷卻劑)傳給設(shè)備和所處理的物料的熱量，（kJ）； Q3過程的熱效應(yīng)，包括生物反應(yīng)熱、攪拌熱等，（kJ）； Q4物料帶出的熱量，（kJ）； Q5加熱設(shè)備需要的熱量；（kJ）； Q6加熱物料需要的熱量，（kJ）； Q7氣體或蒸汽帶出的熱量，（kJ）。 值得注意的是，對

48、具體的單元設(shè)備，上述的Q1Q8各項熱量不一定都存在，故進行熱量計算時，必須根據(jù)具體情況進行具體分析。,（3）收集數(shù)據(jù) 為了使熱量計算順利進行，計算結(jié)果無誤和節(jié)約時間，首先要收集數(shù)據(jù)，如物料量、工藝條件以及必需的物性數(shù)據(jù)等。這些有用的數(shù)據(jù)可以從專門手冊中查閱，或取自工廠實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，或根據(jù)試驗研究結(jié)果選定。 （4）確定合適的計算基準(zhǔn) 在熱量計算中，取不同的基準(zhǔn)溫度，按照熱量計算式所得的結(jié)果就不同。所以必須選準(zhǔn)一個溫度基準(zhǔn)，且每一物料的進出口基準(zhǔn)溫度必須一致。通常，取0為基準(zhǔn)溫度可簡化計算。此外，為使計算方便、準(zhǔn)確，可靈活選取適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)，如按100kg原料或成品、每小時或每批次處理量等做基準(zhǔn)進行計

49、算。,（5）進行具體的熱量計算 a、物料帶入的熱量Q1和帶出熱量Q4可按下式計算，即： Qm1c1t 式中 m1物料質(zhì)量，kg； c1 物料比熱容kJ/（kgK）； t 物料進入或離開設(shè)備的溫度，。,b、過程熱效應(yīng)Q3過程的熱效應(yīng)主要有合成熱QB、攪拌熱QS和狀態(tài)熱（例如汽化熱、溶解熱、結(jié)晶熱等）： Q3QBQS 式中 QB發(fā)酵熱（呼吸熱）（kJ），視不同條件、環(huán)境進行計算； QS攪拌熱 QS3600P（kJ）。 其中 P為攪拌功率，(kW)；為攪拌過程功熱轉(zhuǎn)化率，通常92%,c、加熱設(shè)備耗熱量Q5： 為了簡化計算，忽略設(shè)備不同部分的溫度差異，則： Q5m2c2（t2 t1） 式中 m2設(shè)備總

50、質(zhì)量，kg； c2設(shè)備材料比熱容，kJ（kgK）； t2、t1設(shè)備加熱前后的平均溫度，。,d、氣體或蒸汽帶出熱量Q7： Q7m3(c3t r) 式中m3離開設(shè)備的氣體物料（如空氣、 CO2等）量，kg； c3液態(tài)物料由0升溫至蒸發(fā)溫度的平均比熱容，kJ/（kgK）； t 氣態(tài)物料溫度，； r 蒸發(fā)潛熱，kJ/kg。,e、設(shè)備向環(huán)境散熱Q8： 為了簡化計算，假定設(shè)備壁面的溫度是相同的，則： Q8AT（ tW - ta） 式中 A設(shè)備總表面，m； T壁面對空氣的聯(lián)合熱導(dǎo)率，W/（m）； tW壁面溫度，； ta環(huán)境空氣溫度，； 操作過程時間，s。 T的計算： 空氣作自然對流，T 80.05 tW 強

51、制對流時，T 5.33.6（空氣流速5ms）或又T 6.7 0.78（5m/s）,f、加熱物料需要的熱量Q6 Q6m1c（t2t1） 式中 m1物料質(zhì)量，kg； c物料比熱容，kJ/（kgK）； t2，t1物料加熱前后的溫度，。 g、加熱（或冷卻）介質(zhì)傳入（或帶出）的熱量Q2對于熱量計算的設(shè)計任務(wù)，Q2是待求量，也稱為有效熱負荷。若計算出的Q2，為正值，則過程帶加熱；若Q2為負值，則過程需從操作系統(tǒng)移出熱量，即需冷卻。 最后，根據(jù)Q2來確定加熱（或冷卻）介質(zhì)及其用量。,在進行熱量衡算時值得注意的幾個問題： (1) 確定熱量計算系統(tǒng)所涉及所有熱量或可能轉(zhuǎn)化成熱量的其他能量，不要遺漏。但對計算影響

52、很小的項目可以忽略不計，以簡化計算。 (2) 確定物料衡算的基準(zhǔn)、熱量衡算的基準(zhǔn)溫度和其他能量基準(zhǔn)。有相變時，必須確定相態(tài)基準(zhǔn)，不要忽略相變熱。 (3) 正確選擇與計算熱力學(xué)數(shù)據(jù)。 (4) 在有相關(guān)條件約束，物料量和能量參數(shù)（如溫度）有直接影響時，宜將物料衡算和熱量衡算聯(lián)合進行，才能獲得準(zhǔn)確結(jié)果。,第六節(jié) 勞動力計算 勞動力計算主要用于工廠定員編制、生活設(shè)施的面積計算及用水用汽量計算，同時對工廠設(shè)備的合理使用、人員配備，以及對產(chǎn)品產(chǎn)量、定額指標(biāo)的制訂都有密切關(guān)系。 勞動力的計算主要是根據(jù)生產(chǎn)單位重量的品種所需要的勞動工日來計算，一般是按車間來計算，對于生產(chǎn)車間來說： 每班所需工人數(shù)（人/班）=

53、勞動生產(chǎn)率（人工/t產(chǎn)品）班產(chǎn)量 車間工人總數(shù)=各班或各工段工人總數(shù)之和,勞動力計算的方法,1）對于自動化程度較低的生產(chǎn)工序，根據(jù)生產(chǎn)單位重量品種所需勞動工日來計算，若用P1表示每班所需人數(shù)，則： P1(人/班)=勞動生產(chǎn)率(人/產(chǎn)品) 班產(chǎn)量(產(chǎn)品/班) 2）對于自動化程度較高的工序，根據(jù)每臺設(shè)備所需的勞動工日來計算，若用P2表示每班所需工人數(shù)，則： P2（人/班）=KiMi（人/班） Mi 為i種設(shè)備每班所需人數(shù)；Ki為相關(guān)系數(shù)，其值1。 影響相關(guān)系數(shù)大小因素主要有同類設(shè)備數(shù)量、相鄰設(shè)備距離遠近及設(shè)備操作難度、強度及環(huán)境等。,勞動力計算的方法,3）生產(chǎn)車間的勞動力計算 P=3S（P1+P2

54、+P3） 3表示在旺季時實行3班制生產(chǎn)，S為修正系數(shù)，其值1。P3為輔助生產(chǎn)人員總數(shù)，如生產(chǎn)管理人員、材料采購及保管人員、運輸人員、檢驗人員等,計算勞動力時應(yīng)注意： 1）勞動生產(chǎn)率高低主要決定于原料新鮮度、成熟度、工人熟練程度及設(shè)備的機械化、自動化 2） 勞動定員應(yīng)合理，不能過多、過少 3） 全年勞動定員應(yīng)基本平衡，在生產(chǎn)旺季時可使用少量臨時工，但應(yīng)是技術(shù)性不強的。 4） 男女比應(yīng)是接近3：7 5） 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在食品廠的機械化、自動化程度越來越高，則生產(chǎn)力的計算就按新的勞動生產(chǎn)率及勞動生產(chǎn)定額指標(biāo)進行計算。,第七節(jié) 生產(chǎn)車間工藝布置圖,一、概念、任務(wù)及內(nèi)容 二、生產(chǎn)車間設(shè)備布置的原

55、則 三、設(shè)備線性布置的常見方式 四、生產(chǎn)車間工藝布置的步驟與方法 五、生產(chǎn)車間工藝設(shè)計對非工藝設(shè)計的要求 六、生產(chǎn)車間設(shè)備布置圖的繪制 七、生產(chǎn)設(shè)備布置圖舉例,一、概念、任務(wù)及內(nèi)容,（一）概念 生產(chǎn)車間工藝布置：就是對廠房內(nèi)設(shè)備排列和配置作出合理的安排，并以車間設(shè)備布置圖紙的形式表達出來。 （二）任務(wù) 完成廠房的輪廓外形及結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計和確定 設(shè)備在車間內(nèi)的排列和布置 1）平面布置圖 2）剖面布置圖,（1）平面布置圖：是一幢房屋的水平剖切視圖，即假想用一水平面，經(jīng)過門窗洞口把房屋切開，移去上面部分，向下觀看所得到的水平投影。 在平面圖中，必須表示清楚各設(shè)備的安裝位置，下水道、門窗、各工序及各車

56、間生活設(shè)施的位置，進出口及防蠅、防蟲措施等。,（2）剖面布置圖：又叫立剖面圖是假設(shè)用一個平面把房屋在門窗洞口處垂直方向切開，移去一邊，向另一邊觀看所得到的投影圖。 根據(jù)需要選取適當(dāng)?shù)奈恢眉傧肫是?，是表示廠房內(nèi)樓層數(shù)、層高度、設(shè)備的空間布置，即其所在的立面位置。 主要用于表達平面布置圖未能反映清楚的設(shè)備及建筑物在立面之間的關(guān)系，以及畫出設(shè)備高度，門窗高度等在平面圖中無法反映的尺寸。,（三）車間平面布置圖的內(nèi)容,1、廠房建筑平面圖注有廠房邊墻輪廓線、門窗位置、樓梯位置、柱網(wǎng)間距和編號以及各層相對標(biāo)高。 2、設(shè)備外形尺寸俯視圖和設(shè)備編號。 3、設(shè)備定位尺寸和尺寸線：設(shè)備離墻縱橫間距，定出設(shè)備中心位置

57、，一般以建筑物中心作為定位基準(zhǔn)線。 4、操作平臺示意圖，主要尺寸和臺面相對標(biāo)高。 5、吊車及吊梁的平面位置。 6、地坑、地溝位置、尺寸及地坑、地溝相對標(biāo)高。 7、吊裝孔、預(yù)留孔的位置和尺寸。 8、輔助室、生活室的位置、尺寸及室內(nèi)設(shè)備器具等示意圖和尺寸。,二、生產(chǎn)車間設(shè)備布置的原則,1、要有總體設(shè)計的全局觀點。 首先滿足生產(chǎn)的要求，同時，還必須從本車間在總平面圖上的位置，與其他車間或部門間的關(guān)系，以及發(fā)展前景等方面，滿足總體設(shè)計的要求。 2、設(shè)備布置要盡量按工藝流水線安排 設(shè)備布置要盡量按工藝流水線安排，但有些特殊設(shè)備可按相同類型作適當(dāng)集中，務(wù)必使生產(chǎn)過程占地最少，生產(chǎn)周期最短、操作最方便。 3

58、、應(yīng)考慮到進行多品種生產(chǎn)的可能 在進行生產(chǎn)車間設(shè)備布置時，應(yīng)考慮到進行多品種生產(chǎn)的可能，以便靈活調(diào)動設(shè)備，并留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，以便更換設(shè)備。,二、生產(chǎn)車間工藝布置的原則,4、生產(chǎn)車間與其它車間的各工序要相互配合 為保證各物料運輸通暢，避免重復(fù)往返，生產(chǎn)車間與其它車間的各工序要相互配合。必須注意：要盡可能利用生產(chǎn)車間的空間進行運輸；合理安排生產(chǎn)車間各種廢料排出；人員進出口要和物料進出口分開。 5、必須考慮生產(chǎn)衛(wèi)生和勞動保護 如衛(wèi)生消毒、防蠅防蟲、車間排水、電器防潮及安全防火等措施。 6、應(yīng)注意車間的采光、通風(fēng)、采暖、降溫等設(shè)施。 7、可以設(shè)在室外的設(shè)備，盡可能設(shè)在室外，上面可加蓋簡易棚。,三、設(shè)備線性布置的常見方式,（一）單層建筑物內(nèi)設(shè)備按水平直線式進行布置 原料 成品 原料1 成品1 原料2 成品2 （二）單層建筑物內(nèi)設(shè)備按水平U型進行布置 原料 成品,三、設(shè)備線性布置的常見方式,（三）單層