1、要求：要求：1、掌握生產車間水、電、汽、冷用量的估算方法、掌握生產車間水、電、汽、冷用量的估算方法2、掌握生產車間平面布置的方法，能夠繪制工藝流程、掌握生產車間平面布置的方法，能夠繪制工藝流程圖及生產車間平面圖圖及生產車間平面圖 ；3、熟悉物料衡算的方法，對生產車間所需設備能選型、熟悉物料衡算的方法，對生產車間所需設備能選型配套，會估算車間所需勞動力；配套，會估算車間所需勞動力；4、了解管道設計、計算、了解管道設計、計算(j sun)及設備安裝常識，能及設備安裝常識，能制訂產品方案、確定班產量，確定工藝流程。制訂產品方案、確定班產量，確定工藝流程。第1頁/共84頁第一頁，共84頁。 工藝設計主

2、要是圍繞生產車間展開，如：罐頭廠：生產車間一般有實罐車間、空罐車間和綜合利用(znghlyng)車間，其中以實罐車間為重點奶粉廠：鮮奶車間、奶粉車間等，其中奶粉車間和鮮奶車間是重點。飲料廠：果汁車間、灌裝車間肉制品加工廠：香腸車間、西式火腿車間等其余車間和輔助部門均圍繞生產車間進行設計。總體設計和車間設計均是由工藝設計和非工藝設計組成。工藝設計為其他非工藝設計所需基礎資料提供依據，主要內容包含八個方面。第2頁/共84頁第二頁，共84頁。1.產品方案、產品規格及班產量確定2.主要產品及綜合利用產品的工藝流程的確定和操作說明3.物料衡算4.生產車間設備的生產能力的計算、選型及配套5.勞動力計算、平

3、衡及勞動的組織6.生產車間平面布置7.生產車間水、電、汽、冷用量的估算( sun)8.生產車間管道設計、計算及設備安裝9. 除此之外，還必須向非工藝設計和有關方面提出要求。第3頁/共84頁第三頁，共84頁。3.1.1 3.1.1 意義和要求：意義和要求：產品方案：食品工廠準備全年產品方案：食品工廠準備全年(qun nin)(qun nin)生產產品的種類生產產品的種類、數量、生產周期、生產班次的計劃安排。（如乳品廠、飲、數量、生產周期、生產班次的計劃安排。（如乳品廠、飲料廠、罐頭廠）料廠、罐頭廠） 生產綱領生產綱領根據設計任務書和調查研究的結果來確定，目的在于調整全根據設計任務書和調查研究的結

4、果來確定，目的在于調整全年年(qun nin)(qun nin)的生產，使產品隨著市場需求的變化而改變的生產，使產品隨著市場需求的變化而改變四個要求：四個要求： 滿足主要產品產量的要求；滿足主要產品產量的要求； 滿足原料綜合利用的要求；滿足原料綜合利用的要求； 滿足淡旺季節平衡生產的要求；滿足淡旺季節平衡生產的要求； 滿足市場供應提高經濟效益的要求滿足市場供應提高經濟效益的要求 3.1 產品(chnpn)方案及班產量的確定第4頁/共84頁第四頁，共84頁。五個平衡： 產品產量與原料供應量平衡； 生產季節性與勞動力需求平衡； 生產班次平衡； 設備生產能力(shn chn nn l)平衡； 水、電

5、、汽負荷平衡時間的安排：每月按25d計，全年生產日為300d，考慮到原料供應等因素，全年實際生產日不少于250d，每天生產班次為12班，季節性產品高峰期為3班。第5頁/共84頁第五頁，共84頁。3.1.2 3.1.2 班產量的確定：工藝設計中最主要的計算基準，班產量的大小直接影響到設備的配套、車間的布置(bzh)(bzh)和占地面積、公用設施和輔助設施的規格、大小以及勞動力的定員等。制約因素：原料的供應情況、市場銷售情況、配套設備的生產能力及運行情況、延長生產期的條件（冷庫及半成品加工措施）、產品品種的搭配、工廠的自動化程度。第6頁/共84頁第六頁，共84頁。年產量（即年生產能力） Q=Q1+

6、Q2-Q3-Q4Q : 新建食品廠某類食品年產量；Q1 :本地區(dq)該類食品消費量；Q2 :本地區(dq)該類食品年調出量；Q3 :本地區(dq)該類食品年調入量；Q4 :本地區(dq)該類食品原有廠家的年產量；對有淡、旺季的產品，按下式估算： Q=Q旺+Q淡+Q中第7頁/共84頁第七頁，共84頁。生產班制 一般為12班，根據市場需求、原料特性、及設備生產能力和運轉狀況，一般淡季一班，中季二班，旺季三班。對具備延長生產期條件的工廠，可延長生產周期，不必突擊加班。食品廠生產天數及日產量 不同食品生產天數和生產周期大不相同。有些具有(jyu)明顯的季節性，如冷飲、月餅、糖果、糕點和酒類等。面包

7、全年生產天數：t=t旺+t中+t淡=78+135+75=288d平均日產量的計算：q=q班nkn:生產班次，旺季n=3，中季n=2，淡季n=1k:設備不均勻系數， k=0.70.8第8頁/共84頁第八頁，共84頁。班產量(chnling)q班若只有旺季(wngj)、淡季，則：【例】 設計任務書規定食品(shpn)企業年產面包2000t，求班產量。解：第9頁/共84頁第九頁，共84頁。3.1.3 3.1.3 產品方案的制訂 一般用表格來表示食品廠的產品方案，其內容主要包括：產品名稱、年產量（Q Q）、班產量（ q q班）、1 11212月的生產安排。產量和生產情況用線條(xintio)(xint

8、io)或數字形式表示。舉例說明。 第10頁/共84頁第十頁，共84頁。第11頁/共84頁第十一頁，共84頁。第12頁/共84頁第十二頁，共84頁。第13頁/共84頁第十三頁，共84頁。第14頁/共84頁第十四頁，共84頁。從表中可以看出：按季節和原料特性不同安排生產方案(fng n)按地區、原料供應、消費需求不同設計生產方案(fng n) 南方、北方；當地原料供應情況、消費量多少按工廠規模不同設計生產量第15頁/共84頁第十五頁，共84頁。分析評價指標： 主要產品市場占有率的比較 主要產品年產值的比較 勞動生產率的比較（年產量/工人總數 ） 每旬生產所需勞動力最多和最少之差的比較 平均每人每年

9、產值的比較元/（人年） 生產季節性的比較 設備(shbi)使用平衡情況的比較 水、電、汽大耗量的比較 環境保護的比較 基建投資的比較 社會效益和經濟效益的比較3.1.4 產品(chnpn)方案的比較與分析第16頁/共84頁第十六頁，共84頁。從技術先進性、可行性和經濟的合理性方面比較，以保證方案合理，利于食品企業的發展和管理。應制訂出兩套以上的設計方案。將比較情況及結論寫成產品方案比較與分析表報上級批準，從中找出一個最佳方案作為(zuwi)后續設計的依據。如下表所示。第17頁/共84頁第十七頁，共84頁。 方案方案項目項目方案一方案一方案二方案二方案三方案三主要產品市場占有率主要產品市場占有率

10、每旬工人數每旬工人數/ /人人年勞動生產率年勞動生產率t/t/（人（人 年）年） 年產值年產值/ /元元平均每人產值平均每人產值 元元/ /（人（人 年）年） 每旬工人數差每旬工人數差/ /人人每旬產品數差每旬產品數差/t/t季節性季節性設備平衡設備平衡水、電、汽耗量水、電、汽耗量環境保護評價環境保護評價年經濟效益年經濟效益 結論結論產品方案比較(bjio)與分析表第18頁/共84頁第十八頁，共84頁。3.2 3.2 主要產品生產工藝流程(n y li chn)(n y li chn)的確定3.2.1 工藝流程選擇食品類型不同，生產工藝存在很大差異。同一類型食品廠，產品種類和工藝流程也各不相同

11、。良好的工藝流程可以保證產品的質量，提高設備利用率，降低生產成本，影響企業經濟效益。原則：（1）根據原料性質、產品規格要求和國家標準擬定，外銷產品嚴格按合同規定擬定。（2）注意(zh y)經濟效益，選投資少、能量低、成本低、收率高的生產工藝（3）注意(zh y)“三廢”處理效果，減少“三廢”處理量。第19頁/共84頁第十九頁，共84頁。（4）產品在市場上有較強的競爭能力，有利于原材料的綜合利用（5）對特產或傳統名優產品不得隨意更改生產工藝。（6）對科研成果，必須經過(jnggu)中試放大后，才能用于設計中；非定型產品，要待技術成熟后，方可用到設計中來；對新工藝的應用，需經過(jnggu)有關部

12、門鑒定，才能應用到設計中來；（7）結合實際條件，優先采用機械化、連續自動化作業線； （8）對需殺菌的食品最好采用連續殺菌或高溫瞬時殺菌，需濃縮的食品應采用真空濃縮，減少對產品色澤和風味的影響。（9）嚴格按照食品質量安全市場準入制度要求擬訂工藝流程。第20頁/共84頁第二十頁，共84頁。 工藝流程正確與否關系著產品質量、產品競爭力、工廠經濟效益、決定著食品廠的生存和長遠發展，是初步設計審批過程(guchng)中主要審查內容之一。3.2.2 繪制工藝流程圖分兩種：生產工藝流程方框圖、生產工藝設備流程圖前者對工藝流程的描繪直觀、醒目、易于理解，常作為報批材料上報。后者為生產車間的設備布置提供直觀的指

13、導。第21頁/共84頁第二十一頁，共84頁。生產工藝流程方框圖：內容包括工序名稱、完成該工序的工藝操作手段(手工或機械設備名稱)、物料流向、工藝條件等。在方框圖中，以箭頭表示(biosh)物料流動方向，其中粗實線箭頭表示(biosh)物料由原料到成品的主要流動方向，細實線箭頭表示(biosh)中間產物、廢料的流動方向。生產設備流程圖：相關設備的基本外形、設備名稱和編號、工序名稱、物料流向，設備間相對位置的距離及其高度。圖中粗實線箭頭表示(biosh)主要物料流動方向，細實線箭頭表示(biosh)余料、廢料流動方向。第22頁/共84頁第二十二頁，共84頁。不同(b tn)類型食品廠生產工藝流程示

14、例第23頁/共84頁第二十三頁，共84頁。生產(shngchn)工藝設備流程圖示例第24頁/共84頁第二十四頁，共84頁。第25頁/共84頁第二十五頁，共84頁。第26頁/共84頁第二十六頁，共84頁。生產(shngchn)工藝設備流程圖示例第27頁/共84頁第二十七頁，共84頁。第28頁/共84頁第二十八頁，共84頁。第29頁/共84頁第二十九頁，共84頁。第30頁/共84頁第三十頁，共84頁。第31頁/共84頁第三十一頁，共84頁。純凈水生產(shngchn)工藝設備流程圖第32頁/共84頁第三十二頁，共84頁。3.3 3.3 物料(w lio)(w lio)計算為確定各種主要物料的采購運

15、輸量和倉庫貯存量，并為計算生產過程中所需設備和勞動力定員及包裝材料等的需要量提供依據。基本資料：技術經濟定額指標(zhbio)，即各工廠在生產實踐中積累起來的經驗數據。原料用量+輔料用量=成品量+損耗量繪制出原料、輔料耗用表及物料平衡圖，為下一步設備計算、熱量計算、管路設計等提供依據和條件，還為勞動定員、生產班次、成本核算提供依據。第33頁/共84頁第三十三頁，共84頁。3.3.1 物料計算的一般方法改建廠按原廠技術經濟定額為計算依據，新建廠則參考相同類型、相近條件的工廠的有關技術經濟定額，再以新建廠的實際情況作修正。一般新建廠的工藝設計都是以“班產量”為基準(jzhn)，如：每班耗用原料量（

16、kg/班）=單位產品耗用原料量(kg/t) 班產量（t/班）每班耗用包裝容器量（只/班）=單位產品耗用包裝容器量(只或張/班) 班產量（t/班）(1+0.1%損耗)每班耗用各種輔助材料量（t或kg/班）=單位產品耗用各種輔助材料量(t或kg / t成品) 班產量（t/班）第34頁/共84頁第三十四頁，共84頁。此外(cwi)，也可用原料利用率作為計算基礎，通過以往的經驗和數據，算出原料消耗定額。目前，經濟技術定額多為各食品廠在各自生產條件下總結出的經驗數據，在選用計算時，可參考同類型工廠的有關經濟技術定額指標，確定本設計中的物料計算定額。在下是不同食品廠食品物料計算及原料利用率表，可供參考。第

17、35頁/共84頁第三十五頁，共84頁。第36頁/共84頁第三十六頁，共84頁。第37頁/共84頁第三十七頁，共84頁。第38頁/共84頁第三十八頁，共84頁。第39頁/共84頁第三十九頁，共84頁。第40頁/共84頁第四十頁，共84頁。第41頁/共84頁第四十一頁，共84頁。第42頁/共84頁第四十二頁，共84頁。第43頁/共84頁第四十三頁，共84頁。第44頁/共84頁第四十四頁，共84頁。繪制原理：任何一種物料的質量與經過加工處理后所得的成品及少量損耗之和在數值上是相等的。其具體內容包括：物料名稱及質量、成品質量、物料的流向、投料順序等到項。繪制時，物料主流向用實線箭頭表示，必要(byo)

18、時可用細實線表示物料支流向。3.3.2 3.3.2 物料(w lio)(w lio)平衡圖第45頁/共84頁第四十五頁，共84頁。第46頁/共84頁第四十六頁，共84頁。第47頁/共84頁第四十七頁，共84頁。第48頁/共84頁第四十八頁，共84頁。物料(w lio)平衡表如下表所示第49頁/共84頁第四十九頁，共84頁。3.4 設備(shbi)選型應符合工藝的要求。應根據每一個品種單位時間（小時或分）產量的物料平衡情況和設備生產能力來確定所需設備的臺數。共用設備、關鍵設備大體分為四個類型： 計量(jling)(jling)和儲存設備 定型專用設備 通用機械設備 非標準專業設備第50頁/共84

19、頁第五十頁，共84頁。3.4.1 原則：滿足工藝要求(yoqi)，保證產品的質量和產量 先進性。關鍵設備的質量性能、使用壽命、能量消耗、自動化水平應盡可能接近或達到國際先進水平或國內領先水平。適用性可靠性安全性經濟合理性符合食品衛生要求(yoqi)有合理的控制系統，并盡量采用自動控制方式/第51頁/共84頁第五十一頁，共84頁。3.4.2 計算公式3.4.2.1 傳輸(chun sh)設備（1）流槽（2 2）斗式提升機第52頁/共84頁第五十二頁，共84頁。（3 3）帶式輸送機水平式：傾斜(qngxi)(qngxi)式：傾斜角度01011151618192001.001.051.101.15傾

20、斜(qngxi)系數第53頁/共84頁第五十三頁，共84頁。3.4.2.2 殺菌(sh jn)設備（1）殺菌(sh jn)鍋每臺殺菌(sh jn)鍋內裝罐頭的數目k裝載系數，隨罐頭外形而異，常用罐型的k值取0.550.60；a殺菌(sh jn)籃的高度與罐頭高度之比值；d1 殺菌(sh jn)籃內徑；mm；d2 罐頭外徑，mm；z 殺菌(sh jn)鍋內殺菌(sh jn)籃數目第54頁/共84頁第五十四頁，共84頁。 每臺殺菌鍋操作(cozu)周期所需要 的時間：t1裝鍋時間，裝鍋時間，min；t2升溫時間，升溫時間，min;t3恒溫時間；恒溫時間；min；t4降溫時間，降溫時間，min；t5

21、出鍋時間，一般出鍋時間，一般(ybn)取取5min每臺殺菌鍋的生產能力每臺殺菌鍋的生產能力G（罐（罐/h）1h內殺菌內殺菌X罐所需的殺菌鍋數目罐所需的殺菌鍋數目N（臺）（臺）第55頁/共84頁第五十五頁，共84頁。制作殺菌工段操作表a. 先計算( j sun)裝完一鍋罐頭所需時間t(min): v為裝罐速度，罐/hb. 然后計算一個殺菌(sh jn)操作周期t和殺菌(sh jn)鍋所需的數目N，則可制訂殺菌(sh jn)工段的操作圖表。【例】設第一個殺菌(sh jn)鍋8：00開始裝鍋，則第二鍋是8：00+t后裝鍋，第三鍋是8:00+2t后裝鍋，直到N鍋。第一個鍋殺菌(sh jn)后出鍋完畢的

22、時間是8：00+t，第二個鍋完畢的時間是8：00+（t+t），第三個鍋是8：00+（t+2t），直到N鍋，這樣可以制訂出殺菌(sh jn)工段的操作表。已知N=6，t=26min，殺菌(sh jn)公式為（259025）/116 第56頁/共84頁第五十六頁，共84頁。（2）殺菌鍋反壓冷卻(lngqu)空氣壓縮機殺菌鍋內所需空氣量V2V1殺菌鍋內所需空氣量，m3V2鍋內反壓為p2時所需空氣量，m3p1大氣壓力，kPa_p2反壓冷卻(lngqu)時的絕對壓力，kPa第57頁/共84頁第五十七頁，共84頁。 每只殺菌鍋在反壓時所需儲氣桶容量(rngling)V（m3）V2殺菌鍋內，反壓為p2時所需

23、的空氣量，m3V3在儲氣桶壓力(yl)p3下，每立方米空氣所提供的常壓空氣量，m3/m3第58頁/共84頁第五十八頁，共84頁。空氣壓縮機每分鐘的空氣供應量空氣壓縮機每分鐘的空氣供應量V（m3/min）V2殺菌鍋內，反壓為殺菌鍋內，反壓為p2時所需的空氣時所需的空氣量，量，m3t冷卻過程所需要的時間冷卻過程所需要的時間(shjin)，minn殺菌鍋數目殺菌鍋數目第59頁/共84頁第五十九頁，共84頁。3.4.2.3 3.4.2.3 泵泵（1 1）離心泵）離心泵離心泵的功率離心泵的功率(gngl)P(gngl)P（kWkW）Pp Pp 電動機功率電動機功率(gngl)(gngl)，kWkWaa保

24、留系數（保留系數（a=0.10.2a=0.10.2）aa傳動效率（皮帶傳動效率（皮帶0.90.950.90.95，齒輪，齒輪0.920.980.920.98）第60頁/共84頁第六十頁，共84頁。離心泵的流量(liling)qv(m3/s)P 軸功率，kWH揚程，m；液體密度，kg/m3泵的總效率（0.40.6， = 1 23） 1 ：體積效率（實際流量(liling)Q/理論流量(liling)Q）2：水利效率（實際揚程H/理論揚程H）3：機械效率（考慮軸承密封裝置及摩擦等因素）第61頁/共84頁第六十一頁，共84頁。（2）螺桿泵）螺桿泵電動機功率電動機功率(gngl)的計算的計算液體密度，

25、kg/m3Qv料液流量(liling)，m3/hH壓頭，1mmH2O=9.8Pa；機機械傳動效率（0.70.8）流量流量(liling)Qv的的計算計算n螺桿轉速，r/minT螺桿螺距，cme偏心距，cmD螺桿直徑，cm 泵的體積效率（一般取0.70.8 ）第62頁/共84頁第六十二頁，共84頁。第63頁/共84頁第六十三頁，共84頁。3.4.2.4 其他設備（1）高壓(goy)均質設備 柱塞高壓(goy)均質泵的生產能力Q：Q：單作用多缸往復泵生產能力， m3/hd：柱塞直徑，mS：柱塞行程，mn：柱塞每分鐘來回(lihu)數，即主軸轉數，r/minZ：柱塞數，即缸數：泵的體積系數，一般為0

26、.70.9第64頁/共84頁第六十四頁，共84頁。（2）擺動(bidng)篩 功率計算P（W）G：篩體滿負荷時的重力，N E：篩子(shi zi)軸每回轉一周時篩子(shi zi)動能：振幅，取46mn：偏心輪轉數a：傳動效率，一般為0.5ZBF三層擺動(bidng)篩 第65頁/共84頁第六十五頁，共84頁。生產能力(shn chn nn l)G（t/h）B0：篩面有效寬度，m； B0=0.95B(B為設計篩面寬度，m)h：篩面的物料厚度 h=(12)D, m;D：物料最大直徑，mvcp：物料沿篩面運動的平均速度，m/s，取0.5 m/s以下：物料松散系數(xsh)，一般為0.360.46：

27、物料密度，t/m3第66頁/共84頁第六十六頁，共84頁。(3)絞肉機生產能力(shn chn nn l)G(kg/h)A1被切割1kg物料的面積(min j)，cm2/kga切刀切割能力利用系數， 0.70.8 F切刀的切割能力，當孔徑為2mm時，F=1100012000cm2/h；當孔徑為3mm時，F=60007000cm2/h；當孔徑為25mm時，F=7001000cm2/h；切割(qig)能力F(cm2/h)F切刀的切割能力，cm2/hD格板的直徑， cm孔眼總面積與格板面積之比值，平均為0.30.4Z 切刀總數（十字刀為4）第67頁/共84頁第六十七頁，共84頁。功率(gngl)P(

28、kW)W切割1kg物料的能量消耗比率(bl)，kW/kg，W取值如下表所示 原料肉種類 孔眼直徑鮮肉凍肉2mm3mm25mm0.0040.0050.00250.00300.00040.0190.010W取值范圍(fnwi)第68頁/共84頁第六十八頁，共84頁。3.4.3 部分主要設備的選擇3.4.3.1 乳制品設備 常用的設備有：夾層鍋、奶油分離機、洗瓶機、熱交換機、真空濃縮設備、噴霧干燥設備，均質機、甩油機、凝凍機、冰淇淋裝杯機等。（1）均質機分為高壓均質機、離心(lxn)均質機和超聲波均質機。常用高壓均質機，額定工作壓力為2060MPa。第69頁/共84頁第六十九頁，共84頁。工作原理：

29、有一個或數個往復運動的柱塞，物料在柱塞作用下進入可調節壓力大小的閥組中，經過可以調整寬度的限流狹縫（工作區）后，瞬間失壓的物料以極高的流速（10001000米/ /秒，最高可達15001500米/ /秒）噴出，產生空穴、撞擊、剪切三種效應，經過這三種效應處理(chl)(chl)過的物料可均勻細化到0.03M-2M0.03M-2M粒徑。第70頁/共84頁第七十頁，共84頁。立式整體型均質機適用于中小型設備（P45kW）；柱塞每分鐘往復次數在150次以下的為低速型，在150次以上的稱為普通型。如果設備每天的運轉(ynzhun)時間在10小時以內，則可考慮用普通型；如果設備每天的運轉(ynzhun)

30、時間在10小時以上(yshng)18小時以下，建議選擇低速型；如果工況為連續使用型，即連續幾天或幾十天連續不停地使用，則要作為特殊工況單獨考慮。 第71頁/共84頁第七十一頁，共84頁。（2）噴霧干燥設備 將溶液、乳濁液、懸浮液或膏糊狀物噴灑成極細的霧狀液滴，在干燥介質中霧滴迅速汽化，形成粉狀和顆粒狀干制品的一種干燥方法。適合初始水分高的物料。具有干燥速度快、時間短、溫度低，制品具有良好的分散性和溶解性，過程簡單，操控方便，適宜連續化生產等優點。在奶粉類制品的生產上應用廣泛。此外(cwi)，凝凍機和冰淇淋裝杯機主要用于冰淇淋生產中，甩油機主要用于黃油生產。第72頁/共84頁第七十二頁，共84頁。高速高速(o s)(o s)離心式噴霧干離心式噴霧干燥設備燥設備第73頁/共84頁第七十三頁，共84頁。高壓高壓(goy)(goy)并流噴霧造粒干燥