第3章食品工厂工艺设计

第3章食品工厂工艺设计掌握生产车间水、电、汽、冷用量的估算方法；掌握生产车间平面布置的方法，能够绘制工艺流程图及生产车间平面图；熟悉物料衡算的方法，对生产车间所需设备能选型配套，会估算车间所需劳动力；了解管道设计、计算及设备安装常识，能制订产品方案，确定班产量，确定工艺流程。教学目标第3章食品工厂工艺设计食品工厂的工艺设计是以生产产品的生产车间为核心的设计。根据计划任务书所规定的生产规模、产品品种、质量要求，并结合建厂地点、原料来源动力供应及水源水质等具体情况，因地制宜地确定生产方法、技术水平；选择工艺流程、生产设备进行生产车间的布置。工艺设计还需对工厂设计的其它部门或阶段设计提供技术要求和基本数据资料。工艺设计应力求技术先进，经济合理。主要内容第3章食品工厂工艺设计产品方案、产品规格及班产量确定；主要产品及综合利用产品的工艺流程的确定和操作说明；物料衡算；生产车间设备的生产能力的计算、选型及配套；劳动力计算、平衡及劳动的组织；生产车间平面布置；生产车间水、电、汽、冷用量的估算；生产车间管道设计、计算及设备安装；工艺设计还必须向非工艺设计和其他有关方面从工艺角度提出要求。主要内容第3章食品工厂工艺设计产品方案是食品工厂准备全年生产产品的种类、数量、生产周期、生产班次的计划安排。产品方案制定原则：四个满足：满足主要产品产量的要求；满足原料综合利用的要求；满足淡旺季平衡生产的要求；满足经济效益的要求。产品方案第3章食品工厂工艺设计五个平衡：产品产量与原料供应量要平衡；生产季节性与劳动力要平衡；生产班次要平衡；设备生产能力要平衡；水、电、汽负荷要平衡。产品方案第3章食品工厂工艺设计作用：是最主要的计算基准，直接影响到设备的配套，车间的布置和占地面积，公用设施和辅助设施的规格、大小以及劳动力的定员等；主要制约因素有原料的供应情况和市场销售情况、配套设备的生产能力以及运作情况、冷库及半成品的加工措施、产品品种的搭配以及工厂的自动化程度。班产量第3章食品工厂工艺设计年产量：Q=Q1+Q2-Q3-Q4生产班制：旺季三班，淡季一班、中季两班；生产天数：旺季78天、淡季75天、中季135天、余下77天为节假日和设备检修日；日产量班产量班产量第3章食品工厂工艺设计产品方案的制订（教材p24-27）产品方案的比较与分析分析评价指标：主要产品市场占有率的比较主要产品年产值的比较劳动生产率的比较平均每人每年产值的比较生产季节性的比较设备使用平衡情况的比较产品方案第3章食品工厂工艺设计水电汽耗量的比较环保保护比较产品方案的比较与分析表产品方案第3章食品工厂工艺设计工艺流程确定的意义：保证产品质量、提高设备利用率、降低生产成本、影响企业的经济利益。确定原则：根据原料性质、产品的规格要求、相关国家标准拟定；注意经济效益，尽量选投资少、能耗低、成本低、产品收率高的生产工艺；注意“三废”处理效果；产品在市场上有较强的竞争能力，有利于原材料的综合利用；工艺流程的确定第3章食品工厂工艺设计对特产或传统名优产品不得随意更改生产工艺；对科研成果，必须经过中试放大后，才能用于设计中；非定型产品，要待技术成熟后，方可用到设计中来；对新工艺的应用，需经过有关部门鉴定，才能应用到设计中来结合实际条件，优先采用机械化、连续自动化作业线；严格按照食品安全市场准入制度要求拟订工艺流程。工艺流程的确定第3章食品工厂工艺设计生产工艺流程方框图：内容包括工序名称、完成该工序的工艺操作手段(手工或机械设备名称)、物料流向、工艺条件等。在方框图中，以箭头表示物料流动方向，其中粗实线箭头表示物料由原料到成品的主要流动方向，细实线箭头表示中间产物、废料的流动方向。生产设备流程图：相关设备的基本外形、设备名称和编号、工序名称、物料流向，设备间相对位置的距离及其高度。图中粗实线箭头表示主要物料流动方向，细实线箭头表示余料、废料流动方向。工艺流程图的绘制第3章食品工厂工艺设计物料计算意义物料平衡图：物料名称、成品质量、物料的流向、投料顺序；绘制时物料主流向向用实线箭头表示，用细实线表示物料支流向。物料平衡表物料计算第3章食品工厂工艺设计意义：是影响产品质量的关键，是体现生产水平的标准，为动力配电、水、汽用量提供计算依据，是工艺布置的基础。分类：计量和储存设备；定型专用设备；通用机械设备和非标准专业设备。原则：满足工艺要求，保证产品的质量和产量先进性。关键设备的质量性能、使用寿命、能量消耗、自动化水平应尽可能接近或达到国际先进水平或国内领先水平。设备选型第3章食品工厂工艺设计适用性。结合我国国情，选用的设备应与建设规模、产品方案，以及工厂的员工素质和管理水平相适应；与可能得到的原材料、辅助材料和燃料相适应；与环境保护要求相适应。可靠性。选用的设备应经过生产、运行的检验，并有良好的可靠性记录。安全性。选用的设备在正常使用中应确保安全运行，考察所采用的设备是否会对操作人员造成人身伤害，有无保护措施，是否会破坏自然环境和生态平衡，能否预防等。设备选型第3章食品工厂工艺设计经济合理性。在注重所采用的设备先进适用、安全可靠的同时，应着重分析所采用的设备是否经济合理，是否有利于节约项目投资和降低生产成本。所选设备应符合食品卫生要求，拆装清洗方便，与食品接触部分用不易腐蚀的不锈钢或对食品无污染的材料制成。设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件(温度、压力、湿度和酸碱度等)。在温度、压力、真空、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。设备选型第3章食品工厂工艺设计乳制品设备夹层锅、奶油分离机、洗瓶机、热交换器、真空浓缩设备和喷雾干燥设备、均质机、甩油机、凝冻机、冰淇淋装杯机罐头工厂主要设备1、输送设备液体输送设备：真空吸料装置、流送槽和泵固体物料输送设备：带式输送机、螺旋输送机和斗式升送机设备选型第3章食品工厂工艺设计2、原料清洗设备常用清洗设备包括鼓风式清洗机、空罐清洗机、全自动洗瓶机等全自动洗瓶机3、原料预处理设备分级机：滚筒式分级机、摆动筛、三辊筒式分级机切片机：蘑菇定向切片机、菠萝切片机榨汁机、绞肉机、斩拌机、真空搅拌机设备选型第3章食品工厂工艺设计设备选型4、热处理设备热交换器：列管式热交换器、板式热交器、滚筒式杀菌器、夹层锅、连续预煮机真空浓缩设备：盘管式、中央循环式、升膜式、降膜式、片式、刮板式和外加热式杀菌设备：卧式杀菌器、常压连续杀菌器5、封罐设备6、包装设备第3章食品工厂工艺设计配置目的：用于工厂定员编制、计算生活设施的面积和生活用水、用汽量一产品产量、定额指标的制定以及工资和福利的计算配置依据：国家有关法律、法规及规章工厂建设规模生产运营复杂程度与自动化水平人员素质与劳动生产率要求组织机构设置与生产管理制度人力资源配置第3章食品工厂工艺设计配置内容：制订合理的工作制度和运转班次，根据食品加工类型和生产过程特点，提出工作时间、工作制度、生产班次和方案等分析员工配置数量，根据精简、高效的原则和劳动定额，提出配备各职能部门、各工作岗位所需人员数量。技术改造项目，应根据改造后技术水平和自动化水平提高的情况，优化人员配置，所需人员首先由企业内部调剂解决人力资源配置第3章食品工厂工艺设计确定各岗位人员应具备的劳动技能和文化素质分析测算职工工资和福利费用分析测算劳动生产率提出员工选聘方案，特别是高层次管理人员和技术人员的来源和选聘方案。人力资源配置第3章食品工厂工艺设计配置方法：按劳动效率计算定员按设备计算定员按劳动定额定员按岗位计算定员按比例计算定员按组织机构职责范围、业务分工计算管理人员数人力资源配置第3章食品工厂工艺设计布置原则：要有全局观点，符合总体设计要求车间设备布置时，应使设备能够灵活调动，满足多种生产的可能，并留有适当余地；设备要尽量按工艺流水线安排；尽可能利用生产车间的运输空间，各工序间要相互配合，保证各物料运输通畅，避免重复往返，合理安排生产车间各种废料排出，人员进出要和物料进出分开；车间工艺布置第3章食品工厂工艺设计对空压机房、空调机房、真空泵等既要分隔，又要尽可能接近使用地点，以减少输送管路及损失。对散发热量，气味及有腐蚀性的介质，要单独集中布置；应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。必须考虑生产卫生和劳动保护，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。可以设在室外的设备，尽可能设在室外并加盖简易棚保护。车间工艺布置第3章食品工厂工艺设计步骤与方法：做出设备清单对设备清单进行全面分析与整理、分类确定厂房的建筑结构、形式、朝向、跨度、宽度，绘出承重柱、墙的位置按照总平面图，确定生产流水线方向绘制草图、用方形或设备外形表示设备，尺寸应按照比例缩小，排出多种方案比较，以求最佳方案评价指标：车间工艺布置第3章食品工厂工艺设计车间工艺布置对非工艺设计的要求：对建筑外形的选择要求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，—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—般高度７～10m，也有车间达１２m以上。第3章食品工厂工艺设计车间工艺布置对非工艺设计的要求：对门、窗的要求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0.6-1.0m，比设备宽的0.2-0.5m。为满足货物或交通工具进出，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。生产车间的门应按生产工艺的要求进行设计，一般要求设置防蝇、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空洞门。第3章食品工厂工艺设计车间工艺布置对排出大量水蒸气或油蒸汽的车间，应特别注意排汽问题。一般对产生水蒸气或油汽的设备需进行机械通风，可在设备附近的墙上或设备上部的屋顶开孔，用轴流风机在屋顶或墙上直接进行排汽。食品工厂生产车间，对于局部排出大量蒸汽的设备，在平面布置时，应尽量靠墙并设置在当地夏季主导风向的下风向位置，同时，将顶棚做成倾斜式，顶板可用铝合金板，这样，可使大量蒸汽排至室外。第3章食品工厂工艺设计车间工艺布置对非工艺设计的要求：对采光的要求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要求为1/4-1/6。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%。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0.8-0.9m；站着工作时，窗台高度取1ｍ-1.2m。窗的种类很多，常用的是双层内、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。第3章食品工厂工艺设计对非工艺设计的要求：对地坪的要求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。生产车间设计陶土砖或设计为水磨石地面。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。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