第4章 食品工廠工藝設(shè)計課件

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)車間工藝布置第4章食品工廠工藝設(shè)計第一節(jié)概述食品工廠設(shè)計由工藝設(shè)計和非工藝設(shè)計組成，工藝設(shè)計是整個設(shè)計的主體和中心工藝設(shè)計決定全廠生產(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)品成本和勞動強度有著重要的影響食品工廠設(shè)計由食品工藝設(shè)計人員和其它專業(yè)設(shè)計人員相互配合、協(xié)同設(shè)計而完成。第4章食品工廠工藝設(shè)計一、工藝設(shè)計的主要內(nèi)容工藝設(shè)計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)備的選型和設(shè)計。初步設(shè)計主要解決生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟問題，是在投資額度內(nèi)和質(zhì)量要求下，在指定的時間、空間限制條件下，做出技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的設(shè)計和規(guī)定，并編制項目總概算。施工圖設(shè)計是使工程設(shè)計達到施工、安裝的要求（詳細化、具體化），并編制項目施工預(yù)算。第4章食品工廠工藝設(shè)計一、工藝設(shè)計的主要內(nèi)容設(shè)計依據(jù)和范圍全廠生產(chǎn)車間組成全廠生產(chǎn)工藝流程比較、選擇和闡述各生產(chǎn)車間綜合敘述存在的問題及建議附件：①工藝流程圖②設(shè)備布置圖③設(shè)備一覽表④主要材料估算表第4章食品工廠工藝設(shè)計車間概況及特點：車間設(shè)計的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方案、生產(chǎn)方法及工藝流程特點、其技術(shù)的先進性、布置的合理性、生產(chǎn)的安全性及多方案比較。車間勞動組織：車間主任、工段長、班長及員工。工作制度：年工作日、日工作小時、生產(chǎn)班數(shù)等。成品或半成品的主要技術(shù)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)流程簡述：物料經(jīng)過設(shè)備的順序及生成物的去向，產(chǎn)品及原料的運輸和貯備方式，主要操作技術(shù)條件及操作要點。采用新技術(shù)的內(nèi)容、效益及來源（專利或中試報告）。主要工藝技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)（需列表說明）。原料、輔料、水、電、汽等的消耗量，物料平衡、熱能平衡等的計算，并與國內(nèi)先進技術(shù)指標(biāo)比較。設(shè)備選型及計算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺數(shù)。車間設(shè)備布置及說明、設(shè)備一覽表。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、工藝設(shè)計的步驟根據(jù)前期可行性調(diào)查研究，確定產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)，經(jīng)濟水平選擇生產(chǎn)方法生產(chǎn)工藝流程設(shè)計物料衡算能量衡算(包括熱量、耗冷量、供電、水量計算)生產(chǎn)車間設(shè)備生產(chǎn)能力計算和設(shè)備選型車間工藝布置管路設(shè)計向非工藝設(shè)計提出的要求和提供的技術(shù)參數(shù)編制工藝流程圖、管道設(shè)計圖及說明書等第4章食品工廠工藝設(shè)計9、向非工藝設(shè)計提出的要求和提供的技術(shù)參數(shù)

對全廠總平面布置中建筑物相對位置的要求；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。第4章食品工廠工藝設(shè)計第二節(jié)產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確定

一、產(chǎn)品方案的概念又稱生產(chǎn)綱領(lǐng)，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。影響產(chǎn)品方案的因素：產(chǎn)品的市場銷售、人們的生活習(xí)慣、地區(qū)的氣候和不同季節(jié)。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、制定產(chǎn)品方案的方法首先要調(diào)查研究，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)。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、制定產(chǎn)品方案的步驟確定產(chǎn)品的種類及包裝規(guī)格；根據(jù)設(shè)計規(guī)格，結(jié)合各產(chǎn)品原料的供應(yīng)量、供應(yīng)周期長短等實際情況，確定各種產(chǎn)品在總產(chǎn)量中所占比例及產(chǎn)量；根據(jù)原料的生產(chǎn)季節(jié)及保藏時間確定產(chǎn)品的生產(chǎn)時間；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)；產(chǎn)品方案比較；產(chǎn)品方案表達。第4章食品工廠工藝設(shè)計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）設(shè)備平衡情況的比較；第4章食品工廠工藝設(shè)計5、產(chǎn)品方案比較（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。第4章食品工廠工藝設(shè)計產(chǎn)品方案分析表項目方案方案一方案二方案三產(chǎn)品年產(chǎn)值

勞動生產(chǎn)率（t/人·年）

平均每人年產(chǎn)值(元/人·年)

基建投資（元)

經(jīng)濟效益（利稅元/率）

水、電、汽耗量（元）

員工人數(shù)（人）

全年員工人數(shù)差值（人）

原料損耗率

第4章食品工廠工藝設(shè)計四、安排產(chǎn)品方案要遵循的原則和要求四個滿足：滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求滿足原料綜合利用的要求滿足淡旺季平衡生產(chǎn)的要求滿足經(jīng)濟效益的要求第4章食品工廠工藝設(shè)計四、安排產(chǎn)品方案要遵循的原則和要求五個平衡：產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)量平衡生產(chǎn)季節(jié)性與勞動力平衡生產(chǎn)班次平衡產(chǎn)品生產(chǎn)量與設(shè)備生產(chǎn)能力平衡水、電、汽負荷平衡第4章食品工廠工藝設(shè)計年產(chǎn)4000噸罐頭廠產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量噸班產(chǎn)量噸一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月青刀豆1500清水馬蹄300糖水菠蘿1200菠蘿汁50青豆500水產(chǎn)類罐頭500番茄醬400第4章食品工廠工藝設(shè)計五、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定班產(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。一般情況下，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。第4章食品工廠工藝設(shè)計五、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定年生產(chǎn)能力估算：

Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5Q—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)以外的量第4章食品工廠工藝設(shè)計五、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定

對于淡旺季明顯的產(chǎn)品（如飲料、月餅、巧克力）：

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)量第4章食品工廠工藝設(shè)計五、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定班產(chǎn)量受到各種因素的影響，每個工作日實際產(chǎn)量并不完全相同。一般食品工廠每天生產(chǎn)班次為1~2班，淡季一班，中季二班，旺季三班制。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－旺季天數(shù)t中－中季天數(shù)t淡－淡季天數(shù)第4章食品工廠工藝設(shè)計第三節(jié)主要產(chǎn)品工藝流程設(shè)計與確定一、工藝路線的選擇二、工藝流程設(shè)計中的注意事項三、工藝流程設(shè)計四、工藝流程圖的繪制第4章食品工廠工藝設(shè)計一、工藝路線的選擇1、工藝流程的設(shè)計工藝流程：一個生產(chǎn)車間或工段自原料或半成品開始，經(jīng)不同加工處理方法，直至成為合乎要求的半成品或最終產(chǎn)品為止的工藝要求和生產(chǎn)過程。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。第4章食品工廠工藝設(shè)計一、工藝路線的選擇2、工藝路線選擇的原則原料匹配性

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；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；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；經(jīng)濟合理性

盡量選擇投資少、能耗低、成本低、產(chǎn)品得率高的生產(chǎn)工藝；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，必須經(jīng)反復(fù)試驗，經(jīng)專家鑒定認可后，方可采用；結(jié)合我國國情第4章食品工廠工藝設(shè)計二、注意事項根據(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；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；首先確定主要產(chǎn)品工藝流程。然后確定工藝過程中每個工序的加工方式；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)備類型。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計1、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。如果產(chǎn)量大，可采用幾條生產(chǎn)線，以便生產(chǎn)調(diào)劑，設(shè)備護理等。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計2、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。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計3、工藝流程圖的設(shè)計（1）工藝流程示意圖（2）工藝流程草圖（3）工藝流程圖第4章食品工廠工藝設(shè)計（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?、產(chǎn)品的過程及應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備。內(nèi)容：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。第4章食品工廠工藝設(shè)計方便濕面工藝流程示意圖第4章食品工廠工藝設(shè)計啤酒生產(chǎn)工藝流程示意圖第4章食品工廠工藝設(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第4章食品工廠工藝設(shè)計啤酒釀造工藝流程

第4章食品工廠工藝設(shè)計第4章食品工廠工藝設(shè)計（2）工藝流程草圖四部分組成：生產(chǎn)工藝流程圖圖例設(shè)備一覽表必須的文字說明第4章食品工廠工藝設(shè)計（2）工藝流程草圖繪制工藝流程草圖要求：表示出廠房各層樓面的標(biāo)高用細實線畫出設(shè)備示意圖用粗實線畫出物料流程管線，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。繪制設(shè)備和管道上主要閥門、控制儀表及管路附件。對不能用圖線表達的必要部分，用文字注釋。如“三廢”、副產(chǎn)物的去向等。附注圖例，并按圖標(biāo)繪出。常采用1:50，1:100，1:200等。第4章食品工廠工藝設(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)容經(jīng)過多次反復(fù)比較、修改，確認設(shè)計合理無誤后繪制的正式設(shè)計結(jié)果更加全面、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)操作時參考第4章食品工廠工藝設(shè)計四、工藝流程圖的繪制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)工藝流程圖第4章食品工廠工藝設(shè)計2、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)圖例代號及其它標(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)備位號及名稱第4章食品工廠工藝設(shè)計第四節(jié)物料衡算一、物料衡算的概念二、物料衡算的目的三、物料衡算的方法四、物料衡算的步驟

五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)第4章食品工廠工藝設(shè)計一、物料衡算的概念物料計算是計算食品工廠生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)選用原料、加入輔料、處理加工、使用包裝以及生產(chǎn)成品等全部過程中量的變化。物料計算是工藝計算的基礎(chǔ)，在整個工藝計算中開始得最早，并且是最先完成的項目。當(dāng)生產(chǎn)方案確定并完成了工藝流程示意圖后，即可進行物料計算，設(shè)計工作即從定性分析發(fā)展到定量計算。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、物料衡算的目的確定原輔料的消耗量、采購運輸量和倉庫儲存量確定生產(chǎn)設(shè)備的容量、臺套數(shù)和主要尺寸為水、蒸汽、熱量、冷量平衡計算等提供計算依據(jù)車間布置、生產(chǎn)班次、勞動定員、成本核算、管線設(shè)計等提供依據(jù)通過物料計算，不僅為后續(xù)的工藝設(shè)計打下基礎(chǔ)，而且可對所設(shè)計的生產(chǎn)過程進行進一步分析，尋找薄弱環(huán)節(jié)，挖掘生產(chǎn)潛力。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、運算法則根據(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該運算法則既適合于整個生產(chǎn)過程，也適合于單元操作；既可進行總物料計算，也可對混合物中某一組分作部分物料計算。三、物料衡算方法

第4章食品工廠工藝設(shè)計

2、物料衡算的依據(jù)物料計算的基本資料是“技術(shù)經(jīng)濟定額指標(biāo)”，即各工廠在生產(chǎn)實踐過程中積累起來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。選用時要根據(jù)設(shè)計工廠的具體情況，對比相同類型，相近條件工廠的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，進行適當(dāng)修正。工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)必須是先進且可行，它表明一個工程項目設(shè)計先進可靠和經(jīng)濟合理程度。第4章食品工廠工藝設(shè)計3、物料衡算結(jié)果的表示

物料平衡圖根據(jù)物料的重量與經(jīng)過加工處理后所得的成品及少量損耗之和在數(shù)值上是相等的原理來繪制包括物料名稱、質(zhì)量、成品質(zhì)量、物料的流向、投料順序?qū)嵕€箭頭表示物料主流向，必要時用細實線表示物料支流向物料平衡表第4章食品工廠工藝設(shè)計物料平衡圖第4章食品工廠工藝設(shè)計物料平衡表名稱計算單位主、輔原料產(chǎn)品

食品損失1損失2損失3批次質(zhì)量百分比

班次質(zhì)量百分比

第4章食品工廠工藝設(shè)計四、物料衡算的步驟弄清題意，充分了解計算的目的和要求。畫出物料流程示意圖。用箭頭標(biāo)出各物料的進出方向、數(shù)量、組成以及溫度、壓力等條件，并用適當(dāng)符號標(biāo)明待求的未知量。整理有關(guān)設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和物化常數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。一般包括：生產(chǎn)規(guī)模，年生產(chǎn)天數(shù)，原輔料和產(chǎn)品的規(guī)格、組成及質(zhì)量等；常用物化常數(shù)有密度、比熱等。確定工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。常用的工藝技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有：原輔料消耗定額，蒸煮溫度、時間和壓力，耗電、水、汽量，產(chǎn)品率等。第4章食品工廠工藝設(shè)計四、物料衡算的步驟選定計算基準(zhǔn)是工藝計算的出發(fā)點，選擇正確不僅能使計算結(jié)果正確，而且使計算過程大為簡化。由已知數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律來進行計算。校對與整理計算結(jié)果認真校對計算結(jié)果，確保計算結(jié)果準(zhǔn)確無誤。列出物料衡算表或繪制物料流程圖來表示計算結(jié)果。第4章食品工廠工藝設(shè)計食品工藝計算常用的基準(zhǔn)以單位時間產(chǎn)品量或單位時間原料量以單位質(zhì)量、單位體積或單位物質(zhì)的量的產(chǎn)品或原料量以加入設(shè)備的一批物料量第4章食品工廠工藝設(shè)計每班耗用原料量（Kg/班）=單位產(chǎn)品耗用原料量（Kg/t）X班產(chǎn)量（t/班）每班耗用各種輔助材料量（Kg/班）=單位產(chǎn)品耗用各種輔助材料量（Kg/t）X班產(chǎn)量（t/班）每班耗用包裝容器量（只/班）=單位產(chǎn)品耗用包裝容器（只/t）X班產(chǎn)量（t/班）X（1+損耗率）食品工藝計算常用的基準(zhǔn)第4章食品工廠工藝設(shè)計五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)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/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（％）第4章食品工廠工藝設(shè)計五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)9．原材料單耗主原料（t/t產(chǎn)品）輔料（t/t產(chǎn)品）水（t/t產(chǎn)品）電（kWh/t產(chǎn)品）蒸汽（t/t產(chǎn)品）冷量（kJ/t產(chǎn)品）10．總投資（萬元）設(shè)備價值材料費運雜費建筑工程費工資其他第4章食品工廠工藝設(shè)計五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)11．勞動生產(chǎn)率生產(chǎn)人員商品產(chǎn)值（萬元）全員勞動生產(chǎn)率【萬元/（人·a）】

工人實物勞動生產(chǎn)率【t/（a·人）】第4章食品工廠工藝設(shè)計五、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)12．單位成本（元/t）13．利潤單位產(chǎn)品利潤（元/t）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、木材消耗第4章食品工廠工藝設(shè)計第五節(jié)設(shè)備設(shè)計與選型一、設(shè)備設(shè)計與選型的任務(wù)二、食品工廠設(shè)備類型三、設(shè)備設(shè)計與選型的原則四、設(shè)備設(shè)計與選型的內(nèi)容五、設(shè)備生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的設(shè)計計算與選型六、通用設(shè)備的選擇第4章食品工廠工藝設(shè)計一、設(shè)備設(shè)計與選型的任務(wù)物料衡算是設(shè)備選型的根據(jù)，在工藝計算的基礎(chǔ)上才能確定生產(chǎn)設(shè)備的型號、臺數(shù)和主要尺寸等。物料衡算是進行生產(chǎn)車間布置設(shè)計和后期非工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，同時也為設(shè)備的制作和采購提供資料。本節(jié)主要論述食品專業(yè)設(shè)備的設(shè)計選型和通用設(shè)備（如泵、空壓機等）的選型。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、食品工廠設(shè)備類型食品工廠設(shè)備分為定型專業(yè)設(shè)備、通用機械設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備三種。專業(yè)設(shè)備系指原料分級機、果蔬去皮機、餅干成型機等專門為某些食品生產(chǎn)而配置的專業(yè)性較強的設(shè)備。通用設(shè)備系指泵、風(fēng)機、電動機等通用機電產(chǎn)品。非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備是指操作臺面、貯存池、槽、罐等特殊設(shè)施。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、食品工廠設(shè)備選擇的原則

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)，又是車間工藝布置的基礎(chǔ)，并且為動力配電，水、汽用量計算提供依據(jù)。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、食品工廠設(shè)備選擇的原則

1、與生產(chǎn)能力相匹配的原則

產(chǎn)品產(chǎn)量是選定加工設(shè)備的基本依據(jù)設(shè)備的加工能力、規(guī)格、型號和動力消耗必須與相應(yīng)的產(chǎn)量相匹配考慮到停電、機器保養(yǎng)、維修等因素設(shè)備選型應(yīng)具有一定的儲備系數(shù)（一般10％～20％）第4章食品工廠工藝設(shè)計三、食品工廠設(shè)備選擇的原則

2、利于加工設(shè)備在生產(chǎn)線上相匹配充分考慮各工段、各流程設(shè)備的合理配套，保證各設(shè)備流量的相互平衡，同一工藝流程中所選設(shè)備的加工能力大小應(yīng)基本一致對生產(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。第4章食品工廠工藝設(shè)計三、食品工廠設(shè)備選擇的原則3、設(shè)備的先進性、經(jīng)濟性原則4、工作可靠性原則選擇設(shè)備盡量選擇系列化、標(biāo)準(zhǔn)化成熟設(shè)備，并充分考慮到其性能的穩(wěn)定性和維修的簡便性。5、利于產(chǎn)品改型及擴大生產(chǎn)規(guī)模的原則注意選用通用性好，一機多用的設(shè)備。第4章食品工廠工藝設(shè)計四、設(shè)備設(shè)計與選型的內(nèi)容設(shè)備所負擔(dān)的工藝操作任務(wù)和工作性質(zhì)、工作參數(shù)等的確定不同型號設(shè)備的特點和性能評價設(shè)備生產(chǎn)能力的確定設(shè)備臺數(shù)的確定（考慮余量）設(shè)備主要尺寸的確定設(shè)備中物質(zhì)能量交換過程的計算設(shè)備動力消耗的計算設(shè)備材質(zhì)的選擇和用量的計算設(shè)備壁厚的計算其他特殊情況的考慮第4章食品工廠工藝設(shè)計五、設(shè)備的設(shè)計計算與選型通過對設(shè)備生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積等參數(shù)計算，進行設(shè)備選型。在充分了解生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，才能進行設(shè)備的設(shè)計和選型。對不同食品生產(chǎn)工藝的所需設(shè)備性能特點、生產(chǎn)能力的設(shè)計計算可參閱有關(guān)設(shè)計手冊和食品設(shè)備書籍。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、確定設(shè)備的生產(chǎn)能力間歇式設(shè)備生產(chǎn)能力的表示方法一般為kg/批或m3/批。由工藝計算可得生產(chǎn)能力的大小，據(jù)此數(shù)據(jù)進行相關(guān)設(shè)備的選型。對連續(xù)式生產(chǎn)，單位時間內(nèi)通過各設(shè)備的物料量，是由工廠的生產(chǎn)規(guī)模與物料計算決定。若連續(xù)式生產(chǎn)是一套自動生產(chǎn)線，在設(shè)備選型時，其生產(chǎn)能力的大小應(yīng)滿足工藝要求；若連續(xù)式生產(chǎn)是由不同性能的設(shè)備配套而成，則各設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)相互協(xié)調(diào)，以生產(chǎn)能力最低的一臺為基準(zhǔn)進行設(shè)備選型配套。第4章食品工廠工藝設(shè)計2、確定設(shè)備的數(shù)量間歇式生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量的確定：第4章食品工廠工藝設(shè)計2、確定設(shè)備的數(shù)量對連續(xù)式生產(chǎn)，應(yīng)盡量減少生產(chǎn)線上相同設(shè)備的數(shù)量。在工藝條件許可的情況下，同類設(shè)備亦可選數(shù)臺。第4章食品工廠工藝設(shè)計3、確定設(shè)備的容積間歇式食品生產(chǎn)設(shè)備容積的確定：間歇對連續(xù)式生產(chǎn)，若已知物料流量qv（m3/h）和逗留時間t（h），可由下式計算設(shè)備的有效容積：第4章食品工廠工藝設(shè)計六、通用設(shè)備的選擇

通用設(shè)備內(nèi)容很多，這里僅舉一例（食品生產(chǎn)中常用的輸送泵）進行說明。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、泵的選擇原則（1）流量在選擇泵時，應(yīng)按設(shè)計要求達到的能力確定泵的流量，并使之與其他設(shè)備的生產(chǎn)能力協(xié)調(diào)平衡。泵流量的確定也應(yīng)考慮適應(yīng)不同的原料或不同產(chǎn)品要求等因素。第一，裝置的富裕能力及裝置內(nèi)各設(shè)備能力的協(xié)調(diào)平衡。第二，工藝過程影響流量變化的范圍。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、泵的選擇原則（2）揚程考慮到工藝設(shè)計中管路系統(tǒng)壓力降計算比較復(fù)雜，泵的揚程需要留有適量余地，一般為正常需要揚程的1.05～1.l倍。如有經(jīng)驗數(shù)據(jù)，應(yīng)盡量采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，這樣可以減少選泵的工作量。（3）裝置（系統(tǒng)）的有效氣蝕余量裝置的有效氣蝕余量應(yīng)大于泵所需的允許氣蝕余量。對于進口側(cè)物料處于減壓狀態(tài)或操作溫度接近汽化條件時，泵的氣蝕安全系數(shù)適宜取較大值。（4）液面介質(zhì)液面高于泵中心者，應(yīng)取最低液面，介質(zhì)液面低于泵中心者，也應(yīng)取最低液面。第4章食品工廠工藝設(shè)計2、選泵的一般程序（1）選泵前的準(zhǔn)備工作首先收集物性數(shù)據(jù)資料在操作條件下泵的使用參數(shù)，如溫度、壓力、流量等變化情況。輸送物料的性質(zhì)，如密度、粘度、壓力、腐蝕性等。特別要注意液體的粘度及化學(xué)性能。了解泵的安裝位置及所處的環(huán)境。然后確定泵的性能參數(shù)揚程、流量、允許氣蝕余量及泵的允許吸上真空高度、泵效率。第4章食品工廠工藝設(shè)計2、選泵的一般程序（2）選泵的步驟第一，根據(jù)要求確定所需輸送物料的流量及揚程量。第二，根據(jù)工藝要求和輸送物料的性質(zhì)來初選泵的類型。當(dāng)工藝要求連續(xù)化操作，流量要求均勻或流量大而揚程不大時，可選用離心泵；當(dāng)要求流量小而揚程大時，可選用往復(fù)泵；當(dāng)要求精確進料時，可選用比例泵。當(dāng)工藝要求間歇操作，可不考慮流量的均勻性，選用適合工藝流程的泵均可。從輸送物料性質(zhì)考慮：輸送懸浮液時，選用隔膜式往復(fù)泵；輸送粘度大的液體、膠體溶液或糊狀物時，可選用齒輪泵，也可用螺桿泵或高粘度泵；輸送易燃易爆有機液體可用防爆電動機驅(qū)動的離心式油泵。第4章食品工廠工藝設(shè)計2、選泵的一般程序（2）選泵的步驟第三，根據(jù)流量及揚程選出泵的型號，并確定材質(zhì)和臺數(shù)。第四，核算泵的性能。第五，確定泵的安裝高度。其原則是使泵在指定操作條件下能正常運行而不發(fā)生氣蝕。第4章食品工廠工藝設(shè)計2、選泵的一般程序（2）選泵的步驟第六，計算泵功率和選定電動機功率。第4章食品工廠工藝設(shè)計七、食品工廠常用設(shè)備簡介1、輸送設(shè)備2、清洗設(shè)備3、原料預(yù)處理設(shè)備4、熱處理設(shè)備第4章食品工廠工藝設(shè)計1、輸送設(shè)備（1）固體輸送設(shè)備帶式輸送機：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。斗式升送機：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?，如粒狀和顆粒狀物料。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、輸送設(shè)備（2）液體輸送設(shè)備流送槽：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：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、蕃茄醬等帶有固體塊料的物料尤為適宜。缺點是輸送距離或提升高度不大，效率低。第4章食品工廠工藝設(shè)計1、輸送設(shè)備（3）食品廠常用的泵離心奶泵螺桿泵齒輪泵第4章食品工廠工藝設(shè)計2、清洗設(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，對新瓶和回收瓶均可使用。第4章食品工廠工藝設(shè)計3、原料預(yù)處理設(shè)備常用的原料預(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。第4章食品工廠工藝設(shè)計4、熱處理設(shè)備熱處理設(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。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（鏈帶式、螺旋式），真空濃縮設(shè)備（盤管式、中央循環(huán)式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、外加熱式）、排氣設(shè)備、殺菌設(shè)備（立式、臥式、常壓連續(xù)式、回轉(zhuǎn)式）。第4章食品工廠工藝設(shè)計4、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。第4章食品工廠工藝設(shè)計4、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）第4章食品工廠工藝設(shè)計4、熱處理設(shè)備（3）殺菌設(shè)備殺菌設(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。間歇式殺菌設(shè)備：立式殺菌器、臥式殺菌器（靜止式、回轉(zhuǎn)式）。連續(xù)式殺菌設(shè)備：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。第4章食品工廠工藝設(shè)計第六節(jié)水、汽用量估算水和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)的用水和用汽作出總體估計。第4章食品工廠工藝設(shè)計主要生產(chǎn)用水：原料清洗、濃縮器蒸汽的冷凝、殺菌后產(chǎn)品的冷卻、包裝容器的洗滌消毒、車間地坪和設(shè)備的定期清洗、產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中本身所需之水等。主要生產(chǎn)用汽：熱燙、配湯、濃縮、殺菌、干燥、保溫、設(shè)備和管道的消毒等。計算方法一般有兩種：估算法和計算法。

第4章食品工廠工藝設(shè)計一、估算法一個食品廠往往同時生產(chǎn)幾種產(chǎn)品，各產(chǎn)品的耗水、耗汽量因生產(chǎn)工藝不同而異。即使生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，因生產(chǎn)原料品種的差異以及設(shè)備的自動化程度、生產(chǎn)能力的大小、管理水平等工廠實際情況的不同而引起其耗水、耗汽量會有較大幅度的變化。初步計算時可先采用估算的方法。

第4章食品工廠工藝設(shè)計一、估算法按單位產(chǎn)品的耗水、耗汽量估算。根據(jù)生產(chǎn)相同類型產(chǎn)品的食品廠，其單位產(chǎn)品的耗水、耗汽量來估算。按單位時間設(shè)備的用水、用汽量估算。在一條生產(chǎn)線中，用各設(shè)備單位時間用水汽量的定額之總和來估算。設(shè)備單位時間用水汽量的定額可查閱相關(guān)設(shè)備資料獲得。對用水或用汽的壓力較高，用水或用汽量大而集中的地方，可單獨進行水汽用量估算，并單獨接入主干管道。按生產(chǎn)規(guī)模估算給水、給汽能力。按生產(chǎn)相同類型產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模相當(dāng)?shù)氖称窂S的用水、用汽量來估算。第4章食品工廠工藝設(shè)計二、計算法為了使生產(chǎn)車間的用水、用汽量能得到合理控制，達到節(jié)約用量的目的，可按生產(chǎn)工藝流程的各個工序進行逐個計算，為水汽輸送管徑和送管壓力的選用提供依據(jù)。第4章食品工廠工藝設(shè)計（1）要充分了解水用量計算的目的要求，從而采用適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒?。例如，要做一個生產(chǎn)過程設(shè)計，當(dāng)然就要對整個過程和其中的每個設(shè)備做詳細的用水量計算，計算項目要全面、細致，以便為后一步設(shè)備計算提供可靠依據(jù)。（2）繪出用水量計算流程示意圖。為了使研究的問題形象化和具體化，使計算的目的正確明了，通常使用框圖顯示所研究的系統(tǒng)。1、方法與步驟第4章食品工廠工藝設(shè)計（3）收集設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。需收集的數(shù)據(jù)資料一般應(yīng)包括：生產(chǎn)規(guī)模，年生產(chǎn)天數(shù)，原料、輔料和產(chǎn)品的規(guī)格、組成及質(zhì)量等。（4）確定工藝指標(biāo)及消耗定額等。設(shè)計所需的工藝指標(biāo)、原材料消耗定額及其他經(jīng)驗數(shù)據(jù)，根據(jù)所用的生產(chǎn)方法、工藝流程和設(shè)備，對照同類生產(chǎn)工廠的實際水平來確定。1、方法與步驟第4章食品工廠工藝設(shè)計（5）選定計算基準(zhǔn)。計算基準(zhǔn)是工藝計算的出發(fā)點，選擇正確，能使計算結(jié)果正確，而且可使計算結(jié)果大為簡化。因此，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)過程特點，選定統(tǒng)一的基準(zhǔn)。以單位時間產(chǎn)品或單位時間原料為計算基準(zhǔn)。以單位重量、單位體積或單位摩爾的產(chǎn)品或原料為計算基準(zhǔn)。如肉制品生產(chǎn)用水量計算，可以以100kg原料來計算。以加入設(shè)備的一批物料量為計算基準(zhǔn)。如啤酒生產(chǎn)就可以用投入糖化鍋、發(fā)酵罐的每批次用水量為計算基準(zhǔn)。1、方法與步驟第4章食品工廠工藝設(shè)計（6）由已知數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律列出相關(guān)數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式，并求解。此計算既適用于整個生產(chǎn)過程，也適用于某一個工序和設(shè)備。（7）校核與整理計算結(jié)果，列出水用量計算表。