《食品工廠》PPT課件

食品工廠 設計與環(huán)境保護 第 0章 緒論 概念： 將一個待建項目（一個工廠、車間、一套設備）用圖 紙、表格和必要的文字說明表達出來，然后由施工人 員建設完成的一系列程序。 工 廠 設 計 第 0章 緒論 原則： 體現(xiàn)國家有關方針和政策，切實可行，安全適用，技 術先進，效益良好。 內容： 包括總體設計和局部設計 工 廠 設 計 第 0章 緒論 作用和意義： 1、從國家角度： 相關部門的項目資助步驟 對經(jīng)濟的推動作用 宏觀調控 2、從工廠角度： 新廠的建設 融合資金，生存發(fā)展 經(jīng)濟效益，建設期的長短 工 廠 設 計 第 0章 緒論 3、從個人角度： 就業(yè)、晉升 對基礎知識的強化 從事其他相關專業(yè) 工 廠 設 計 第 0章 緒論 基本建設程序 廠址選擇和總平面設計 食品工廠工藝設計 輔助部門 工廠衛(wèi)生和生活設施 公用系統(tǒng) 本 課 程 的 內 容 第 0章 緒論 認識本課程的重要性 獲取相關知識的途徑 對已有知識的復習和加強 掌握制圖軟件 查閱參考書 學 習 要 求 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 了解基本建設及基本建設程序的主要內容； 熟悉項目建議書概要，工廠設計時應注意的問題； 掌握可行性研究的主要依據(jù)、作用、步驟、可行性研究報告的內 容及可行性研究注意事項； 了解食品工廠設計工作的職責、具體內容、工作步驟及施工、安 裝、試產(chǎn)、驗收、交付生產(chǎn)的工作程序和要求。 教 學 目 標 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 概念： 基本建設是指固定資產(chǎn)的建筑、添置和安裝，包括工 廠、農(nóng)場、水庫、商店等工程的建設，以及機械設備 和車輛等的添置和安裝，也包括機關、學校、醫(yī)院等 房屋、設備的建筑、添置和安裝及居民住宅的建設等。 內容： 建筑工程、設備安裝工程、設備 (包括需要安裝的和不 需要安裝的 )、工具、器具的購置、其他與固定資產(chǎn)擴 大再生產(chǎn)相聯(lián)系的勘察、設計等工作。 基 本 建 設 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 概念： 基本建設程序是指基本建設項目在整個建設過程中各項 工作的先后順序。 根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃和生產(chǎn)力布局的要求， 結合行業(yè)和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的要求，提出項目建議書。 項目建議書經(jīng)有關部門批準后，進行初步可行性研究或可行 性研究，同時選擇廠址。 在可行性研究獲得批準后，編寫設計計劃任務書。 根據(jù)批準的設計計劃任務書進行勘察、設計、施工、安裝、 試產(chǎn)、驗收，最后交付使用。 基 本 建 設 程 序 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 項目建議書必須根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃和工 業(yè)布局的要求，以及國內外市場的需求，在進行初步調查 研究的基礎上提出，是投資決策前對擬建項目的輪廓性設 想，主要是分析項目建設的必要性和可行性。 主要內容： 產(chǎn)品方案、市場分折、生產(chǎn)規(guī)模、投資額度、廠址選擇、 資源狀況、建設條件、建設期限、資金籌措及經(jīng)濟效益和 社會效益分析等。 項 目 建 議 書 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 概念： 可行性研究是對擬建項目在工程技術、經(jīng)濟及 社會等方面的可行性和合理性進行的研究。 依據(jù)： 根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃及行業(yè)和區(qū)域發(fā) 展規(guī)劃進行可行性研究 根據(jù)市場的供求狀況及變化趨勢進行可行性研究。 根據(jù)可靠的自然、地理、氣象、地質、經(jīng)濟、社會等 基礎資料進行可行性研究 可 行 性 研 究 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 根據(jù)與項目有關的工程技術方面的標準、規(guī)范、指標等 進行可行性研究 根據(jù)國家公布的關于項目評價的有關參數(shù)、指標等進行 可行性研究 可 行 性 研 究 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 作用： 為投資者進行工程項目決策提供依據(jù)。 為投資者申請項目貸款提供依據(jù)。 為商務談判和簽訂有關合同或協(xié)議提供依據(jù)。 是建設項目進行項目設計和項目實施的基礎。 是投資項目制訂技術方案、設備方案的依據(jù)。 是安排基本建設計劃，進行項目組織管理、機構設置及勞動定 員等的依據(jù)。 是環(huán)保部門審查建設項目對環(huán)境影響程度的依據(jù)。 為企業(yè)投資上市提供依據(jù)。 可 行 性 研 究 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 參與部門： 項目建設單位、主管部門、金融機構、工程咨詢公司、 工程建設承包單位、設備及材料供應單位以及環(huán)保、規(guī)劃、市政 公用工程等部門和單位 參與人員： 工業(yè)經(jīng)濟、市場分析、工業(yè)管理、工藝、設備、土建 及財務等方面的專家和投資者 工作步驟： 組建工作小組對擬建的工程項目進行可行性研究 數(shù)據(jù)調研與收集 方案編制與優(yōu)化 形成可行性研究報告初稿 論證和修改 可 行 性 研 究 可 行 性 研 究 建設項目 了解委托單位的建廠意圖 資源調查（原料落實） 市場需求調整、預測 擬定產(chǎn)品方案及建設規(guī)模 主要生產(chǎn)設備計算及選型 “綜合方案”向委托單位征求意見 廠址勘查 管理體制 公用工程方案 工藝試驗 工藝流程 可 行 性 研 究 生產(chǎn)設備、公用工程的平面布置 主要設備、建筑材料 廠區(qū)總平面布置及工程有關的區(qū)域平面布置 建筑、安裝工程量 建筑總進度表 總投資 定員編制 原材料 生產(chǎn)人員培訓計劃 流動資金需要量 產(chǎn)值 生產(chǎn)成本 經(jīng)濟評價 委托單位預審 編寫可行性報告 委托單位及其上級部門確認決策 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 內容： 建設目的 建設規(guī)模 產(chǎn)品方案或綱領 生產(chǎn)方式 工廠組成 總占地面積和地形圖 總的建筑面積和要求 設 計 計 劃 任 務 書 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 公用設施 交通運輸 投資估算 建廠進度 估算建成后的經(jīng)濟效益 設 計 計 劃 任 務 書 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 注意事項： 工程地質、水文地質的勘探、勘察報告，要按照規(guī)定，有主 管部門的正式批準文件 主要原材料和燃料、動力需要外部供應的，要有有關部門、 有關單位簽署的協(xié)議草案或意見書 交通運輸、給排水、市政公用設施等應有協(xié)作單位或主管部 門草簽的協(xié)作意見書或協(xié)議文件 建設用地要有政府部門批準的正式文件 產(chǎn)品銷路、經(jīng)濟效果和社會效益應有技術、經(jīng)濟負責人簽署 的調查分析和論證資料 設 計 計 劃 任 務 書 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 環(huán)保措施要有環(huán)保部門的鑒定意見 采用新技術、新工藝時，要有技術部門簽署的技術工藝成熟、 可用于工程建設的鑒定書 建設資金來源，如中央預算、地方預算內統(tǒng)籌、自籌、銀行 貸款、合資聯(lián)營、利用外資，均需注明乞如金融機構提供項目 貸款的，應附有關金融機構簽署的意見 設 計 計 劃 任 務 書 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 設計準備 擬建項目現(xiàn)場收集資料 同類工廠或同類工程項目所在地考察一些技術性、關鍵性資料 從政府有關部門收集國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、城市發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境 保護執(zhí)行標準、基礎設施現(xiàn)狀與規(guī)劃資料等 設計內容 二階段設計：擴初設計和施工圖設計 擴初設計：設計說明書、附件、總概算 施工圖設計： 圖紙 （施工、安裝說明）、表格（技術經(jīng)濟分析、 預算）。 設 計 工 作 (1)工藝部分：包括生產(chǎn)流程圖，車間工藝設備布置 平面圖、立面圖，管道布置平面圖、剖面圖或透視圖， 設備安裝圖，操作臺、設備及管道支架、吊架、管零 件、工器具以及設備表，材料匯總表等。 (2)給排水：包括供水、排水、水處理、污水處理設備布置， 管道布置，生活室、衛(wèi)生設備、浴室給排水管道布置，廠區(qū)排 水沙井、消防系統(tǒng)、涼水塔及循環(huán)用水、廢水回收，以及設備 表等。 (3)動力部分：包括鍋爐房、空壓機站、冷凍機和冷庫設備布 置圖、安裝圖，管道流程圖、機房及廠區(qū)管道布置圖、管道保 溫結構圖，主要的支架、吊架圖以及設備表、材料表等。 (4)采暖通風部分：包括通風、除塵、采暖、空調設備及管道 布置圖、系統(tǒng)圖，管道安裝施工詳圖、通用圖以及設備表、材 料表等。 (5)供電部分：包括變電站 (所 )，高、低壓配電室設備 布置圖，動力配線圖，照明配線圖，廠區(qū)接線系統(tǒng)、 防雷、通訊、非標準配電柜接線圖，安裝詳圖以及設 備表、材料表等。 (6)儀表及自動控制部分：包括生產(chǎn)過程各種介質的流量、質量、 液位、溫度、壓力、分析儀表的指示、記錄、信號、調節(jié)系統(tǒng)原理 圖，線路圖，儀表盤、儀表柜布置圖、接線圖以及材料表等。 (7)土建部分：包括總平面布置圖，廠區(qū)土方平衡圖，各部分廠房、 建筑物的建筑平面圖、立面圖、剖面圖和結構圖。各構筑物、圍墻、 道路、溝道結構圖。設備基礎圖，預留孔、預埋件圖。各種節(jié)點詳 圖，選用的標準圖、通用圖，門窗圖、表等。 (8)施工說明：包括各專業(yè)工種的施工說明各有不同。工藝的施工 說明設備的安裝要求，注意事項。管道設計的管材選用，連接方式 保溫結構，試壓要求，防腐油漆及標志油漆的色澤。安裝驗收規(guī)范 和標準等。 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 工藝設計： 全廠總體工藝布局 產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確 主要產(chǎn)品和綜合利用產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的確定 物料計算，設備生產(chǎn)能力的計算、選型 車間平面布置 勞動力計算及平衡 水、電、汽、冷、風、暖等用量的估算 管道布置、安裝及材料清單和施工說明 工 廠 設 計 內 容 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 非工藝設計： 總平面、土建、采暖通風、給排水、供電及自控、制 冷、動力、環(huán)保等的設計，有時還包括設備的設計。 工藝設計與非工藝設計關系： 工藝向土建提出工藝要求，而土建給工藝提供符合工 藝要求的建筑 工藝向給排水、電、汽、冷、暖、風等提出工藝要求 和有關數(shù)據(jù)，而水、電、汽等又反過來為工藝提供有 關車間安裝圖 工 廠 設 計 內 容 第 1章 基本建設程序和工廠設計的內容 土建對給排水、電、汽、冷、暖、風等提供有關建筑，而給排 水、電、汽等又給建筑提供有關涉及建筑布置的資料 用電各工程如工藝、冷、風、汽、暖等向供電提出用電資料； 用水各工程如工藝、冷、風、汽、消防等向給排水提出用水資 料 工 廠 設 計 內 容 第 2章 廠址選擇和總平面設計 掌握食品廠廠址選擇的原則及廠址、選擇報告的編 寫內容；了解總平面設計的原則、內容和基本方法 教學 目 標 第 2章 廠址選擇和總平面設計 原則： 應設在當?shù)氐囊?guī)劃區(qū)內，以適應當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃的統(tǒng)一布局，做 到節(jié)約用地 一般建在原料產(chǎn)地附近的大中城市郊區(qū)，個別產(chǎn)品為有利于銷 售也可設在市區(qū) 所選廠址要有可靠的地質條件，應避免將工廠設在流沙、淤泥、 土崩斷裂層上 廠 址 選 擇 第 2章 廠址選擇和總平面設計 廠區(qū)的標高應高于當?shù)貧v史最高洪水位 所選廠址面積的大小，應能盡量滿足生產(chǎn)要求，并有發(fā)展余地 和留有適當?shù)目沼鄨龅?所選廠址附近應有良好的衛(wèi)生環(huán)境 、較方便的運輸條件 所選廠址附近不僅要有充足的水源，而且水質要好 廠 址 選 擇 第 2章 廠址選擇和總平面設計 內容： 廠址的坐落地點，四周環(huán)境情況 原料供應情況 水、電、燃料、交通運輸及職工福利設施的供應和處理方式 廢水排放情況 經(jīng)濟分析 通過選擇比較，經(jīng)濟分析，確認哪一個廠址符合條件 廠 址 選 擇 報 告 第 2章 廠址選擇和總平面設計 概念： 所謂總平面設計，就是一切從生產(chǎn)工藝出發(fā)，研究并處理 建筑物、構筑物、道路、堆場、各種管線和綠化諸方面的相互關 系并在一張或幾張圖紙上用設計語言表示出來的方法。 內容： 平面布置和豎向布置 平面設計： 運輸設計 管線綜合設計 綠化布置和環(huán)保設計綠化布置 豎向設計：與平面設計垂直方向的設計 總 平 面 設 計 第 2章 廠址選擇和總平面設計 總平面設計的基本原則： 食品工廠總平面設計，布置務必緊湊合理，節(jié)約用地。 應符合工廠生產(chǎn)工藝的要求。 綠化布置和環(huán)保設計綠化布置。 主車間、倉庫等應按生產(chǎn)流程布置，并盡量縮短距離。 避免物料往返運輸。 總 平 面 設 計 第 2章 廠址選擇和總平面設計 必須滿足食品工廠衛(wèi)生要求和食品安全要求。 廠區(qū)道路應按運輸量及運輸工具的情況決定其寬度 廠區(qū)建筑物間距應按有關規(guī)范設計 廠區(qū)各建筑物布置也應符合規(guī)劃要求，同時合理利用地質、地 形和水文等自然條件 )相互間有影響的車間，盡量不要放在同一建筑物里，但相似車 間應盡量放在一起，提高場地利用率 總 平 面 設 計 第 2章 廠址選擇和總平面設計 建筑物、構筑物分類： 生產(chǎn)車間：如實罐車間、空罐車間、糖果車間、餅干車間、面 包車間、奶粉車間、煉乳車間、消毒奶車間、果汁灌裝車間、葡 萄酒灌裝車間、麥乳精車間、綜合利用車間等。 輔助車間：機修車間、中心試驗室、化驗室等。 倉庫：原料庫、冷庫、包裝材料庫、保溫庫、成品庫、危險品 庫、五金庫、堆場、廢品庫、車庫等。 動力設施：發(fā)電間、變電站、鍋爐房、冷凍機房、空壓機房和 真空泵房等。 供水設施：水泵房、水處理間、水井、水塔、水池等 排水系統(tǒng)：廢水處理設施。 總 平 面 設 計 第 2章 廠址選擇和總平面設計 階段： 擴初設計、施工圖設計 擴初步設計：總平面布置圖、擴初設計說明書 總平面布置圖：總平面布置圖圖紙比例按 1： 500或 1： 1000，圖 內應有地形等高線，原有建筑物、構筑物和擬建的建筑物、構筑 物的布置位置和層次，地坪標高、綠化位置、道路梯級、管線、 排水溝及排水方向等。在圖的一角或適當位置繪制風向玫瑰圖和 地區(qū)位置圖。 擴初設計說明書：設計依據(jù)、布置特點、主要技術經(jīng)濟指標和概 算等。 總 平 面 設 計 第 2章 廠址選擇和總平面設計 施工圖設計： 建筑總平面布置施工圖 豎向布置 管線布置圖 總平面布置施工圖說明書 總 平 面 設 計 第 3章 食品工廠工藝設計 掌握生產(chǎn)車間水、電、汽、冷用量的估算方法； 掌握生產(chǎn)車間平面布置的方法，能夠繪制工藝流程圖 及生產(chǎn)車間平面圖； 熟悉物料衡算的方法，對生產(chǎn)車間所需設備能選型配 套，會估算車間所需勞動力；了解管道設計、計算及 設備安裝常識，能制訂產(chǎn)品方案，確定班產(chǎn)量，確定 工藝流程。 教 學 目 標 第 3章 食品工廠工藝設計 食品工廠的工藝設計是以生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)車間為核 心的設計。根據(jù)計劃任務書所規(guī)定的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn) 品品種、質量要求，并結合建廠地點、原料來源動 力供應及水源水質等具體情況，因地制宜地確定生 產(chǎn)方法、技術水平；選擇工藝流程、生產(chǎn)設備進行 生產(chǎn)車間的布置。工藝設計還需對工廠設計的其它 部門或階段設計提供技術要求和基本數(shù)據(jù)資料。工 藝設計應力求技術先進，經(jīng)濟合理。 主 要 內 容 第 3章 食品工廠工藝設計 產(chǎn)品方案、產(chǎn)品規(guī)格及班產(chǎn)量確定； 主要產(chǎn)品及綜合利用產(chǎn)品的工藝流程的確定和操作說明； 物料衡算； 生產(chǎn)車間設備的生產(chǎn)能力的計算、選型及配套； 勞動力計算、平衡及勞動的組織； 生產(chǎn)車間平面布置； 生產(chǎn)車間水、電、汽、冷用量的估算； 生產(chǎn)車間管道設計、計算及設備安裝； 工藝設計還必須向非工藝設計和其他有關方面從工藝角度 提出要求 。 主 要 內 容 第 3章 食品工廠工藝設計 產(chǎn)品方案是食品工廠準備全年生產(chǎn)產(chǎn)品的種類、數(shù)量、生產(chǎn)周期、 生產(chǎn)班次的計劃安排。 產(chǎn)品方案制定原則： 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。 產(chǎn) 品 方 案 第 3章 食品工廠工藝設計 五個平衡： 產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應量要平衡； 生產(chǎn)季節(jié)性與勞動力要平衡； 生產(chǎn)班次要平衡； 設備生產(chǎn)能力要平衡； 水、電、汽負荷要平衡。 產(chǎn) 品 方 案 第 3章 食品工廠工藝設計 作用：是最主要的計算基準，直接影響到設備的配 套，車間的布置和占地面積，公用設施和輔助設施 的規(guī)格、大小以及勞動力的定員等；主要制約因素 有原料的供應情況和市場銷售情況、配套設備的生 產(chǎn)能力以及運作情況、冷庫及半成品的加工措施、 產(chǎn)品品種的搭配以及工廠的自動化程度。 班 產(chǎn) 量 第 3章 食品工廠工藝設計 年產(chǎn)量： Q=Q1+Q2-Q3-Q4 生產(chǎn)班制：旺季三班，淡季一班、中季兩班； 生產(chǎn)天數(shù)：旺季 78天、淡季 75天、中季 135天、余 下 77天為節(jié)假日和設備檢修日； 日產(chǎn)量 班產(chǎn)量 班 產(chǎn) 量 第 3章 食品工廠工藝設計 產(chǎn)品方案的制訂 （教材 p24-27） 產(chǎn)品方案的比較與分析 分析評價指標： 主要產(chǎn)品市場占有率的比較 主要產(chǎn)品年產(chǎn)值的比較 勞動生產(chǎn)率的比較 平均每人每年產(chǎn)值的比較 生產(chǎn)季節(jié)性的比較 設備使用平衡情況的比較 產(chǎn) 品 方 案 第 3章 食品工廠工藝設計 水電汽耗量的比較 環(huán)保保護比較 產(chǎn)品方案的比較與分析表 產(chǎn) 品 方 案 第 3章 食品工廠工藝設計 工藝流程確定的意義：保證產(chǎn)品質量、提高設備利用 率、降低生產(chǎn)成本、影響企業(yè)的經(jīng)濟利益。 確定原則： 根據(jù)原料性質、產(chǎn)品的規(guī)格要求、相關國家標準擬定； 注意經(jīng)濟效益，盡量選投資少、能耗低、成本低、產(chǎn) 品收率高的生產(chǎn)工藝； 注意 “ 三廢 ” 處理效果； 產(chǎn)品在市場上有較強的競爭能力，有利于原材料的綜 合利用； 工 藝 流 程 的 確 定 第 3章 食品工廠工藝設計 對特產(chǎn)或傳統(tǒng)名優(yōu)產(chǎn)品不得隨意更改生產(chǎn)工藝； 對科研成果，必須經(jīng)過中試放大后，才能用于設計中； 非定型產(chǎn)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(jīng)過有關部門鑒定，才能應用到 設計中來 結合實際條件，優(yōu)先采用機械化、連續(xù)自動化作業(yè)線； 嚴格按照食品安全市場準入制度要求擬訂工藝流程。 工 藝 流 程 的 確 定 第 3章 食品工廠工藝設計 生產(chǎn)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，以箭頭表示物料 流動方向，其中粗實線箭頭表示物料由原料到成品 的主要流動方向，細實線箭頭表示中間產(chǎn)物、廢料 的流動方向。 生產(chǎn)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主要物料流動 方向，細實線箭頭表示余料、廢料流動方向。 工 藝 流 程 圖 的 繪 制 第 3章 食品工廠工藝設計 物料計算意義 物料平衡圖： 物料名稱、成品質量、物料的流向、投料順序；繪 制時物料主流向向用實線箭頭表示，用細實線表示物料支流向。 物料平衡表 物 料 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 意義：是影響產(chǎn)品質量的關鍵，是體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標準，為 動力配電、水、汽用量提供計算依據(jù)，是工藝布置的基礎。 分類：計量和儲存設備；定型專用設備；通用機械設備和非 標準專業(yè)設備。 原則： 滿足工藝要求，保證產(chǎn)品的質量和產(chǎn)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。 設 備 選 型 第 3章 食品工廠工藝設計 適用性。結合我國國情，選用的設備應與建設規(guī)模、 產(chǎn)品方案，以及工廠的員工素質和管理水平相適應； 與可能得到的原材料、輔助材料和燃料相適應；與環(huán) 境保護要求相適應。 可靠性。選用的設備應經(jīng)過生產(chǎn)、運行的檢驗，并有 良好的可靠性記錄。 安全性。選用的設備在正常使用中應確保安全運行， 考察所采用的設備是否會對操作人員造成人身傷害， 有無保護措施，是否會破壞自然環(huán)境和生態(tài)平衡，能 否預防等。 設 備 選 型 第 3章 食品工廠工藝設計 經(jīng)濟合理性。在注重所采用的設備先進適用、安全可 靠的同時，應著重分析所采用的設備是否經(jīng)濟合理， 是否有利于節(jié)約項目投資和降低生產(chǎn)成本。 所選設備應符合食品衛(wèi)生要求，拆裝清洗方便，與食 品接觸部分用不易腐蝕的不銹鋼或對食品無污染的材 料制成。設備結構合理，材料性能可適應各種工作條 件 (溫度、壓力、濕度和酸堿度等 )。 在溫度、壓力、真空、濃度、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。 設 備 選 型 第 3章 食品工廠工藝設計 乳制品設備 夾層鍋、奶油分離機、洗瓶機、熱交換器、真空濃縮 設備和噴霧干燥設備、均質機、甩油機、凝凍機、冰 淇淋裝杯機 罐頭工廠主要設備 1、輸送設備 液體輸送設備：真空吸料裝置、流送槽和泵 固體物料輸送設備：帶式輸送機、螺旋輸送機和斗式 升送機 設 備 選 型 第 3章 食品工廠工藝設計 2、原料清洗設備 常用清洗設備包括鼓風式清洗機、空罐清洗機、全自 動洗瓶機等 全自動洗瓶機 3、原料預處理設備 分級機：滾筒式分級機、擺動篩、三輥筒式分級機 切片機：蘑菇定向切片機、菠蘿切片機 榨汁機、絞肉機、斬拌機、真空攪拌機 設 備 選 型 第 3章 食品工廠工藝設計 設 備 選 型 4、熱處理設備 熱交換器：列管式熱交換器、板式熱交器、滾筒式殺菌器、 夾層鍋、連續(xù)預煮機 真空濃縮設備：盤管式、中央循環(huán)式、升膜式、降膜式、片 式、刮板式和外加熱式 殺菌設備： 臥式殺菌器、常壓連續(xù)殺菌器 5、封罐設備 6、包裝設備 第 3章 食品工廠工藝設計 配置目的： 用于工廠定員編制、計算生活設施的面積和生活用水、用 汽量一產(chǎn)品產(chǎn)量、定額指標的制定以及工資和福利的計算 配置依據(jù)： 國家有關法律、法規(guī)及規(guī)章 工廠建設規(guī)模 生產(chǎn)運營復雜程度與自動化水平 人員素質與勞動生產(chǎn)率要求 組織機構設置與生產(chǎn)管理制度 人 力 資 源 配 置 第 3章 食品工廠工藝設計 配置內容： 制訂合理的工作制度和運轉班次，根據(jù)食品加工類 型和生產(chǎn)過程特點，提出工作時間、工作制度、生產(chǎn) 班次和方案等 分析員工配置數(shù)量，根據(jù)精簡、高效的原則和勞動 定額，提出配備各職能部門、各工作崗位所需人員數(shù) 量。技術改造項目，應根據(jù)改造后技術水平和自動化 水平提高的情況，優(yōu)化人員配置，所需人員首先由企 業(yè)內部調劑解決 人 力 資 源 配 置 第 3章 食品工廠工藝設計 確定各崗位人員應具備的勞動技能和文化素質 分析測算職工工資和福利費用 分析測算勞動生產(chǎn)率 提出員工選聘方案，特別是高層次管理人員和技術人員的 來源和選聘方案。 人 力 資 源 配 置 第 3章 食品工廠工藝設計 配置方法： 按勞動效率計算定員 按設備計算定員 按勞動定額定員 按崗位計算定員 按比例計算定員 按組織機構職責范圍、業(yè)務分工計算管理人員數(shù) 人 力 資 源 配 置 第 3章 食品工廠工藝設計 布置原則： 要有全局觀點，符合總體設計要求 車間設備布置時，應使設備能夠靈活調動，滿足多 種生產(chǎn)的可能，并留有適當余地； 設備要盡量按工藝流水線安排； 盡可能利用生產(chǎn)車間的運輸空間，各工序間要相互 配合，保證各物料運輸通暢，避免重復往返，合理安 排生產(chǎn)車間各種廢料排出，人員進出要和物料進出分 開； 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 對空壓機房、空調機房、真空泵等既要分隔，又要盡可能接近 使用地點，以減少輸送管路及損失。對散發(fā)熱量，氣味及有腐 蝕性的介質，要單獨集中布置； 應注意車間的采光、通風、采暖、降溫等設施。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?？梢栽O在室外的設備，盡可能設在室外 并加蓋簡易棚保護。 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 步驟與方法： 做出設備清單 對設備清單進行全面分析與整理、分類 確定廠房的建筑結構、形式、朝向、跨度、寬度，繪出承 重柱、墻的位置 按照總平面圖，確定生產(chǎn)流水線方向 繪制草圖、用方形或設備外形表示設備，尺寸應按照比例 縮小，排出多種方案比較，以求最佳方案 評價指標： 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 車 間 工 藝 布 置 對非工藝設計的要求： 對建筑外形的選擇要求 車間建筑的外形有長方形、 L形、 T形、 U形等。一 般為長方形，其長度取決于生產(chǎn)流水作業(yè)線的形式和 生產(chǎn)規(guī)模，一般 m左右適宜，車間層高按房屋的 跨度和生產(chǎn)工藝要求而定， 般以 m為宜。單層廠 房可酌量提高，車間內立柱越少越好。國外生產(chǎn)車 間 般高度 10m，也有車間達 m以上。 第 3章 食品工廠工藝設計 車 間 工 藝 布 置 對非工藝設計的要求： 對門、窗的要求 每個車間必須有兩道以上的門。作為人流、貨流和設備的出入 口，門的規(guī)格應比設備高 0.6-1.0m，比設備寬的 0.2-0.5m。為滿足 貨物或交通工具進出，門的規(guī)格應比裝貨物后的車輛高出 0.4m以上， 寬出 0.3以上。 生產(chǎn)車間的門應按生產(chǎn)工藝的要求進行設計，一般要求設置防 蠅、防蟲裝置，車間的門常用的有空洞門、單扇門、雙扇門、單扇 推拉門或雙扇推拉門、單扇雙面彈簧門、雙扇雙面彈簧門、單扇內 外開雙層門、雙扇內外開雙層門等。我國最常用的，效果較好的是 雙層門（一層紗門和一層開關門，門的代號用 “ M”表示）。在車間 內部各工段間要求差距不太大，為便于各工段間往來運輸及人員流 動一般均采用空洞門。 第 3章 食品工廠工藝設計 車 間 工 藝 布 置 對排出大量水蒸氣或油蒸汽的車間，應特別注意 排汽問題。一般對產(chǎn)生水蒸氣或油汽的設備需進行機 械通風，可在設備附近的墻上或設備上部的屋頂開孔， 用軸流風機在屋頂或墻上直接進行排汽。 食品工廠生產(chǎn)車間，對于局部排出大量蒸汽的設 備，在平面布置時，應盡量靠墻并設置在當?shù)叵募局?導風向的下風向位置，同時，將頂棚做成傾斜式，頂 板可用鋁合金板，這樣，可使大量蒸汽排至室外。 第 3章 食品工廠工藝設計 車 間 工 藝 布 置 對非工藝設計的要求： 對采光的要求 我國目前各食品工廠生產(chǎn)車間基本上是天然采光，車間的采光系 數(shù)一般要求為 1/4-1/6。采光系數(shù)是指采光面積和房間地坪面積的比 值。采光面積不等于窗洞面積。采光面積占窗洞面積的百分比與窗的 材料、形式和大小有關，一般木窗的玻璃有效面積占窗洞的 46% 64%， 鋼窗的玻璃有效面積占窗洞的 74%-79%。 窗是車間主要透光的部分，窗有側窗和天窗之分。車間內來自窗 的采光主要靠側窗，它開在四周墻上，工人坐著工作時窗臺高可取 0.8-0.9m；站著工作時，窗臺高度取 1 -1.2m。窗的種類很多，常用 的是雙層內、外開窗（紗窗和普通玻璃窗）。窗的代號 用 “ C”表示。 若房屋跨度過大或層高過低，側窗采光面積小，采光系數(shù)達不到要求， 還需在屋子頂上開天窗增加采光面積，也可多設日光燈照明，燈高離 地 2.8m，每隔 2m安一組。 第 3章 食品工廠工藝設計 對非工藝設計的要求： 對地坪的要求 食品工廠的生產(chǎn)車間經(jīng)常受水、酸、堿、油等腐蝕性 介質侵蝕及運輸車輪沖擊，故地坪須用標號較高的水泥 鋪蓋。生產(chǎn)車間設計陶土磚或設計為水磨石地面。工藝 布置中盡量將有腐蝕性介質排出的設備集中布置，做到 局部設防，縮小腐蝕范圍。 地坪應有 1.5-2.0%的坡度，并設有明溝或地漏排水。 設計時車間應考慮采用運輸帶和膠輪車，以減少地坪受 沖擊。國內食品工廠生產(chǎn)車間常用的地坪有地面磚、石 板地面、高標號混凝土地面、紅磚地面、塑料地面。國 外亦多用紅磚地坪和水泥地坪，也有水泥地層上敷有環(huán) 氧樹脂涂層。 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 建筑結構：磚木結構、混合結構、鋼結構 磚木結構：建筑物屋頂支承構件采用木制屋架 ,建 筑物的所有重量由木柱或磚墻傳遞到基礎和地基上 的結構為磚木結構，這樣的墻叫承重墻。這種結構 因受木材長度和強度的限制，建筑物的跨度一般小 于 m，往往在 1 1 m左右。由于食品廠生產(chǎn) 車間一般散發(fā)的溫度和濕度較高，木材容易腐爛而 影響食品衛(wèi)生，所以，食品廠生產(chǎn)車間一般不宜選 用這種結構。 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 鋼筋混凝土結構：主要構件梁、柱、屋架、基礎均 采用鋼筋混凝土，而墻只作為防護設施，這種結構 叫鋼筋混凝土結構，也叫框架結構，是食品工廠生 產(chǎn)車間和倉庫等最常用的結構。在建筑的跨度、高 度上可按生產(chǎn)要求加以放大，而不受材料的影響。 這種結構可以是單層，也可以是多層，并可將不同 層高、不同跨度的建筑物組合起來。但由于鋼結構 的主要構件采用鋼材，造價高、且需要經(jīng)常維修， 故對溫度、濕度較高的食品廠生產(chǎn)車問不適宜。 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 混合結構：混合結構的屋架用鋼筋混凝土，由承重墻來支持。 混合結構一般只用作平房，跨度在 18，層高可達 m，柱距不超過 m?；旌辖Y構可用于食品工廠生產(chǎn)車間的 單層建筑。 鋼結構：鋼結構的主要構件采用鋼材，由于造價高，且需經(jīng) 常維修，故對溫、濕度較高的食品廠生產(chǎn)車間，則不適宜采 用。 總之，食品工廠生產(chǎn)車間的一般單層或多層建筑，基本上選 用鋼筋混凝土結構，而單層建筑亦可選用混合結構。食品工 廠生產(chǎn)車間一般不宜采用磚木結構和鋼結構。 車 間 工 藝 布 置 第 3章 食品工廠工藝設計 計算意義 ： 食品生產(chǎn)中，水是必不可少的物料 加水量必須嚴格控制 供水衡算 ， 即根據(jù)不同食品生產(chǎn)中對水的不同需求 ， 進行用水 量的計算 ， 是十分重要的 ， 并且與物料衡算 、 熱量衡算等工藝計 算以及設備的計算和選型 、 產(chǎn)品成本 、 技術經(jīng)濟等均有密切關系 。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 方法一： “單位產(chǎn)品耗水量定額”來估算 按單位噸產(chǎn)品耗水量來估算 水 用 量 的 計 算 產(chǎn)品名稱 耗汽量 耗水量 產(chǎn)品名稱 耗汽量 耗水量 消毒奶 0.28 0.4 8 10 奶油 1.0 2.0 28 49 全脂奶粉 10 15 130 150 干酪素 40 55 380 400 全脂甜奶粉 9 12 100 120 乳粉 40 45 40 50 甜煉乳 3.5 4.6 45 60 第 3章 食品工廠工藝設計 按主要設備的用水量來估算 有些設備的用水量較大，在安排管路系統(tǒng)時，要考慮到它們 在生產(chǎn)車間的分布情況。對用水壓力要求較高，用水量大而 集中的地方，應單獨接入主干管路。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 按食品工廠規(guī)模來估算 供水能力一個食品工廠要設置多大的給水能力，主要是根據(jù) 生產(chǎn)規(guī)模，特別是班產(chǎn)量的大小而定。用水量與產(chǎn)量有一定 的比例關系，但不一定成正比。班產(chǎn)量越大，單位產(chǎn)品耗水 量相應越低。給水能力因而可相應減低。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 成品類別 班產(chǎn)量（ t班） 建議給水能力 （ t h） 備 注 肉禽水產(chǎn)類罐 頭 4 6 8 10 15 20 40 50 70 90 120 150 不包括速凍冷 藏 果蔬類 4 6 10 15 25 40 50 70 120 150 200 250 蕃茄醬例外 奶粉、甜煉乳、 奶油 5 10 15 15 20 28 30 57 60 消毒奶、酸奶、 冰淇淋、奶油 干酪素、乳糖 5 10 50 10 15 18 25 70 90 第 3章 食品工廠工藝設計 方法二： “單位產(chǎn)品耗水量定額”來計算 對于規(guī)模較大的食品工廠，在進行水用量計算；時必須采用 計算的方法，保證用水量的準確性。方法和步驟如下： 1、要充分了解水用量計算的目的要求，從而采用適當?shù)挠嬎?方法。 例如，要做一個生產(chǎn)過程設計，當然就要對整個過程 和其中的每個設備做詳細的用水量計算，計算項目要全面、 細致，以便為后一步設備計算提供可靠依據(jù)。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 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)。圖形表達的內容應準確、詳細。 3、 收集設計基礎數(shù)據(jù) 。 需收集的數(shù)據(jù)資料一般應包括：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 、 組成及質量 等 。 4、確定工藝指標及消耗定額等。 設計所需的工藝指標、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 程和設備，對照同類生產(chǎn)工廠的實際水平來確定，這必須是 先進而又可行的。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 5、 選定計算基準 。 計算基準是工藝計算的出發(fā)點；選擇正確 ， 能使計算結果正確 ， 而且可使計算結果大為簡化 。 因此 ， 應 該根據(jù)生產(chǎn)過程特點 ， 選定統(tǒng)一的基準 。 在工業(yè)上 ， 常有的 基準有： （ 1）以單位時間產(chǎn)品或單位時間原料為計算基準。 （ 2）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 。如肉制品生產(chǎn)用水量計算，可以以 kg原料來計 算。 （ 3）以加入設備的一批物料量為計算基準 ，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。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 6、由已知數(shù)據(jù)，根據(jù)質量守恒定律列出相關數(shù)學關聯(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 和設備。 7、校核與整理計算結果，列出水用量計算表。 在整個水用量 計算過程中，對主要計算結果都必須認真校核，以保證計算 結果準確無誤。一但發(fā)現(xiàn)差錯，必須及時重算更正，否則將 耽誤設計進度。最后，把整理好的計算結果列成供水衡算表。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 以 5000t年啤酒為計算基準，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 1421 400 100 5684（ kg） 糖化用水時間設為 0.5，故： 每小時最大用水量 5684 0.5 11370（ kg h） 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 （）洗槽用水 ： kg原料約用水 kg，則需用水 量： .（ kg） 用水時間為 .，則每小時： 洗槽最大用水量 . .（ kg h） （）糖化鍋洗刷用水 ：有效體積為的糖化鍋及其 設備洗刷用水每糖化一次，用水約，用水時間為， 故： 洗刷最大用水量（） 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 （）沉淀槽冷卻用水 ： G=Q/c（ t2-t1） 式中 熱麥汁放出熱量 （ ） 熱麥汁相對密度麥汁 熱麥汁量 .（ kg h） 熱麥汁比熱容 . kJ（ kg.k） 熱麥汁溫度 冷卻水溫度 冷卻水比熱容 . kJ（ kg.K） .（）（ kJ h） 帶入上式得： G=14236（ kg h） 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 （）沉淀槽洗刷用水 ：每次洗刷用水 .，沖洗時間設 為 .，則每小時最大用水量 . .（ t h） （）麥汁冷卻器冷卻用水 ： 麥汁冷卻時間設為，麥汁冷卻溫度為 分兩段 冷卻， 第一段：麥汁溫度 冷水溫度 冷卻水用量： G=Q/c（ t2-t1） 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 麥汁放出熱量： 麥汁量 kg 麥汁比熱容 . kJ（ k g .K） 麥汁溫度 水的比熱容 . kJ（ k g. K） 冷卻水溫度 1 麥汁冷卻時間 h ）（ 水 用 量 的 計 算 ）（） hkg. ）（） hkJ. 第 3章 食品工廠工藝設計 （）麥汁冷卻器沖刷用水 ：設沖刷一次，用水 4 ，用水時間為 . h，則： 最大用水量為： .（ t h） （）酵母洗滌用水 （無菌水）： 每天酵母泥最大產(chǎn)量約，酵母貯存期每天 換水一次，新收酵母洗滌次，每次用水量為酵母 的倍，則連續(xù)生產(chǎn)每天用水量：（） （） 設用水時間為，故最大用水量為（ t h） 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 （）發(fā)酵罐洗刷用水 ：每天沖刷體積為 的發(fā)酵罐個，每個用水，沖刷地面共用水 ，每天用水量 （）。 用水時間設為 .，最大用水量 . （ t h） （）貯酒罐沖刷用水 ： 每天沖刷體積為的貯酒罐一個，用水為 ，管路及地面沖刷用水，沖刷時間為， 最大用水量為（ t h）。 水 用 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 （）清酒罐沖刷 ：每天使用體積為 .的 清酒罐個，沖洗一次，共用水，沖刷時間為 min，則最大用水量： （ t h） （）過濾機用水 ：過濾機臺，每臺沖刷一次， 用水（包括頂酒用水），使用時間為 .， 則最大用水量 .（ t h） 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 （）洗棉機用水 ： 洗棉機放水量： 洗棉機體積濾餅體積（濾餅片） . （ .） . . . .（ m） .（ t） 洗棉過程中換水量： 取換水量為放水量的倍： . .（） 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 洗棉機洗刷用水： 每次洗刷用水 .（） 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： （） （ . . .） .（） 在洗棉過程中，以換水洗滌時的耗水量最大，設換水時間為 ，則每小時最大用水量為： . .（ t h） 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 （）鮮啤酒桶洗刷用水 ：旺季每天最大產(chǎn)啤酒量 .（三鍋 量），其中鮮啤酒占（設桶裝占），則桶裝啤酒量為： . .（）（） 鮮啤酒桶體積為桶： 所需桶數(shù) .（桶 d） 沖桶水量為桶體積 .倍： 每日用水量 . . . .（ t） 沖桶器每次同時沖洗桶，沖洗時間為 . min，故： 每小時用水量 . . 2 . 2.4（ t h） 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 （）洗瓶機用水 ：按設備規(guī)范表，洗瓶機最大生產(chǎn)能力為 瓶 h（最高線速），沖洗每個瓶約需水 . L，則： 用水量 = .（ L h） 以每班生產(chǎn)計，總耗水量 （ L） （）裝酒機用水 ：每沖洗一次，用水 .，每班沖洗一次，每 次 .，最大用水量 . .（ t h） （）殺菌機用水 ：殺菌機每個瓶耗水量以計算，則： 用水量 （ L h） （ L班） （）其他用水 ：包括沖洗地面、管道沖刷、洗濾布，每班需用水 ，設用水時間為，則每小時用水暈（ t h） 第 3章 食品工廠工藝設計 水 用 量 的 計 算 把上述計算結果整理成供水衡算表 0年啤酒廠啤酒車間供水衡算表 名稱 規(guī)格 噸產(chǎn)品 消耗額 （ t t） 每小時用 量（ kg h） 每天用量 （ t d） 年耗量 （ t年） 冷 水 無菌水 自來水 117 0.15 155379 3000 2331 3 582750 750 第 3章 食品工廠工藝設計 用 汽 量 的 計 算 第 3章 食品工廠工藝設計 用 汽 量 的 計 算 糖化用水耗熱量： Q1=760425.5（ KJ） 第一次蒸煮耗熱量： Q2=739707.7 （ KJ） 第二次蒸煮前混合醪升溫至 70 的耗熱量： Q3=181518.78 （ KJ） 第二次煮沸混合醪的耗熱量： Q4=279463.7 （ KJ） 洗槽水耗熱量： Q5=+1657198.6 （ KJ） 麥汁煮沸過程耗熱量： Q6=4436638.82 （ KJ） 第 3章 食品工廠工藝設計 用 汽 量 的 計 算 糖化一次總耗熱量： Q總 = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 760425.5+739707.7+181518.78+279463.7+1657198 .6+4436638.82 糖化一次耗用蒸汽量： M蒸汽 =3918346（ kg） 糖化過程中每小時最大蒸汽耗用量： Qmax=1438.85kg/h 用 汽 量 的 計 算 年耗蒸汽總量 =3918.46 700=2742922(kg) 每噸啤酒成品耗用蒸汽量： 2742922/5034=545kg/t 每晝夜耗蒸汽量： 3918.46 6=23510.76 第 3章 食品工廠工藝設計 1、概述 管路的計算與設計是食品工廠工藝設計的主要內容 之一。蒸汽、水、壓縮空氣、煤氣以及流體物料都要用 管路來輸送，設備與設備間的相互連接也要依靠管路， 組成一條連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)線。合理的管路設計， 不僅可 以保證建設指標的先進合理，還可以保證生產(chǎn)操作的正 常進行以及廠房布置的整齊美觀和良好的通風采光 。特 別對于乳品廠、飲料廠、啤酒廠等成套設備，都離不開 管路連接。在進行食品工廠設計時，特別是 施工圖設計 階段，工作量最大 、花時間最多的是管路的布置設計。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 2、管路設計與布置的步驟 (1)選擇管路材料 。 根據(jù)輸送介質的化學性質 、 流動狀 態(tài) 、 溫度 、 壓力等因素 ， 經(jīng)濟合理地選擇管路的材料 。 (2)選擇介質的流速 。 根據(jù)介質的性質 、 輸送的狀態(tài) 、 黏度 、 成分 ， 以及與之相連接的設備 、 流量等 ， 參照有 關表格數(shù)據(jù) ， 選擇合理經(jīng)濟的介質流速 。 (3)確定管徑 。 根據(jù)輸送介質的流量和流速 ， 通過計算 、 查圖或查表 ， 確定合適的管徑 。 (4)確定管壁厚度 。 根據(jù)輸送介質的壓力及所選擇的管 道材料 ， 確定管壁厚度 。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (5)確定管路連接方式。 管道與管道間，管道與設備， 管道與閥門間，設備與閥門間都存在著一個連接方法 問題，有等徑連接，也有不等徑連接。 可根據(jù)管材、 管徑、介質的壓力、性質、用途、設備或管道的使用 檢修狀態(tài)，確定連接方式。 (6)選閥門和管件 。 介質在管內輸送過程中 ， 有分 、 有 合 、 轉彎 、 變速等情況 。 為了保證工藝的要求及安全 ， 還需要各種類型的閥門和管件 。 根據(jù)設備布置情況及 工藝 、 安全的要求 ， 選擇合適的彎頭 、 三通 、 異徑管 、 法蘭 等管件和 各種閥門 。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (7)選管路的熱補償器 。 管道在安裝和使用時往往存在溫差 ， 冬季和夏季使用也有很大溫差 。 為了消除熱應力 ， 首先要計 算管道的受熱膨脹長度 ， 然后考慮消除熱應力的方法 。 當熱 膨脹長度較小時可通過管道的轉彎 、 支管 、 固定等方式自然 補償；當熱膨脹長度較大時 ， 應從波形 、 方形 、 弧形 、 套筒 形等各種熱補償中選擇合適的熱補償形式 。 (8)絕熱形式 、 絕熱層厚度及保溫材料的選擇 。 根據(jù)管道輸 送介質的特性及工藝要求 ， 選定絕熱的方式 ， 保溫 、 加熱保 護或保冷 。 然后根據(jù)介質溫度及周圍環(huán)境狀況 ， 通過計算或 查表確定管壁溫度 ， 進而通過計算 、 查表或查圖等方法來確 定絕熱層厚度 。 根據(jù)管道所處環(huán)境 (振動 、 溫度 、 腐蝕性 )， 管道的使用壽命 ， 取材的方便及成本等因素 ， 選擇保溫材料及輔助材料 。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (9)管路布置。 首先根據(jù)生產(chǎn)流程，介質的性質和流向， 相關設備的位置、環(huán)境、操作、安裝、檢修等情況，確 定管道的敷設方式，明裝或暗設。其次在管道布置時， 在垂直面的排布和水平面的排布、管間距離、管與墻的 距離、管道坡度、管道穿墻、穿樓板、管道與設備相接 等各種情況，要符合有關規(guī)定。 (10)計算管路的阻力損失。 根據(jù)管道的實際長度、管道 相連設備的相對標高、管壁狀態(tài)、管內介質的實際流速， 以及介質所流經(jīng)的管件、閥門等來計算管道的阻力損失， 以便校核檢查選泵、選設備、選管道等前述各步驟是否 正確合理。當出現(xiàn)問題時，或改變管徑，或改變管件、 閥門，或重選泵等輸送設備或其他設備的能力。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (11)選擇管架及固定方式 。 根據(jù)管道本身的強度 、 剛度 、 介質溫度 、 工作壓力 、 線膨脹系數(shù) ， 投入運行后的受力 狀態(tài) ， 以及管道的根數(shù) 、 車間的梁柱 、 墻壁 、 樓板等土 木建筑結構 ， 選擇合適的管架及固定方式 。 (12)確定管架跨度。根據(jù)管道材質、輸送的介質、管道 的固定情況及所配管件等因素，計算管道的垂直荷重和 所受的水平推力，然后根據(jù)強度條件或剛度條件確定管 架的跨度。也可通過查表來確定管架的跨度。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (13)選定管道固定用具 。 根據(jù)管架類型 、 管道固定方式 、 選擇管架附件 ， 即管道固定用具 。 所選管架附件是標準 件 ， 可列出圖號 。 對于非標準件 ， 需繪出制作圖 。 (14)繪制管道圖。管道圖包括平面、剖面配管圖、透視 圖、管架圖和工藝管道支吊點預埋件布置圖等。 (15)編制管材 、 管件 、 閥門 、 管架及絕熱材料綜合匯總 表 。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 3、 食品工廠車間管路的布置 (1)選擇恰當?shù)墓懿暮烷y門 由于食品車間的管路所輸送的介質具有一定的酸度和 含有某些腐蝕性強的物質 (如酸 、 堿等 )， 管路和閥門容 易受到腐蝕引起滲漏 ， 造成污染 。 因此 ， 選擇恰當?shù)墓?材和閥門是防止污染 ， 保證正常生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié) 。 在食 品車間配管中 ， 除了上下水外 ， 從衛(wèi)生角度考慮 ， 盡可 能采用不銹鋼和無縫鋼管 。 選用的閥門有截止閥、閘閥、球閥、蝶閥、針形閥和 橡皮隔膜閥等。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 截止閥： 主要用于上下水以及不直接與罐相連的蒸汽、 空氣和物料管道。當用在與罐直接相連的管道上時，必 須采用高質量的，其閥芯最好改用聚四氟乙烯墊圈。 針形閥： 一般由不銹鋼制成，適于小流量的調節(jié)，嚴 密可靠，堅固耐用，一般用于取樣、接種和補料口的管 道上。 球閥、蝶閥：用聚四氟乙烯作為密封墊圈，提高其密 封性能以后，也可廣泛應用于現(xiàn)代食品工業(yè)。 閘閥：適用于大口徑的空氣及蒸汽管道 。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 平旋止逆閥： 在食品車間的管道中使用較廣泛。當設 備某些部件發(fā)生故障時，能防止管道中的液體或氣體發(fā) 生倒流。 橡皮隔膜閥： 優(yōu)點是嚴密可靠 ， 閥桿不與物料接觸 ， 所以特別適用于食品工業(yè) 。 但所采用的橡皮隔膜閥應耐 高溫 ， 一般由氯丁橡膠與天然膠的混合物制成 。 隔膜閥 需定期檢查和更換隔膜 。 另有一種三通橡皮隔膜閥 ， 主 要用于接種 (如酸奶的生產(chǎn) )。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 (2)選擇正確的管道連接 除上下水管可以用螺紋連接外， 其余管道均以焊接和法蘭連接為宜。當管路受到冷、熱、 震動等的影響時，螺紋連接的接口易松動，從而造成滲 漏。如在接種和液體輸送時，因液體快速流動造成局部 真空，在滲漏處將外界空氣吸入，空氣中的微生物被帶 入管路和罐中造成污染。焊接的連接方法簡單，而且密 封可靠，所以空氣滅菌系統(tǒng)、培養(yǎng)液滅菌系統(tǒng)和其他物 料管道以焊接連接為好。需要經(jīng)常拆卸檢修處可以用管 法蘭連接。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 對靠近罐、缸的管道，如補料管道、空氣管道、油管等， 均用彎管、焊接、法蘭連接取代彎頭、管接頭、三通、 四通、大小頭等管件連接的方法，這樣可以減少接頭處 滲漏染菌。 (3)合理布置管道 食品生產(chǎn)車間的管道布置，一方面 要滿足生產(chǎn)工藝流程要求，保證管道和閥門本身不漏， 另一方面要考慮清洗和滅菌徹底的要求。因此，對于食 品生產(chǎn)車間的管道布置還要考慮以下各點： 盡量減少管道的數(shù)量和長度，一方面可節(jié)省投資，另 一方面減少染菌機會。管道越短越好，安裝要整齊美觀。 與罐、缸連接的管道有空氣管、進料管、蒸汽管、水管、 取樣管、排氣管等，將其中可以合并的管道合并后與各 種罐、缸連接。例如有的工廠將空氣管、進料管、出料 管合為一條管與各種罐、缸連接，做到一管多用。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 要保證罐體和有關管道都可以進行蒸汽滅菌，即保證 蒸汽能夠達到所有需滅菌的地方。對于某些蒸汽可能達 不到的死角 (如閥 )要裝設與大氣相通排氣口。在滅菌操 作時，將排氣口打開，使蒸汽暢流通過，同樣可以起到 滅菌的作用。對于接種、取樣、補料等操作管路要配置 單獨的滅菌系統(tǒng)，使其能在罐、缸滅菌后或生產(chǎn)過程中 可單獨進行滅菌。其他設備的安裝均可照此配置。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 對于種子罐的排氣管不能因為節(jié)約管材，而互相連接 在一條總管上。其罐底排污管 (下水管 )也不能相互連接 在一條總管上。否則在使用中會相互串通、相互干擾， 引起污染的 “ 連鎖反應 ” 。排氣管道的串通連接尤其不 利于污染的防治。一般以每臺罐、缸具有獨立的排氣管、 下水管道為宜。 要避免冷凝水排入已滅菌的罐和空氣過濾器中。冷凝 水不是絕對無菌的，如進人罐內會導致污染，如進入空 氣過濾器會使空氣過濾器失效。為此，蒸汽管道應盡可 能包有保溫層，減少蒸汽在管道內冷凝，此外，一些與 無菌部分相連的蒸汽管道要有排冷凝 水的閥門。 第 3章 食品工廠工藝設計 管 路 的 計 算 與 設 計 為了