食品工廠工藝設計食品工廠工藝設計是整個設計的主

第四章 食品工廠工藝設計 食品工廠工藝設計是整個設計的主體和中 心，決定全廠生產和技術的合理性，并對建廠 的費用和生產的產品質量、產品成本、勞動強 度有著重要的影響，同時又是非工藝設計的依 據(jù)。因此，食品工廠工藝設計具有重要的地位 和作用。 食品工廠工藝設計的步驟 工藝設計主要是在由原料到各個生產過程中，設計物質變化 及流向，包括所需設備的運用。具體步驟如下： （ 1）根據(jù)前期可行性調查研究，確定產品方案及生產規(guī)模。 （ 2）根據(jù)當前的技術，經(jīng)濟水平選擇生產方法。 （ 3）生產工藝流程設計。 （ 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）選擇設備。 （ 7）車間工藝布置。 （ 8）管路設計。 （ 9）其它工藝設計。 （ 10）編制工藝流程圖、管道設計圖及說明書等。 第一節(jié) 產品方案及班產量的確定 一 .概述 產品方案又稱 生產綱領，實際是食品廠準備全年 （季度、月）生產哪些品種和各種產品的規(guī)格、產量、 產期、生產車間及班次等的計劃安排。 當然市場經(jīng)濟 條件下的工廠要以銷定產，產品方案既作為設計依據(jù)， 又是工廠實際生產能力的確定及挖潛余量的測算。產 品方案的影響因素是多方面的，主要有：產品的市場 銷售、人們的生活習慣、地區(qū)的氣候和不同季節(jié)的影 響。在制定產品方案時，首先要調查研究，分析得到 的資料，以此確定主要產品的品種、規(guī)格、產量和生 產班次。其次是要用調節(jié)產品用以調節(jié)生產忙閑不均 的現(xiàn)象。最后盡可能把原料綜合利用及貯存半成品， 以合理調劑生產中的淡、旺季節(jié)。 總之，在安排產品方案時，應盡量 做到“四個滿足”和“五個平衡”。 “四個滿足”是： (1)滿足主要產品產量的要求； (2)滿足原料綜合利用的要求； (3)滿足淡旺季平衡生產的要求； (4)滿足經(jīng)濟效益的要求 。 “五個平衡”是： （ 1）產品產量與原料供應量平衡； （ 2）生產季節(jié)性與勞動力平衡； （ 3）生產班次要平衡； （ 4）產品生產量與設備生產能力要平衡； （ 5）水、電、氣負荷要平衡。 二、班產量（年產量）的確定 班產量是工藝設計的最主要經(jīng)濟基礎，直接影響 到車間布置、設備配套，占地面積，勞動定員和產品 經(jīng)濟效益。一般情況下，食品工廠班產量越大，單位 產品成本越低，效益越好，由于投資局限及其它方面 制約，班產量有一定的限制，但是必須達到或超過經(jīng) 濟規(guī)模的班產量。 最適宜的班產量實質就是經(jīng)濟效益 最好的規(guī)模。 1.決定班產量的因素 (1)原料的供應量多少 (2)生產季節(jié)的長短 (3)延長生產期的條件 (4)定型作業(yè)線或主要設備的能力 (5)廠房、公用設施的綜合能力 2.年產量的確定 年生產能力按如下估算： Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5 式中 Q新建廠某類食品年產量； Q1本地區(qū)該類食品消費量； Q2本地區(qū)該類食品年調出量； Q3本地區(qū)該類食品年調入量； Q4本地區(qū)該類食品原有廠家的年產量； Q5 本廠準備銷出本地區(qū)以外的量。 對于淡旺季明顯的產品，如飲料、月餅、 巧克力可按下式計算： Q=Q旺 +Q中 +Q淡 Q旺： 旺季產量 Q中： 中季產量 Q淡： 淡季產量 3.生產班制 一般食品工廠每天生產班次為 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備生產能力來決定，若原料 供應正常，或廠有冷庫貯藏室及半成品加工設備， 可以延長生產期，不必突擊多開班次，這樣有利 于勞動力平衡、設備利用充分、成品正常銷售， 便生產管理，經(jīng)濟效益提高。 4.工作日及日產量 5.班產量 三 .產品方案的制定 舉例 : 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） 年產 4000t餅干廠產品方案 產品名稱 年 產 量 /t 班產 量 (t) 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 嬰兒餅干 2.403 菊花餅干 1.960 動物餅干 2.540 雞蛋餅干 2.100 口香餅干 2.736 椒鹽餅干 2.007 雙喜餅干 1.800 鈣制餅干 2.106 寶石餅干 1.700 奶油餅干 2.034 孔雀餅干 2.000 鴛鴦餅干 1.746 旅行餅干 1.890 人參餅干 1.760 維生素餅干 1.680 四、產品方案比較 制訂產品方案時 ， 為保證方案合理 ， 有利于食品 工廠發(fā)展和管理 ， 應按設計計劃任務書中確定的年產 量和品種 ， 制定出 2個以上的產品方案 ， 按下述原則進 行分析 ， 對方案進行技術上的先進性和可行性進行比 較 ， 并結合市場 、 經(jīng)濟 、 生產 、 社會綜合考慮 ， 從中 找出一個最佳方案作為設計依據(jù) 。 1.主要產品年產值和年產量 2.每天所需工人數(shù)及最多最少之差的比較 3.勞動生產率 （ 年產量 /工人總數(shù) ） 4.每天 （ 月 ） 原料 、 產品數(shù)之差比較 5.平均每人年產值 （ 元 /人 .年 ） ： 6.季節(jié)性和設備平衡比較 7.水 、 電 、 汽消耗量比較 8.組織生產難易的比較 9.基建投資的比較 10.社會 、 經(jīng)濟效益比較：利潤 產品方案分析 項目方案 方案一 方案二 方案三 產品年產值 勞 動 生 產 率 （ t/人 年 ） 平均每人年產 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 ） 全年空員工人 數(shù)差值 （ 人 ） 原料損耗率 第二節(jié) 生產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備基本相近 ,只要這些產品不同時 生產 ,其相同工藝過程的設備是可以公用的 ,所以我們在確 定產品工藝流程時只要將主要產品的工藝流程確定后 ,其 他產品就好辦了。但必須指出，為了保證食品產品的質量， 對不同原料應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，不僅會影響產品質 量，而且會影響到工廠的經(jīng)濟效益，所以，我們對所設計 的食品廠的主要產品工藝流程應進行認真探討和論證。 一 、 原則 工藝流程是初步設計審批過程中主要審查內容之一 ， 它 的正確與否往往決定產品質量 、 產品競爭力 ， 決定食品廠的 生存與發(fā)展 ， 選擇工藝流程必須通過分析 、 比較 ， 從理論和 實際各個方面進行論證 ， 證實它在技術上是先進的 。 在經(jīng)濟 上是高效的 ， 符合設計計劃任務書的要求： （ 1） 原料匹配性 。 根據(jù)原料性質 、 種類和來源擬定工藝流 程 。 （ 2） 按產品規(guī)格和部頒標準擬定 。 （ 3） 注意經(jīng)濟效益 ， 盡量選投資少 ， 消耗低 ， 成本低 ， 產 品收益率高的生產工藝 。 （ 4） “ 三廢 ” 處理效果好 ， 減少 “ 三廢 ” 處理量 ， 治理三 廢項目與主體工程同時設計 ， 同時施工 ， 選用產品 “ 三廢 ” 少或經(jīng)過治理容易達到國家規(guī)定的 “ 三廢 ” 排放標準的生產 工藝 。 （ 5） 產品在市場有較強的競爭能力 ， 有利于原材料的綜合 利用 。 （ 6） 對傳統(tǒng)名優(yōu)產品不得隨意更改生產工藝 ， 一旦更改必 須經(jīng)過反復實驗 、 專家鑒定 、 報上級批準 。 （ 7） 對科研成果 ， 必須經(jīng)過中試放大后 ， 才能應用 。 （ 8） 優(yōu)先采用機械化 、 連續(xù)化自動作業(yè)線 ， 暫不能實現(xiàn)機 械化生產的品種 ， 其工藝流程應盡量按流水線排布 ， 減少原 料 ， 半成品在生產流程中停留的時間 ， 避免變色 、 變味 、 變 質現(xiàn)象發(fā)生 。 （ 9）罐裝后需要殺菌的食品最好采用連續(xù)殺菌或高溫短時 殺菌，高濃縮操作的食品應采用真空濃縮以減少溫度對產品 色澤和口味的影響，特別是對熱敏性的食品，需要注意。 （ 10） 結合我國國情 。 在進行產品工藝設計時 ， 必須以我國 具體情況出發(fā) ， 在市場消費水平 ， 相關機械設備及電氣儀表 制造能力 ， 勞動就業(yè)與生產自動化水平關系等方面做出恰當 的衡量 ， 綜合考慮 。 在引進國外先進技術和設備時 ， 要考慮 是否適合我國生產實際 ， 并注意消化吸收 ， 以縮短與發(fā)達國 家的水平差距 。 （ 11） 確保安全生產 ， 以保證人身和設備安全 。 二、生產工藝流程設計 生產方法確定以后 ， 就開始工藝流程的設計 。 有如下內容： （ 一 ） 確定生產線數(shù)目 根據(jù)產品方案及生產規(guī)模 ， 視生產實際情況 ， 結合投資大 小 ， 確定生產線及生產線數(shù)目 。 如果產量大 ， 可采用幾條生產 線 ， 以便生產調劑 ， 設備護理等 。 （ 二 ） 確定生產線自動化程度 生產線有間歇和連續(xù)兩種 。 在確定生產線自動化程度時 ， 根據(jù)生產特點和技術成熟性 ， 結合生產規(guī)模 ， 一般采用先進 、 經(jīng)濟 、 合理的自動化生產線 ， 高品質產品生產配以自動化在線 檢測 ， 以保證產品質量 。 （ 三 ） 工藝流程圖的設計 工藝流程圖的設計主要包括生產工藝流程示意圖 ， 生產工 藝流程草圖和生產工藝流程圖三個階段 。 1.生產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變?yōu)榘氤善返倪^程及應用 的相關設備 。 它只是定性的生產工藝表述 ， 不要求正確 的比例繪制 。 主要包括生產過程中需要經(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 。 內容 包括 工序名稱 、 完成該工序工藝操作手段 （ 手工或機械 設備名稱 ） 、 物料流向 、 工藝條件等 。 在方框圖中 ， 應 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 ， 細實線表示中間產物 ， 輔助 料 ,廢料的流動方向 。 2.工藝流程草圖由四個部分組：生產工藝流程圖 、 圖例 、 設備 一覽表和必須的文字證明 ， 繪制工藝流程早圖時要求如下： A 表示出廠房各層樓面的標高 B 用細實線畫出設備示意圖 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 ” 、 副產物的去向等 。 F 附注圖例 ， 并按圖標繪出 。 常采用 1： 50， 1： 100， 1： 200等 。 具體繪制工藝流程草圖的步驟如下： 生產工藝設備流程圖包括： 有關設備的基本外形 ， 工序名稱 、 物料流向等 。 必要時 ， 還應表示各設備間位 置距離及其高度 。 設備外形以簡單直觀為準 。 生產工藝設備流程圖畫法是：將生產設備按生產流 程順序和高低位置是在圖面自左至右的展開 ， 用細線繪 制 ， 繪出顯示設備形狀特征的簡單外形 ， 可按比例畫 ， 也可不按比例 ， 設備的排列位置在圖上表示出來 ， 原 、 輔料和介質流向用粗實線表示 ， 表示不同介質流向的管 線在圖上不能相交 ， 交接處用細實線或圓弧避開 ， 圖上 的設備應注明名稱或設備編號 。 3.生產工藝流程圖，又稱帶控制點的工藝流程 圖，是初步設計的重要內容。它是在經(jīng)過多次 反復比較、修改，確認設計合理無誤后繪制正 式設計結果，它更加全面、完整、合理、是設 備布置和管道設計的依據(jù)，并可供施工安裝、 生產操時參考。 第三節(jié) 物料計算 物料衡算包括該產品的 原輔料和包裝材料 的計算。 通過物料衡算，可以確定各種主要物料的采購運輸和 倉庫儲存量，并對生產過程中所需的設備和勞動力定 員的需要量提供計算依據(jù)。計算物料時，必須使原、 輔料的質量與經(jīng)過加工處理后所得成品和損耗量相平 衡。加工過程中投入的輔助料按正值計算，加工過程 中的物料損失，以負值計入。這樣，可以計算出原料 和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平 衡圖。并為下一步設備計算、熱量計算、管路設計等 提供依據(jù)和條件。還為勞動定員、生產班次、成本核 算提供計算依據(jù)。因此，物料衡算在工藝設計中是一 項既細致又重要的工作。 一 計算方法 物料衡算的基本資料是“技術經(jīng)濟定額指標” ，而 技術經(jīng)濟定額指又是工廠在生產實踐中積累起來的經(jīng)驗 數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)因具體條件而異，如地區(qū)差別、機械化 程度、原料品種、成熟度、新鮮度及操作條件等不同， 選用時要根據(jù)具體條件而定，一般老廠改造按該廠原有 的技術經(jīng)濟定額為計算依據(jù)，新建廠則參考相同類型、 相近條件工廠的有關技術經(jīng)濟定額指標，再以新建廠的 實際情況作修正。 在物料衡算時，計算對象可以是全廠、全車間、某 一生產線、某一產品，在一年或一月或一日或一個班次， 也可以是單位批次的物料數(shù)量。 一般新建食品工廠的工 藝設計都是以“班”產量為基準。例如： 每班耗用原料量 （ kg班 ） =單位產品耗用原料量 （ kg t） 班產量 （ t班 ） ； 每班耗用各種輔料量 (kg斑 )=單位產品耗用各種 輔料量 （ 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 t） 班產量 （ t班 ） （ 1十 0 1 損耗 ） 。 單位產品耗用的各種包裝材料、包裝容器也可 仿照上述方法計算。若一種原料生產兩種以上產 品，則需分別求出各產品的用量，再匯總求得。 另外，在物料計算的時候，也有用原料利用率作 為計算基礎。 二 計算結果的表示 物料計算結果通常用物料平衡圖或物料平 衡表來表示。 1.物料平衡圖 物料平衡圖是根據(jù)任何一種物料的重量與 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的，平衡圖的內容 包括： 物料名稱、質量、成品質量、物料的流 向、投料順序 等項。繪制物料平衡圖時，實線 箭頭表示物料主流向，必要時用細實線表示物 料支流向 。 2.物料平衡表 物料平衡表是物料平衡計算的另一種表示 形式，其內容與平衡圖相同 物料平衡表 名稱 計算 單位 主、輔原料 產品 食 品 損 失 1 損 失 2 損 失 3 批 次 質量 百分比 班 次 質量 百分比 第四節(jié) 設備生產能力計算及選型 物料衡算是設備選型的根據(jù) ， 而設備選型則要符 合工藝的要求 。 設備選型是保證產品質量的關鍵和體 現(xiàn)生產水平的標準 ， 又是工藝布置的基礎 ， 并且為動 力配電 ， 水 、 汽用量計算提供依據(jù) 。 設備選型應根據(jù) 每一個品種單位時間 （ 小時或分 ） 產量的物料平衡情 況和設備生產能力采確定所需設備的臺數(shù) 。 若有幾種 產品都需要共同的設備 ， 在不同時間使用時 ， 應按處 理量最大的品種所需要的臺數(shù)來確定 。 對生產中的關 鍵設備 ， 除按實際生產能力所需的臺數(shù)配備外 ， 還應 考慮有備用設備 。 一般后道工序設備的生產能力要略 大于前道工序 ， 以防物料積壓 。 設備選型及設備設計的原則 食品工廠生產設備大體可分四個類型： 計量 和貯存設備；通用機械設備；定型專用設備和非 標準專業(yè)設備 。 在選擇設備時 ， 要按照下列原則 進行： . 滿足工藝要求 ， 保證產品的質量和產量 。 . 一般大型食品工廠應選用較先進的 ， 機械 化程度高的設備；中型廠則看具體條件 ， 一些主 要產品可選用機械化 、 連續(xù)化程度較高的設備； 小型廠則選用較簡單的設備 。 . 所選設備能充分利用原料 ， 能耗少 ， 效率 高 ， 體積小 ， 維修方便 ， 勞動強度低 ， 并能一機 多用 。 . 所選設備應符合食品衛(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 。 . 設備結構合理 ， 材料性能可適應各種工 作條件 （ 如溫度 、 濕度 、 壓力 、 酸堿度等 ） 。 . 在溫度 、 壓力 ， 真空度 ， 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 。 設備生產能力的計算 食品工廠所用設備的生產能力，有些一看 銘牌就可知道，但有些設備的生產能力隨物料、 產品品種、生產工藝條件等而改變，例如流槽、 輸送帶、殺菌鍋等等。 食品工廠主要設備的選擇 食品工廠生產的產品種類多 ,使用的設 備各式各樣。設備生產廠家普及國內外， 其型號、規(guī)格不一，設計者應正確選擇設 備，滿足工藝要求，確保食品廠產品的產 量和質量，下面主要是罐頭廠來介紹。 . 罐頭工廠主要設備 . . 輸送設備 罐頭工廠主要輸送設備一般分為固體輸送設備和液體輸 送設備兩大類 。 . . . 固體輸送設備 固體輸送設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、清洗和預處理操 作臺等。在罐頭廠，該機械常用在原料預處理、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?， 如粒狀和顆粒狀物 料 。 . . . 液體輸送設備 在液體輸送設備中 ， 常用的有流送槽 、 真空吸料裝置和泵等 。 （ ） 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備進行真空吸料 ， 不需增添其他設備 。 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 在食品廠常用的泵有離心奶泵 ， 螺桿泵 、 齒輪泵等 。 離心奶泵在食品廠用于液體的輸送 ， 在乳品廠應用尤為 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 ， 確保食品衛(wèi)生 ， 故又稱衛(wèi)生泵 。 螺桿泵是一種回轉容積式泵 ， 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)生產流水線上常采用此泵 。 齒輪泵亦屬于回轉容積式泵 ， 在食品廠中主要用來輸送 粘稠液體 ， 如油類 、 糖漿等 。 . . 清洗和原料預處理設備 食品原料在其生長 ， 成熟 、 運輸及貯藏過程中 ， 會受到塵埃 ， 砂土 、 微生物及其他污物的污染 。 因此 ， 在加工前必須進行清洗 。 此外 ， 為保證食品容器清潔 和防止肉類罐頭產生油商標等質量事故 ， 都必須有相 應的清洗機械與設備 。 常用的清洗設備有鼓風式清洗機、空罐清洗機， 全自動洗瓶機、實罐清洗機等。鼓風式清洗機，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。 常用的原料預處理設備有分級機（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。 滾筒 式分級機，分級效率高，目前廣泛用于蘑菇和 青豆等的分級；三輥筒式分級機適用于球形或 近似球形體的果蔬原料，如蘋果、柑桔、蕃茄、 桃子和菠蘿等按直徑大小不同進行分級；斬拌 機和真空攪拌機是午餐肉的專用設備。 . . 熱處理設備 食品工廠熱處理設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 、 保持產品的顏色和方便其他工序的操作 等 。 它包括預煮 、 預熱 、 蒸發(fā)濃縮 、 干燥 、 排氣 和殺菌等設備 。 常用的熱處理設備有列管式熱交 換器 、 板式熱交換器 、 輥筒式殺菌器 、 夾層鍋 、 連續(xù)預煮機 （ 分鏈帶式和螺旋式 ） ， 真空濃縮設 備 （ 按加熱器結構分 ， 有：盤管式 、 中央循環(huán)式 、 升膜式 、 降膜式 、 片式 、 刮板式 、 外加熱式等 等 ） 、 排氣設備 、 殺菌設備 （ 立式 、 臥式 、 常壓 連續(xù)式 、 回轉式等等 ） 等 。 . . . 熱交換器 熱交換器中 ， 列管式熱交換器 廣泛應用在蕃 茄汁 ， 果汁 、 乳品等液體食品的生產過程中 ， 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 中小型乳品廠使用； 夾層鍋 常用于物料的熱燙 、 預煮 ， 調味液的配制及熬煮一些濃縮產品； 連續(xù) 預煮機 廣泛用于蘑菇 、 青刀豆 、 青豆 、 蠶豆等各 種原料的預煮 。 . . . 真空濃縮設備 真空濃縮設備的加熱器結構種類很多 ， 在選擇不同結 構的真空濃縮設備時 ， 應根據(jù)以下食品溶液的性質來確定 。 結垢性：有些溶液在加熱濃縮時 ， 會在加熱面上生成垢 層 ， 從而增加熱阻 ， 降低傳熱系數(shù) ， 嚴重時使設備生產能 力下降 ， 甚至停產 。 所以 ， 對易發(fā)生垢層的料液 ， 最好選 擇 流速較大的強制循環(huán)型或升膜式濃縮設備 。 結晶性：有些溶液在濃度增加時，會有晶粒析出，而且 沉積于傳熱面上，從而影響傳熱效果，嚴重時會堵塞加熱 管。對于這類食品溶液，常采用 帶有攪拌器的夾套式濃縮 設備或帶有強制循環(huán)的濃縮器 。 粘滯性：有些食品溶液的粘度隨濃度的增加而增加 ， 使流速 降低 ， 傳熱系數(shù)變小 ， 生產能力下降 。 對于粘度較高的食品溶 液 ， 一般選用 強制循環(huán)式 、 刮板式或降膜式濃縮設備 。 熱敏性：在食品工業(yè)的生產過程中 ， 各種不同原料對熱的敏 感性亦不同 ， 有些產品在加工溫度過高時 ， 會影響色澤 ， 使產 品質量下降 ， 所以 ， 對這類產品 應選用停留時間短 、 蒸發(fā)溫度 低的真空濃縮設備 ， 一般選用各種薄膜式或真空度較高的濃縮 設備 。 發(fā)泡性：有些食品溶液在濃縮過程會產生大量氣泡 ， 這樣 ， 泡沫易被二次蒸汽帶走 ， 增加產品損耗 ， 嚴重時無法操作 ， 造 成停產 。 因此 ， 在濃縮器的結構上 ， 要考慮消除發(fā)泡的可能 ， 同時要設法分離回收泡沫 ， 一般采用 強制循環(huán)型和長管薄膜濃 縮器 ， 以提高料液在管內流速 。 真空濃縮裝置中除真空濃縮設備外 ， 還有附屬設備 ， 它主 要包括捕沫器 、 冷凝器及真空裝置等 . . . 殺菌設備 罐頭廠的殺菌設備種類很多 ， 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 又有靜止式和回轉式兩種 。 連續(xù)式殺菌設備有常壓 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 。 在我國各罐頭廠中主要是立式殺菌器 ， 臥式殺 菌器及常壓連續(xù)殺菌器 。 . . 封罐設備 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 ， 封罐機的生產能力是按每分鐘封多少罐計 ， 而不是按班產量計 。 螺口瓶用四旋蓋擰蓋機封罐 。 . . 成品包裝機械設備 常用的成品包裝機械包括貼標機、裝箱機、封箱 機、捆扎機等。 . . 空罐設備 罐身生產設備有：焊錫罐設備 （ 單機和自動焊 錫機 ） 、 電阻焊設備 。 常用的空罐罐蓋設備有：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) 勞動力計算 勞動力計算主要用于工廠定員編制、生活設 施的面積計算及用水用汽量計算，同時對工廠設 備的合理使用、人員配備，以及對產品產量、定 額指標的制訂都有密切關系。 勞動力的計算主要是根據(jù)生產單位重量的品 種所需要的勞動工日來計算 ,一般是按車間來計 算 ,對于生產車間來說： 每班所需工人數(shù)（人 /班） =勞動生產率（人工 /t 產品） 班產量 計算勞動力時應注意： 1 勞動生產率高低主要決定于原料新鮮度、成熟度、 工人熟練程度及設備的機械化、自動化 2 勞動定員應合理，不能過多、過少 3 全年勞動定員應基本平衡，在生產旺季時可使用少 量臨時工，但應是技術性不強的。 4 男女比應是接近 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，則生產力的計算就按新的勞動生產 率及勞動生產定額指標進行計算。 第六節(jié) 生產車間工藝布置 食品工廠生產車間布置是工藝設計的重要部分 ， 不僅 對建成投產后的生產實踐有很大關系 ， 而且影響到工廠整 體 。 車間布置一經(jīng)施工就不易改變 ， 所以 ， 在設計過程中 必須全面考慮 。 工藝設計必須與土建 ， 給排水 、 供電 、 供 汽 、 通風采暖 、 制冷以及安全衛(wèi)生等方面取得統(tǒng)一和協(xié)調 。 生產車間平面設計 ， 主要是把車間的全部設備 （ 包括 工作臺等 ） ， 在一定的建筑面積內作出合理安排 。 平面布 置圖 ， 就是生產車間內 ， 設備布置的俯視圖 。 在平面圖中 ， 必須表示清楚各種設備的安裝位置 。 下水道 、 門窗 、 各工 序及車間生活設施的位置 ， 進出口及防蠅 、 防蟲措施等 。 除平面圖外 ， 有時還必須畫出生產車間剖面圖 ， 剖面圖又 叫 “ 立剖面圖 ” 。 它是解決平面圖中不能反映的重要設備 和建筑物立面之間的關系 ， 以及畫出設備高度 、 門窗高度 等在平面圖中無法反映的盡寸 。 生產車間工藝布置的原則 . 要有總體設計的全局觀點 。 首先滿足生產的要求 ， 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系 ， 以及發(fā)展前景等方面 ， 滿 足總體設計的要求 。 . 設備布置要盡量按工藝流水線安排 設備布置要盡量按工藝流水線安排 ， 但有些特殊設備可按相 同類型作適當集中 ， 務必使生產過程占地最少 ， 生產周期最短 、 操作最方便 。 如果一車間系多層建筑 ， 要設有垂直運輸裝置 ， 一 般重型設備最好設在底層 。 原料收發(fā)間應設有地磅 。 . 應考慮到進行多品種生產的可能 在進行生產車間設備布置時，應考慮到進行多品種生產的可 能，以便靈活調動設備，并留有適當?shù)挠嗟?，以便更換設備。同 時，還應注意設備相互間的間距和設備與建筑物的安全維修距離。 既要操作方便，又要保證維修裝拆和清潔衛(wèi)生的方便。 . 生產車間與其他車間的各工序要相互配合 為保證各物料運輸通暢 ， 避免重復往返 ， 生產車間與其他 車間的各工序要相互配合 。 必須注意：要盡可能利用生產車間 的空間進行運輸；合理安排生產車間各種廢料排出；人員進出 口要和物料進出口分開 。 . 必須考慮生產衛(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 。 對散發(fā)熱量 、 氣味及有腐蝕性的介質 ， 要單獨集中布 置 。 對空壓機房 ， 空調機房 、 真空泵房等既要分隔 、 又要盡可 能接近使用地點 ， 以減少輸送管路及管路損失 。 . 應注意車間的采光 、 通風 、 采暖 、 降溫等設施 。 . 可以設在室外的設備 ， 盡可能設在室外 ， 上面可加蓋簡 易棚 。 生產車間工藝布置的步驟與方法 食品工廠生產車間平面設計一般有兩種情況 ， 一種是新設 計車間平面布置；另一種是對原有廠房進行平面布置設計 。 后 一種比前一種更困難些 ， 因為有很多限制條件 ， 但設計方法相 同 ， 現(xiàn)將生產車間平面布置設計步驟敘述于下： . 整理好設備清單和生活室等各部分的面積要求 食品廠 車間設備清單 序號 設備名 稱 規(guī)格型 號 安裝 尺寸 生產 能力 臺數(shù) 備注 清單中分出固定的 、 移動的 、 公共的 、 專用的以 及重量等說明 。 其中笨重的 、 固定 、 專用的設備應盡 量排在車間四周 ， 輕的 、 可移動 、 簡單的設備可排在 車間中央 ， 方便更換設備 . 確定廠房地建筑結構 、 形式 、 朝向 、 跨度 ， 繪 出寬度和承重柱 、 墻的位置 。 一般車間 m長 為宜 ， （ 不超過 m） 。 在計算紙上畫出車間長度 、 寬度和柱子 。 . 按照總平面圖 ， 確定生產流水線方向 。 . 用硬紙板剪成小方塊 （ 按比例 ） ， 在草圖上布 置 ， 排出多種方案分析比較 ， 以求最佳方案 。 . 討論 、 修改 、 畫草圖 ， 對不同方案可以從以下 幾個方面進行比較： 建筑結構造價； 管道安裝； （ 包括工藝 、 水 、 冷 、 汽等 ） 車間運輸； 生產衛(wèi)生條件 、 操作條件； 通風采光 。 . 擺進生活室 、 車間辦公室 。 . 畫出車間主要剖面圖 （ 包括門窗 ） 。 . 審查修改 。 . 畫出正式圖 。 生產車間工藝布置對非工藝設計的要求 車間工藝布置設計與建筑設計密切相關 ， 在工藝布置 過程中應對建筑結構 、 外形 、 長度 、 寬度及有關問題提出 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 ， 其長度取決于生產流水作業(yè)線的形式和生產規(guī) 模 ， 一般 m左右適宜 ， 車間層高按房屋的跨度和生產工 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 。 國外生產車間 般高度 10m， 也有車 間達 m以上 。 .2 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 . . m， 比設備寬的 . . m。 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 . m以上 ， 寬出 .以上 。 生產車間的門應按生產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 。 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 地夏季主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 。 .3 對采光的要求 我國目前各食品工廠生產車間基本上是天然采光 ， 車間 的采光系數(shù)一般要求為 。 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 ， 鋼窗的 玻璃有效面積占窗洞的 。 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 . m . m；站著工作時 ， 窗臺高度 取 . m。 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 . m， 每隔 m安一組 。 .4 對地坪的要求 食品工廠的生產車間經(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 . . 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 。 （ 加厚 mm） 。 .5 對內墻面的要求 食品工廠對車間內墻面要求很高 ， 要防霉 、 防濕 、 防腐 、 有利于衛(wèi)生 。 轉角處理最好設計為圓弧形 ， 具 體要求如下： .5. 墻裙 一般有 . . m的墻裙 （ 護墻 ） ， 可用白瓷磚 。 墻裙可保證墻面少受污染 ， 并易于洗凈 。 .5. 內墻粉刷 一般用白水泥沙漿粉刷，還要涂上耐化學腐蝕的 過氯乙烯油漆或六偏水性內墻防霉涂料。也可用仿瓷 涂料代替瓷磚，可防水、防霉。這種涂料對食品工廠 車間內墻面很適宜。 .6 對溫控的要求 生產車間最好有空調裝置。在沒有空調的 情況下，門窗應設紗門紗窗。在我國南方地區(qū)， 在沒有空調的情況下，除設紗門紗窗外，其車 間的層高一般不宜低于 m，以確保有較好的通 風。密閉車間應有機械送風，空氣經(jīng)過過濾后 送入車間，屋頂布有通風器，風管一般可用鋁 板或塑料。產品有特別要求者，局部地區(qū)可使 用正壓系統(tǒng)和采取降溫措施。 .7 樓蓋 樓蓋是由承重結構、鋪面、天花、填充物等 組成。承重結構是梁和板，鋪面是樓板層表面層， 它可保護承重結構，并承受地面上的一切作用力。 填充物起隔音、隔熱作用。天花起隔音、隔熱和 美觀作用。頂棚必須平整，防止積塵。為防滲水， 樓蓋最好選用現(xiàn)澆整體式結構，并保持 . .的坡度，以利排水，保證樓蓋不滲水、不 積水。 .8 對建筑結構的要求 食品工廠生產車間的建筑結構大體上可分磚木結 構 、 混合結構 、 鋼筋混凝土結構和鋼結構等 。 (1)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 m左右 。 由于食品廠生產車間一般散發(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 ， 食品廠生產車間一般不宜選用這種結構 。 （ 2） 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 ， 層高可達 m， 柱距不超過 m。 混合結構可用于食品工 廠生產車間的單層建筑 。 （ 3） 鋼筋混凝土結構 鋼筋混凝土結構為食品工廠生產車間和倉庫等 最常用的結構 。 在建筑的 跨度 、 高度上可按生產要 求加以放大 ， 而不受材料的影響 。 該結構的跨度一 般為 m， 層高可達 m以上 ， 柱距 可按需要 ， 一般為 m。 所謂鋼筋混凝土結構 ， 其主要構件梁 、 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 。 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 。 因為這種結構強度高 ， 耐久性好 ， 所以是食品工廠 生產車間常用的結構 。 （ 4） 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 車間 ， 則不適宜采用 。 總之 ， 食品工廠生產車間的 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 。 食品工廠生產車間一般不宜 采用磚木結構和鋼結構 。 第七節(jié) 水汽用量的計算 一 .用水量計算 (一 ).計算的意義 食品生產中 ， 水是必不可少的物料 。 因為食品生產過程 涉及的物理方法和生化反應 ， 都必須有水的存在 ,不管是原料 的預處理 、 加熱 、 殺菌 、 冷卻 、 培養(yǎng)基的制備 、 設備和食品 生產車間的清洗等都需要大量的水 。 可以說 ， 沒有水食品生 產就無法進行 。 在食品加工中 ， 無論是原料的預處理 、 蒸煮 、 糖化等過程 ， 都有原料的最佳配比 、 物料濃度范圍 ， 故加水 量必須嚴格控制 。 所以 ， 對于食品生產來說 ， 供水衡算 ， 即 根據(jù)不同食品生產中對水的不同需求 ， 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 、 產品成本 、 技術經(jīng)濟等均有密切關系 。 (二 ).供水衡算的方法和步驟 根據(jù)食品生產工藝 、 設備或規(guī)模不同 ， 生 產過程用水量也隨之改變 ， 有時差異很大 。 即 便是同一規(guī)模 、 工藝也相同的食品生產 ， 單位 成品耗水量往往也大不相同 。 所以在工藝流程 設計時 ， 必須妥善安排 ， 合理用水 ， 盡量做到 一水多用 。 供水衡算的方法有兩種：即按“單位產品 耗水量定額”來估算和計算的方法。 按 “ 單位產品耗水量定額 ” 來估算 用 “ 單位產品耗水量定額 ” 來估算生產車間的用水 量 ， 其方法簡便 ， 但目前在我國尚缺乏具體和確切的技 術經(jīng)濟指標 。 一個食品工廠往往同時要生產幾種產品 ， 而各產品在生產過程中缺乏對耗水量的計量 ， 一般是按 當月所耗水之總量分攤到各產品中去 。 各廠的攤派方式 不同 ， 其定額指標亦不相同 ， 另外 ， 單位產品的耗水額 還因地區(qū)不同 、 原料品種的差異以及設備條件 、 生產能 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 。 對于規(guī)模小的食品工廠在進行供水衡算時可采用 “ 單位產品耗水量定額 ” 估算法 ， 可分為三個步驟 ， 即 按單位噸產品耗水量來估算 、 按主要設備的用水量來估 算和按食品工廠生產規(guī)模來擬定給水能力 。 部分乳制品平均每噸成品耗汽量表 產品名稱 耗汽量 耗水量 產品名稱 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 注： （ 1） 以上指生產用水 ， 不包括生活用水 。 （ 2） 北方氣候寒冷 ， 應取較大值 。 (1) 按單位噸產品耗水量來估算 ( ) 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 。 ( ) 按食品工廠規(guī)模來擬定供水能力 一個食品工廠要設置多大的給水能力，主 要是根據(jù)生產規(guī)模，特別是班產量的大小而定。 用水量與產量有一定的比例關系，但不一定成 正比。班產量越大，單位產品耗水量相應越低。 給水能力因而可相應減低。 部分罐頭食品和乳制品的給水能力表 成品類別 班產量（ t班） 建議給水能力（ t h） 備 注 肉禽水產類罐頭 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 注： （ ） 以上單位指生產用水 ， 不包括生活用水 。 （ ） 南方地區(qū)氣溫高 ， 冷卻水量較大 ， 應取較大值 。 計算法 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： （ ） 要充分了解水用量計算的目的要求 ， 從而采用適當?shù)挠?算方法 。 例如 ， 要做一個生產過程設計 ， 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) 。 （ ） 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 。 （ ） 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 產規(guī)模 ， 年生產天數(shù) ， 原料 、 輔料和產品的規(guī)格 、 組成及質量 等 。 （ ） 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)所用的生產方法 、 工藝流 程和設備 ， 對照同類生產工廠的實際水平來確定 ， 這必須是先 進而又可行的 。 （ ） 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)生產過程特點 ， 選定統(tǒng)一的基準 。 在工業(yè)上 ， 常有的 基準有： 以單位時間產品或單位時間原料作為計算基準 。 以單位重量 、 單位體積或單位摩爾的產品或原料為計算基準 。 如肉制品生產用水量計算 ， 可以以 kg原料來計算 。 以加入設備的一批物料量為計算基準 ， 如啤酒生產就可以用 投入糖化鍋 、 發(fā)酵罐的每批次用水量為計算基準 。 （ ） 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 生產過程 ， 也適用于某一個工序和設備 。 （）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。 用供水衡算實例 以年啤酒為計算基準 ， 混合原料量 為 kg(單位批次投料量 )。 （ ） 糖化耗水量計算 ： kg混合原料大約需用水量 kg。 糖化用水量 （ kg） 糖化用水時間設為 . ， 故： 每小時最大用水量 .（ kg h） （ ） 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（） （ ） 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 . 熱麥汁量 . （ kg h） 熱麥汁比熱容 . kJ （ kgK） 熱麥汁溫度 冷卻水溫度 冷卻水比熱容 . kJ （ kgK） . （ ） （ kJ h） )( 12 ttc QG ）（） hkg. （ ） 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： )( 12 ttc QG ）（ ）（） hkJ. ）（） hkg. 麥汁放出熱量： 式中 麥汁量 kg 麥汁比熱容 . kJ （ kgK） 麥汁溫度 水的比熱容 . kJ （ kgK） 冷卻水溫度 麥汁冷卻時間 h （ ） 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 每天用水量： （ ） （ ） 設用水時間為 ， 故最大用水量為 （ t h） （ ） 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） 。 （ ） 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） （ ） 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： . .（） 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） （ ） 鮮啤酒桶洗刷用水 ：旺季每天最大產啤酒量 . （ 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） （ ） 洗瓶機用水 ：按設備規(guī)范表 ， 洗瓶機最大生產能力為 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） 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 二 . 用汽量計算 (熱量衡算 ) （ 一 ） 熱量衡算的意義 在食品工廠的生產操作中，熱量的需求是不可或缺的， 而熱量常常是以蒸汽的形式提供。如罐頭廠、乳品廠的主要 用汽部分有：熱燙、配湯、濃縮、干燥、殺菌、保溫、設備 和管道的消毒、車間的清潔衛(wèi)生等。熱量衡算就是要通過對 生產中熱量需求量的計算，確定生產用汽量，并通過計算， 得出生產過程能耗定額指標 ,定量研究生產過程，為過程設計 和操作提供最佳化依據(jù)；應用蒸汽等熱量消耗指標，還可以 對工藝設計的多種方案進行比較，以選定先進的生產工藝， 或對已投產的生產系統(tǒng)提出改造或革新，分析生產過