食品工厂设计第三章物料计算

第三节物料计算
一、内容:原辅料和包装材料的计算。

二、意义：
（1）通过物料计算，确定各种主要物料的采购运输量和仓库贮存量；
（2）通过物料计算，确定所需的设备和劳动力定员及包装材料等的需要量。

三、依据
基本资料是“技术经济定额指标”。

技术经济定额指标是各工厂在生产实践中积累起来的经验数据。

这些数据往往因地区差别、机械化程度、原料品种、成熟度、新鲜度及操作条件等不同，而有一定的变化辐度。

选用时要根据具体情况而定。

一般老厂改造就按该厂原有的技术经济定额作为计算依据，再以新建厂的实际情况做修正。

四、方法
（1）确定工艺流程示意图
（2）确定计算的基础数据（工艺指标和劳动定额）
（3）确定计算基准（班产成品量）
（4）按照流程顺序依次计算所有操作时的物料量
（5）计算包装材料的量
（6）列物料衡算表
五、案例
1. 以班产原料量为计算基准
2 . 以班产成品量为计算基准
1）已知班产量成品量：原汁猪肉罐头12.5t
2）罐保温时成品的量
因罐保温时损失率为0.2% ，得：
12.5t×（1+0.2% ）=12.25 t
3）调味时的物料量
因灌装时物料增加率10%，得：
12.25t ×（1-10%）=11.025t
4）切小块时物料的量
因调味时加入调味料为1.08%，得：
11.025t ×（1-1.08%）=10.906t
5）去淋巴、杂质时物料的量
因切小块时物料损失1.33%，得：
10.906t×（1+1.33%）=11.051t
6）切大块时物料的量
因去淋巴、杂质时损失0.6%，得：
11.051t ×（1+0.6%）=11.117t
7）去皮时物料的量
因切大块时损失1.31%，得：
11.117t×（1+1.31%）=11.263t
8）剔骨时物料的量
因去皮时物料损失10%，得：
11.263t×（1+10%）=12.389t
9）分段时物料的量
因剔骨时损失13.2%，得：
12.389t×（1+13.2%）=14.024t
10）解冻时物料的量
因分段时损失2.15%，得：
14.024t×（1+2.15%）=14.326t
11）冻肉片的量
因解冻时增加率是0.05%，得：
14.326t×（1-0.05%）=14.318t
包装材料的计算
1）成品量是12.5t，每罐装397g，则需空罐数：
12.5t×1000000÷397=31486（罐）
2）包装箱的量
按48罐/箱计算，得：
31486罐÷48=656只
为什么叫做物料衡算？
第四节设备生产能力的计算及选型
一、设备分类：
1. 专业设备：指杀菌锅、胶体磨等专业性较强、仅为食品工厂使用的设备；
2. 通用设备：泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备；
3. 非标准设备：指生产车间的贮藏、池子等设施。

二、设备工艺设计与选型的任务：
是在工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、型式和主要尺寸。

三、设备选型的目的：
（1）着手进行车间布置设计；
（2）为下一步施工图设计以及其他非工艺设计项目（例如设备的机械设计、土建、供电、仪表控制设计等）提供足够的有关条件；
（3）为设备的制作、订购等提供必要的资料
四、设备设计与选型的重要性
（1）影响投资；
（2）影响运转、维修；
（3）影响工人劳动强度；
（4）影响产品质量。

（5）反映所设计工厂的先进性和生产的可靠性。

五、设备的设计和选型的原则
（1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量；
（2）大中型食品工厂选用较先进的、机械化程度高的设备，小型工厂则选用较简单的设
备，做到经济上合理，技术上先进；
（3）能充分利用原料、能耗少、效率高、体积小、维修方便、劳动强度低，并能一机多用，备品、备件供应方便；
（4）应符合食品卫生要求，易清洗、装拆，与食品接触的材料不易腐蚀，不对食品造成污染。

（5）设备结构合理，材料、性能可适应各种工作条件（如温度、湿度、压力、酸碱度等）；（6）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，并尽可能采用自动控制方式。

六、专业性设备的设计与选型的依据
（1）由工艺计算确定的成品量、半成品量、原料量、辅料量、耗汽量、耗水量、耗冷量等；（2）工艺操作最适的外部条件（时间、温度、压力、真空度等）；
（3）设备的构造类型和性能。

七、专业性设备的设计与选型的程序
（1）明确设备的工艺目的和要求；
（2）设备的性能、特点评价；
（3）设备生产能力的确定；
（4）设备台、套数量的确定；
（5）设备的工程计算（用水量、用汽量、换热面积、干燥面积等）；
（6）设备传动特性的确定和动力消耗的计算；
（7）设备结构的工艺设计和工艺条件的满足；
（8）材质的选择、控制系统和在线检测（浓度、流量、温度、压力、真空度等）的精度；（9）其他特殊问题。

八、举例：
（一）乳品工厂、饮料工厂常用的带搅拌的贮罐设计
1.设备容量的确定
由物料衡算知，需设计v＝11 m3贮罐，2只。

2. 材质选择
按食品规范，与物料接触的部分采用不锈钢材料。

3. 几何尺寸的确定
取筒形，平盖，椭圆形封底，带搅拌器。

取筒高H＝D，
V1＝0.785D3＋n/24 D3＝11.0
解方程，D=2.29m，
圆整取D＝2.4m，则H＝2.4m
验算：设封头高度h1＝550mm，
直边高度h2＝25mm，
则封头容量v封=1.49m3,
校核其容积v实：
v实＝v筒＋v封=0.785×2.42×2.4＋1.49＝10.85＋1.49＝12.34（m3）
v实＞v1，可以满足工艺要求。

4．壁厚确定
物料贮罐为常压容器，查普通钢制圆筒壁厚表，确定筒体壁厚为s＝6mm，筒体重G1＝322×2.2＝708.4（kg）
封底选s封＝8mm，G2＝62.8×5.4＝339（kg）
5．搅拌功率计算
（1）搅拌轴功率P=5.4kw
（2）电动机功率Pg＝9（kw）
查有关手册，结合转速，选用合适的电机。

6．支座选择
选用支撑式支座，Q=4.0t
7. 主要管径确定
（1）人孔取DN＝500mm；
（2）进水管取DN主80mm；
（3）出料管根据选择的溶液输送泵进口管径配套，取DN＝80mm。

（二）班产1.25L果汁饮料设备选型
1. 洗果机
查物料衡算表知洗果量为15吨/班
确定洗果时间为5小时
则，洗果机的生产能力为：
15吨÷5小时= 3吨/小时
选择3吨/小时洗果机，1台。

2. 调配罐
由物料衡算表知，
配料时的物料量为38.2吨，
选用盛装能力为10吨的调配罐
（带搅拌器），4台。

3. 均质机
由物料衡算表知，
均质时的物料量为38T
确定均质时间为6小时
则，均质机的生产能力应为
38吨÷6小时≈6.33吨/小时
选6.5吨/小时均质机，1台
或选3.5吨/小时均质机，2台
九、设备一览表
（－）主要设备明细表
（二）设备一览表
第五节劳动力计算
一、劳动力计算的重要性
在食品工厂设计中若劳动力定员过少，会使投产后生活设施不足，工人超负荷工作，从而影响生产的正常进行；
定员过多，又会造成资源的浪费，加大生产成本。

二、食品厂劳动定员的组成
三、编制定员方法
根据企业性质、规模、生产组织结构等进行责任制、岗位制的确定。

在明确定员的类别组成后，可将全厂定员按表3-37和表3-38的要求来进行定员。

四、编制劳动定员的依据
（1）工厂和车间的生产计划（产品产量）；
（2）劳动定额、产量定额、设备维护定额及服务定额等；
（3）工作制度（连续或间歇生产、每日班次）；
（4）出勤率（指全年扣除法定假日、病、事假等因素的有效工作日和工作时数）；
（5）全厂各类人员的规定比例数等。

五、影响劳动定员的因素
⏹食品工厂正在按GMP、HACCP、Qs的要求组织生产，食品生产卫生条件要求高，
生产工艺复杂，对劳动力的质量要求也越来越高；
⏹受原料供应和市场需求等因素的影响，食品工厂生产呈现出极强的季节性，对劳动
力的数量要求也越来越高。

六、劳动力计算方法
按照生产旺季的产品方案，兼顾生产淡季，以主要工艺设备的生产能力为基础进行计算。

1．各生产工序的劳动力计算
（1）自动化程度较低的生产工序
基本以手工作业为主，常见于食品工厂的初加工生产工序，如水果去核、去皮，肉类的剔骨、去皮、分割、切肉等。

此外，若采用人工作业生产成本较低时，也经常选用该种生产方式。

计算方法：
根据生产单位重量品种所需劳动工日来计算。

公式：
P1（人／班）＝
劳动生产率（人／t产品）×班产量（t／班）
（2）自动化程度较高的工序
以机器生产为主的工序。

根据每台设备所需的劳动工日来计算。

公式：
Mi——每台设备每班所需人数。

Ki——相关系数，其值小于等于1。

2.生产车间的劳动力计算
在实际生产中，常常是以上两种工序并存。

若用p表示车间的总劳动力数量，则：
式中3——在旺季时实行3班制生产
S——修正系数，其值≤1
P3——辅助生产人员总数，如生产管理人员，材料采购及保管人员、运输人员、检验人员等，具体计算方法可查阅相关设计资料来确定。

3. 男女比例的确定
男女比例由工作岗位的性质决定。

强度大、环境差、技术含量较高的工种以男性为主，女性能够胜任的工种则尽量
使用女工。

此外能够采用临时工的岗位，应以临时工为主，以便可以加大淡、旺季劳动力的调节空间。

七、案例
利乐TBA／8 生产车间的劳动力计算
（1）确定工艺流程
（2）确定设备的生产能力及操作要求
（3）确定工序生产方式
（4）计算班产量
劳动力的需求应按最大班产量来计算，利乐TBA／8生产车间生产量主要是由无菌包装机所决定。

若每班工作8h，则：
班产量= 4（台）×6000（包／h）×8h
= 192000（包／班）
= 8000（箱／班）（注：1箱＝24包）。

（5）各生产工序的劳动力计算
（6）生产车间劳动力计算
由表3-27可知：
P1＝P装箱＋P入栈＝8＋3＝11人；
P2＝K包装M包装＋K贴管M贴管＋K缩膜M缩膜＝4×1＋4×0.5＋1×1＝7（人／班）；
另外，因车间管理和随时调配的需要，要增加3名机动人员，均为男性，大学以上学历，能够参与车间管理和填补每种岗位的空缺。

故
P3＝P检验＋P入库＋P机动
=2＋1＋3=6（人／班）
考虑到车间生产在员工上厕所及吃饭不停机，修正系数S取1。

在生产旺季时每天实行3班生产，因此
车间的劳动力总数P
＝3S（P1＋P2＋P3）
＝3×1×（11＋7＋6）
=72（人／d）。

其中男员工30人，女员工为42人，临时工33人，正式工39人，大学以上学历的员工为27人。

作业：
xxx吨/年xxx食品厂生产工艺设计
1.确定产品方案
2.生产工艺流程
3.物料衡算
4.选择设备
5.画出生产工艺流程图
思考题：
1.物料计算的意义。

2.食品厂设备的分类。

3.设备工艺设计与选型的任务。

4.设备的设计和选型的原则。

5.专业性设备的设计与选型的依据。

6.食品厂劳动定员的组成。

11。