食品工厂工艺设计分析

三、工艺流程图的绘制


工艺流程一般有两种表示方法：一种是用框图的形式 表示，另一种是所谓的生产工艺流程图的形式。 框图的优点是步骤明确、易懂，能清晰显现工艺的 原理，但缺点是不详细，一般多在科技论文叙述中予 以采用。 工艺的设备流程图是一种直观性的表示方式，它以形 象的图形、符号、代号表示食品加工设备、输送路线、 控制仪表等、借以表达食品生产过程和物料流向。
二、设备生产能力的计算
食品工厂所用设备的生产能力，有些一看 铭牌就可知道，但有些设备的生产能力随物料、 产品品种、生产工艺条件等而改变，例如流槽、 输送带、杀菌锅等等。
第五节 生产车间工艺布置
一、概述 平面布置图，就是生产车间内，设备布置的俯视图。 在平面图中，必须表示清楚各种设备的安装位置。下 水道、门窗、各工序及车间生活设施的位置，进出口 及防蝇、防虫措施等。除平面图外，有时还必须画出 生产车间剖面图，剖面图又叫“立剖面图”。它是解 决平面图中不能反映的重要设备和建筑物立面之间的 关系，以及画出设备高度、门窗高度等在平面图中无 法反映的尽寸。
第二节 产品方案及班产量的确定

一、产品方案 产品方案即生产纲领，指食品工厂全年生产的 品种、数量、生产周期、生产班次的计划安排。
在安排产品方案时，应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。 “四个满足”是： （1）满足主要产品产量的要求； （2）满足经济效益的要求； （3）满足淡旺季平衡生产的要求； （4）满足原料综合利用的要求。 “五个平衡”是： （1）产品产量与原料供应量平衡； （2）生产班次要平衡； （3）产品生产量与设备生产能力要平衡； （4）水、电、气负荷要平衡。 （5）生产季节性与劳动力要平衡;
二、班产量（年产量）的确定
Q=Q1+Q2-Q3-Q4 式中 Q—新建厂某类食品年产量，吨； Q1—本地区该类食品消费量，吨； Q2—本地区该类食品年调出量，吨； Q3—本地区该类食品年调入量，吨； Q4—本地区该类食品原有厂家的年产量，吨；

三、产品方案的编制

在编制产品方案时，班产量是最重要的依据， 同时还需要产品生产品种、规格、包装方式等 方面的依据，如饮料厂产品方案、罐头厂产品 方案。
二、车间布置设计的依据
(1)生产工艺图； (2)物料衡算数据及物料性质； (3)设备资料,包括设备的外形尺寸、重量、支撑形式、 保温情况及其操作条件，设备一览表等; (4)公用系统耗用量供排水、供电、供热、供冷、压缩空 气、外管资料等; (5)土建资料和劳动安全、防化、防爆资料等; (6)车间组织及定员资料; (7)厂区总平面布置； (8)国家、行业有关方面的规范资料。



四、生产工艺流程的安全设计

见课本P40
第四节 物料衡算
一、物料衡算的概念和意义 物料衡算是指：根据质量守恒定律，凡 引入某一系统或设备的物料重量Gm，必等于 所得到的产物重量Gp和物料损失量Gt之和， 即：Gm=GP+Gt
二、物料计算方法和步骤
（一）技术经济定额指标法
ห้องสมุดไป่ตู้
二、工艺流程设计中的注意事项：




1.根据所生产的产品品种确定生产线的数量，若产 品加工的性质差别很大，就要考虑几条生产线来 加工； 2.根据生产规模，投资条件，确定操作方式。 3.确定主要产品工艺过程。 4.在主要产品的工艺流程确定后，就要确定工艺过 程中每个工序的加工条件。如原料处理的方式及 达到的要求。 5.正确选择合理的单元操作，确定每一单元操作中 的流程方案及设备的形式。
（4）图签（标题栏） 图签的作用是表明图名、设计单位、设计、制图、 审核人员签名、图纸比例尺、图号等。其位置一般在 流程草图右下角，其尺寸依据《机械制图》中的标准。 而设备一览表的长度需和图签长度取齐，这样显得整 齐美观。 （5）图框（边框线） 图框采用粗线条，给整个流程图（包括流程图、 图例、设备一览表和图签）以框界。幅面一般宽度依 据《机械制图》中的标准。
果冻生产工艺流程图
（三）工艺流程图的设计
1.生产工艺流程示意图 2.工艺流程草图的设计 完成工艺流程示意图后，即开展物料平衡计算。 设备设计通常分两阶段进行。 第一阶段的设计内容是：计算、确定计量和贮存设备的 容积以及决定这些容积型设备的尺寸和台数等。 第二阶段设备设计与水、电、汽等能量计算。
设备分类 泵类
代号 B
设备分类 贮罐（槽）
代号 R
反应器、转化 F 器 换热器类 H 工业炉类 L
提升、输送设备
塔 器
Q
T
压缩机、风机
J
（2）图例； 图例是将物料流程中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量—— 控制仪表等图形用文字予以对照。 (3)设备一览表 设备一览表的作用是表示出物料流程中所有设备的名称、数量规格、 材料等。设备一览表是列在图签上部，由下往上写。它包括下列项目： ①序号； ②流程号（有的与序号合在一起）； ③设备名称； ④备规格； ⑤设备数量； ⑥设备材料； ⑦备注
生产工艺流程草图由五部分组成：
（1）物料流程； （2）图例； （3）设备一览表； （4）图鉴； （5）图框。
（1）物料流程 物料流程要求包括： ①厂房各层地平线及标高； ②设备示意图（设备外形尺寸须按比例画，（尺寸大小应适当相称且大致形 似，还要画出设备各管口等）； ③设备流程号； ④画出设备的物料及水、汽、真空、压缩空气、冷凝剂等管线和流动方向； ⑤管线上主要的阀门等； ⑥必要设备及管道上的附件，如阻火器、管道过滤器、冷凝水排除器； ⑦必要的计量——控制仪表，如转子流量计、玻璃计量管、压力表、真空表、 温度计等； ⑧必要的文字注解，如废水的下水道、废料、废气及半成品、副产品的去向 等。 物料流程的比例一般采用1：100。如设备过小或过大，则比例相应采用1： 50或1：200。
第三节 主要产品的工艺流程设计与确定
一、工艺路线的选择 （一）工艺流程和工艺流程设计： 1.工艺流程：就是各种产品生产所采用的方法、 步骤和途径及其各环节必需的技术参数。 2.工艺流程设计：是确定生产过程的具体内容、 顺序和组合方式，并最后以工艺流程图的形式 表示出整个生产过程的全貌。
（二）工艺路线选择的原则和要求：
3.正式工艺流程图的设计 作为正式的设计成果，工艺流程图将被 编入设计文件，供上级部门审批和今后施工使 用。
具体绘制工艺流程草图的步骤如下：
（1）用双细线绘出各楼层地面线，并注上标高。 （2）根据设备所处的高度，从左至右，画出设备外形。 （3）用粗实线表达物料，细实线表达其它辅助物料，用 箭头表示流向。 （4）画设备流程号。 （5）标准设备流程号。 （6）必要的文字说明。
第三章 食品工厂工艺设计
了解食品工厂工艺设计的内容及其作用， 熟悉工艺设计的方法和步骤。掌握产品方案、 物料计算、设备选型、车间平面布置等工艺设 计内容；熟悉工艺设计对非工艺设计和其他有 关方面的要求。
第一节 概述

一、食品工厂工艺设计的内容 食品工厂工艺设计包括生产工艺设计、设备选 择和管路设计、车间工艺布置等内容。生产工 艺设计和车间工艺布置是工艺设计的两个重要 内容。它们决定工厂的工艺计算、车间组成和 生产设备选择等。

1.根据产品规格要求及有关标准来选择加工产品的工艺路 线； 2.根据原料的加工特性，选择易于加工，原料消耗少，营 养损失低的工艺路线； 3.应优先采用机械化、连续化作业生产线，以保证半成品 不发生变色、变味、变质，节约能耗，降低成本； 4.一些名、特、优的产品生产不得随意改动；若需改动， 必须经反复试验，经专家鉴定认可后，方可采用； 5.非定型产品的工艺路线，要待成熟以后方可采用； 6.新产品的加工路线，必需经过中试放大，确认能够符合 大批量生产的要求，方可用于设计中； 7.对于改进后的新工艺，必需经过鉴定认可后，方可用于 设计中。
每班耗用原料量（Kg/班）=单位产品耗用原料量（Kg/t）X班产量 （t/班） 每班耗用各种辅助材料量（Kg/班）=单位产品耗用各种辅助材料量 （（Kg/t）X班产量（t/班） 每班耗用包装容器量（只/班）=单位产品耗用包装容器（只/t）X班 产量（t/班）X（1+损耗率）
(二)物料衡算的方法和步骤
二、食品工厂工艺设计的步骤






食品工厂工艺设计重要是在由原料到各个生产过程中，设计物质 变化及流向，包括所需设备的运用。具体步骤如下： （1）根据前期可行性调查研究，确定产品方案及生产规模。 （2）根据当前的技术，经济水平选择生产方法。 （3）生产工艺流程设计。 （4）物料衡算。 （5）能量衡算（包括热量、耗冷量、供电量、给水量计算）。 （6）选择设备。 （7）车间工艺布置。 （8）管路设计。 （9）其它工艺设计。 （10）编制工艺流程图、管道设计图及说明书等。
一、设备选型及设备设计的原则 食品工厂生产设备大体可分四个类型：计量和贮存 设备；定型专用设备；通用机械设备和非标准专业设备。 在选择设备时，要按照下列原则进行： （1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量。 （2）一般大型食品工厂应选用较先进的，机械化程度高的 设备；中型厂则看具体条件，一些主要产品可选用机械 化、连续化程度较高的设备；小型厂则选用较简单的设 备。
5.产品方案比较： （1）主要产品年产值的比较； （2）每天所需生产工人数的比较； （3）劳动生产率的比较（年产量t/工人总数）
（4）每天工人最多最少之差的比较； （5）平均每人每年产量的比较（元/人· 年）； （6）季节性的比较； （7）设备平衡情况的比较； （8）水、电、汽耗量的比较； （9）组织生产难易情况的比较； （10）基建投资的比较； （11）社会效益的比较； （12）经济效益（利税元/年）的比较； （13）结论。 6.产品方案表达，可以是文字叙述的方式，也可以用图表表达的形 式。。
制订产品方案步骤
1.确定产品的种类及包装规格； 2.根据设计规模，结合各产品原料的供应 量、供应周期的长短等实际情况，确定各 种产品在总产量中所占比例及产量； 3.根据原料的生产季节及保藏时间确定产 品的生产时间； 4.根据各种产品的设计产量，确定班次产 量及生产班次数； 天产量=各产品生产规模/预计生产天数 班产量=天产量/班次 班产量的单位有：吨/班、公斤/班。


7.由已知数据，根据物料衡算式进行物料衡算 8．校核与整理计算结果，列出物料衡算表 9．绘出物料流程图
引入物料 排出物料
序号
物料名 称
组成（%）
100%物料量 （Kg）
密度（Kg/L）
体积（L）
序号
物料名 称
组成（%）
100%物料量 （Kg）
密度（Kg/
合计
合计
第四节 设备生产能力及选型



1．弄清题意和计算的目的要求 2．绘出物料衡算流程示意图 3．写出生物反应方程式 4．收集设计基础数据和有关物化常数 5．确定工艺指标及消耗定额等 6．选定计算基准 (1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准。 (2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料 为计算基准。 (3)以加入设备的一批物料量为计算基准。
（一）分类
1.工艺流程示意图 ； 2.工艺流程草图； 3.正式工艺流程图。
（二）工艺流程图设计步骤：

1、 搜集资料调查研究 （1）技术路线特点，工艺参数。 （2）原材料及公用工程单耗，产品的质量。 （3）三废治理。 （4）各种技术路线的发展情况与动向等。 2、 落实设备 （1）研究各技术路线设备情况。 （2）分清设备供货类型。①国产②引进③重新设计 3、 全面比较 （1）几种工艺在国内外采用情况及发展趋势。 （2）产品质量情况。 （3）生产能力及产品规格。 （4）原材料及能源消耗情况。 （5）建设费用及产品最终成本。 （6）三废的产生和治理情况。
（3）所选设备能充分利用原料，能耗少，效率高，体积 小，维修方便，劳动强度低，并能一机多用。 （4）所选设备应符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食 品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染。 （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，真空度，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。