工厂设计课后思考题共10页

绪论
1.什么是工厂设计？
将一个待建工程项目（一个工厂、车间或一套设备等）按照其技术要求，由工程技术人员用图纸、表格和文字说明的形式表达出来，然后由施工人员建设完成的一系列程序。

2.工厂设计一般以初步设计中的工艺设计（核心）为主，兼顾部分设备设计。

设计范围以车间为主。

第一章基本建设程序
1.基本建设的分类
扩建、改建、技术改造（技改）、新建
2. 基本建设包括哪三个阶段？
①建设前期（立项、决策、可行性研究报告、设计计划任务书和初步设计）
②建设实施期（设计、施工）
③竣工验收期、生产期（竣工验收、后评估）
3.什么是可行性研究？
可行性研究是对拟建项目在工程技术、经济及社会等方面的可行性和合理性进行的研究。

4.工厂设计通常采用（二阶段设计），包括扩初设计（初步设计）设计和施工图设计设计。

扩初设计：设计说明书、附件、总概算
施工图设计：图纸（施工、安装说明）、表格（技术经济分析、预算）。

第二章厂址选择
1.食品工厂厂址选择的原则和？需要考虑的因素。

原则：①贯彻执行国家的方针政策；②自然条件符合生产要求；③厂址选择应按照指向原理，根据原料、市场、能源、技术、劳动力等生产要素的限度区位来综合分析确定；④投资和经济效果；⑤充分考虑环境保护和综合利用；⑥节约用地
2.厂址选择程序一般包括哪三个阶段？
厂址选择程序一般包括准备、现场调查和编制厂址选择报告三个阶段。

3.食品工厂选址的？工作程序和比较方法
①统计法
把厂址的诸项条件(不论是自然条件还是技术经济条件)当作影响因素，把欲要比较的厂址编号，然后对每一厂号厂址的每一个影响因素，逐一比较其优缺点，并打上等级分值，最后把诸因素比较的等级分值进行统计，得出最佳厂号的选择结论。

②方案比较法：
以厂址自然条件为基础，经济技术条件为主体，列出其中的若干的主要因素，形成厂址方案。

然后对每一个方案优缺点进行比较，最后结合以往的选择厂址经验，得出最佳厂号的选择结果。

理论依据：主要影响因素起主导作用和设计方法同实践经验相结合的原则得出的结论，结论较可靠。

4.绿色食品工厂厂址选择有哪些要求？
周围环境要较高：与公路有300m距离；500～1000m防护林带；25m内不得有排放烟尘和有害气体的企业，50m内不得有垃圾和露天厕所，500m不得有传染
病医院，常年主导风向选在污染源的上风向。

废水、废气、废渣应得完全净化处理。

5.解释概念：地点选择、场地选择、厂址方案比较法、风玫瑰图
地点选择：对所建厂在某个地区的方位及所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析。

场地选择：对所建厂在某地点处的面积大小、场地外型及其潜在的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据
方案比较法：以厂址自然条件为基础，经济技术条件为主体，列出其中的若干的主要因素，形成厂址方案。

然后对每一个方案优缺点进行比较，最后结合以往的选择厂址经验，得出最佳厂号的选择结果。

风玫瑰图:表示一个地区的风向和风向频率图。

风向频率:是在一定时间内，某风向出现的次数占总观测次数的百分率。

Δ为使厂区有良好的通风条件，最好是厂房的纵轴线与主导风向成60～90°布置。

Δ原料处理及生产区应布置在全年主导风向的下风侧，而洁净区、办公区、生活区应布置在常年主导风向的上风侧，以减少有害气体、杂菌和粉尘的影响。

Δ根据风玫瑰图放置锅炉房的位置。

一般放在主车间的下风向区，但要靠近负荷中心。

第三章工厂总平面设计
？1.食品工厂平面设计的基本原则是什么？
2.评价食品工厂平面布置的主要经济技术指标；
总平面设计的技术经济指标包括全厂占地面积、堆场及作业场占地面积、建(构)筑物占地面积、建筑系数、道路长度及占地面积、绿地面积及绿化率、围墙长度、厂区利用系数和土方工程量等。

其中比较重要的指标有：建筑系数、厂区利用系数、土方工程量和绿化率等。

？3.食品工厂的主要建筑、构筑物根据其使用功能包括哪些？①生产车间、②辅助车间、③仓库、④动力设施；、⑤供水设施、⑥排水系统、⑦全厂性设施（至少5项）主要划分为哪三个区域？生产车间、辅助车间、动力车间、行管部门和职工宿舍
4.总平面设计的内容包括哪五项？
(1)平面布置设计
平面布置设计是总平面设计的核心内容，其任务是结合生产工艺流程特点和厂址的自然条件，合理确定厂址范围内的建(构)筑物、道路、管线、绿化等设施的平面位置。

(2)立面（竖向）布置设计
立面布置设计是总平面设计的一个重要组成部分，其任务是结合生产工艺流程特点和厂址的自然条件，合理确定厂址范围内的建(构)筑物、道路、管线、绿化等设施的立面位置。

(3)运输设计
根据生产要求、运输特点和厂内的人流、物流分布情况，合理规划和布置厂址范围内的交通运输路线和设施。

主要包括主干道、次干道、人行道、物流通道等，原料、成品、废弃物的运输通道规划。

(4)管线布置设计
根据生产工艺流程及各类工程管线的特点，确定各类物流、电气仪表、采暖
通风等管线的平面和立面位置，合理的交叉、排布，要便于检修和维护。

(5)绿化设计
绿化设计也是总平面设计的一个重要组成部分，应在总平面设计时统一考
虑。

绿化设计的主要内容包括绿化方式选择、绿化区平面布置设计等。

由于发酵产品生产对环境的特殊要求，发酵厂的绿化设计就显得更为重要。

随着发酵工业的发展和GMP在发酵工业中的普遍实施，绿化设计在发酵厂总平
面设计中的重要性越来越显著。

5.食品工厂常见的总平面水平向布置形式有区带式布置形式和周边式布置
形式
6.名词解释：建筑系数、？标高、总平面布置示意图、工厂总平面设计
建筑系数：反映了厂址范围内的建筑密度。

建筑系数过小，不但占地多，而且会
增加道路、管线等的费用；但建筑系数也不能过小，否则会影响安全、卫生及改
造等。

制药企业的建筑系数一般可取25~30%，啤酒厂可取38～51％。

总平面布置示意图：根据生产工艺流程和厂区的自然条件绘制的建(构)筑物、道
路和管线等的总平面布置方案图。

总平面设计：一切从生产工艺出发，研究建筑物、构筑物、道路、堆场、各种管
线和绿化等方面的相互关系，在一张或几张图纸上表示出来。

第四章工艺设计
1.生产工艺流程设计的任务是什么？
（1）确定生产流程中各个生产过程的具体内容，顺序和组合方式，由原料制
成产品。

（2）是绘制工艺流程图。

以图解的形式表示生产过程，当原料经过各个单元操作过程制得产品时物料和能量发生的变化及其流向，以及采用哪些化
工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制
流程。

？2.生产工艺流程设计经历哪几个阶段？
工艺流程图的设计主要包括生产工艺流程示意图，生产工艺流程草图和生产工艺流程图三个阶段。

3.食品工厂生产方法的选择有哪些依据？
⑴原料匹配性: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；
⑵符合产品质量和规格: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；
⑶技术水平先进合理: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。

⑷经济合理性:尽量选择投资少、能耗低、成本低、产品得率高的生产工艺。

⑸慎重对待传统生产工艺: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；
⑹结合我国国情
4.什么是工艺流程框图？其作用是什么？
工艺流程框图是在工艺路线和生产方法确定之后，物料衡算开始之前表示生产工艺过程的一种定性图纸，是最简单的工艺流程图，其作用是用方框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的工艺路线和顺序，包括全部单元操作和单元反应。

？5.什么是物料流程图？
当工艺流程示意图确定之后，即可进行物料衡算、能量衡算和设备的工艺计算。

在此基础上，可绘制出物料流程图。

此时，设计已由定性转入定量。

(它以图表结合的形式来表示各车间装置的主要工艺物料流程和物料平衡、设计特性、换热器负荷等内容)
6.工艺流程框图中设备示意图用什么线画出？物料流程管线用什么线画出？水、
汽、空气等动力管线用什么线画出？
在方框图中，应以箭头表示物料流动方向，其中以粗实线表示物料由原料到成品的主要流动方向，细实线表示中间产物，辅助料，废料的流动方向。

物料管线用粗实线画出，用箭头标明流向。

水、汽、真空、压缩空气等动力管线用细实线绘出，并标出流向。

7.画出啤酒、纯净水、冰淇淋生产工艺流程框图
第五章工艺计算
1.什么是物料衡算？物料衡算目的是什么？
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
物料衡算目的：
(1)确定生产设备的容量、个数和主要尺寸。

(2)工艺流程草图的设计。

(3)水、
蒸汽、热量、冷量等平衡计算。

(4)车间布置、运输量、仓库储存量、劳动定员、
生产班次、成本核算、管线设计。

2.热量衡算的目的是什么？
对于新设计的设备或装置，热量衡算的目的主要是为了确定设备或装置的热负
荷。

根据热负荷的大小以及物料的性质和工艺要求，可进一步确定传热设备的型
式、数量和主要工艺尺寸。

此外，热负荷也是确定加热剂用量的依据。

3.用汽量计算的方法有哪些？
⑴技术经济定额指标法
①按单位吨产品耗汽量来估算②按主要设备的用汽量来估算③按食品工厂规模来拟定给汽能力
⑵用计算法来计算用汽量
？4.用水量计算的方法有哪些？
5.啤酒产品度数的不同，其生产方法主要区别在什么地方？
啤酒产品度数的不同，其生产方法主要区别在于原麦芽汁浓度。

（啤酒的“度”
却指的是麦芽汁的浓度，以糖的含量来测定，如每公升麦芽汁含有120克糖类，
就是12°。

麦芽汁浓度越高，营养价值就越好，同时泡沫细腻持久，酒味醇厚
柔和，保管期也长。

因此，“原麦芽汁浓度”是鉴定啤酒的一个硬性参考指标，根
据它的浓度来鉴定啤酒可储存期。

）
6.味精生产中无菌压缩空气的作用是什么？
压缩空气的作用：①提供氧气：例如：谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅
会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。

尤
其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。

②输送物料
7.啤酒厂耗冷量分为哪两类？
⑴工艺耗冷量(①麦汁冷却耗冷量Q1 、②发酵耗冷量Q2 、③酵母洗涤用冷无
菌水冷却的耗冷量Q3 、④酵母培养耗冷量Q4 、⑤发酵车间工艺耗冷量Qt)
⑵非工艺耗冷量（①露天锥形罐冷量散失Q5 、②清酒罐、过滤机及管道等散失
冷量Q6）
8.物料衡算的计算基准有哪些？
⑴单位时间⑵单位质量⑶单位体积
9.画出啤酒厂糖化车间工艺流程示意图
10.画出年产100000t酒精厂的物料平衡图（已知原料用量：薯干282810t/a，α-
淀粉酶113.1t/a，主糖化酶282.6t/a，硫酸551.1t/a，硫酸铵123.5t/a，酒母罐糖
化酶32.1t/a；中间产物：粉浆848203t/a，蒸煮醪861450t/a，酒母醪123466t/a，
蒸馏发酵醪1337169t/a；产物组成：燃料酒精100200t/a，酒糟1360020t/a，二
氧化碳103068t/a）
参考：第五章工艺计算(1).ppt P40
第六章设备造型
1.食品工厂设备包括那三类?
专业设备：食品工厂专用的设备及生产线
通用设备：各行业都可以使用的设备如：泵，风机等；
2.泵的选择原则有哪几个？食品工厂使用最广泛的是哪三种泵？
泵的选择原则：
⑴流量：要留有一定的富余能力
⑵扬程：一般为正常需要扬程的1.05-1.1 倍；
⑶装置的有效气蚀余量：大于泵所需要的允许气蚀余量；
⑷液面：应取最低液面
汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量（NPSH）r 。

单位用米标注。

吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，
单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）
使用最广泛三种泵：
A.离心泵：在乳品厂应用的离心泵叫离心奶泵，与液体接触部分，均由不锈
钢制造，确保食品卫生，故又称卫生泵。

B.螺杆泵：利用一根或数根螺杆的相互啮合使空间容积发生变化来输送液
体。

目前，食品厂中大多是单螺杆卧式泵，用于高粘稠液体及带有固体物
料的酱体的输送。

如在蕃茄酱连续生产流水线上常采用此泵。

C.齿轮泵：回转容积式泵，在食品厂中主要用来输送粘稠液体，如油类、
糖浆等。

3.食品工厂专业设备的设计与选型的依据是什么？
⑴由工艺计算确定的成品量、物料量、耗气量、耗冷量等
⑵工艺操作的最适外部条件，如，温度、真空度、压力等
⑶设备的构造类型和性能
4.对于非标准设备罐和槽的设计首先要考虑的是选择容器材料，其次容器几何形状、容积计算。

5.食品工厂用于车间通风换气的设备主要是通风机。

？6.食品工厂热处理设备有哪些？
⑴热交换设备⑵真空浓缩设备⑶杀菌设备
包括预煮、预热、蒸发浓缩、干燥、排气和杀菌等设备，
列管式热交换器、板式热交换器、辊筒式杀菌器、夹层锅、连续预煮机（分链带
式和螺旋式），
真空浓缩设备排气设备、杀菌设备。

7.气体输送设备有哪几类？
⑴吸入式气力输送装置⑵压送式气力输送装置⑶混合式气力输送装置
8.固机械输送设备包括哪些？
⑴带式输送机：常用在原料预处理、拣选，装填各工段以及成品包装仓库等处。

⑵斗式升送机：在连续化生产中，该机械用于需要在不同高度来装运物料，使物
料由一台机械运送到另一台机械上，或由地面运送到楼上等。

⑶螺旋输送机：适用于需要密闭运输的物料，如粒状和颗粒状物料。

9.罐头食品加工厂应该具备哪些主要设备？PPT 19
⑴输送设备⑵清洗和原料预处理设备⑶热处理设备⑷封罐设备⑸成品包装机械设备
⑹空罐设备
10.脱脂奶粉生产应该具备哪些主要设备？
11.方便粥生产应该具备哪些主要设备？
第七章车间布置
1.食品厂车间布置设计的任务是什么？
⑴确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级，GMP洁净度等级、
卫生等级等；
⑵确定厂房的轮廓外形及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置
进行布局；
⑶确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。

2.食品厂车间一般由哪三部分组成？
生产部门（包括原料接收工段、加工工段、回收工段、成品包装工段）、
辅助部门（包括化验室、配电室、制冷间、维修间、库房等）
生活部门（包括办公室、工人休息室、更衣室、浴室、卫生间等）
3.车间布置设计的内容哪两部分？
车间布置设计的内容可分为车间厂房布置和设备布置。

4.车间布置设计通常采用两阶段设计，分别是什么？初步设计阶段的主要成果是
什么？
车间布置设计通常采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。

初步设计阶段的主要成果是初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图；
施工图设计阶段的主要成果是施工阶段的车间平面布置图和立面布置图。

5.根据生产规模、生产特点以及厂区面积、地形、地质等条件的不同，车间布置
形式可采用哪两种方式？
车间布置形式可采用集中式或单体式（分离式）。

若将组成车间的各工段及
辅助房间集中布置在一栋厂房内，即为集中式布置形式；反之，若将组成车间的
一部分或几部分分散布置在几栋独立的单体厂房中，即为单体式布置形式。

6.设备露天布置的好处有哪些？哪些情况下的设备可以露天布置？
⑴可以节约大量的建筑面积，从而节约基本建设投资。

⑵节约土建施工工程量，从而加快建设进度。

⑶节约厂房通风设备及动力，降低防火、防爆等级，降低生产费用和厂房造价。

⑷对厂房的改建、扩建增加灵活性。

7.什么是洁净厂房？按照洁净等级的不同车间可分为哪些区？
由于生产工艺等原因，需要采用空气净化系统以控制室内空气的含尘量或含
菌浓度的厂房，称为洁净厂房。

GMP将洁净厂房内的空气划分为四个洁净等级。

按照洁净等级的不同，车间可分为一般生产区、控制区和洁净区。

✧生产区对洁净等级不作要求，如化验
室、药品的外包装工段等；
✧控制区的洁净等级为10万级或低于1
万级，如非无菌原料药的“精烘包”工序、片剂
或胶囊生产的全过程等；
✧洁净区的洁净等级为1万级或局部100
级，如无菌原料药的“精烘包”工序、粉针剂的
分装等。

8.洁净厂房布置原则是什么？
合理布局厨房；尽量减少建筑面积；防止污染或交叉污染；合理布置有洁净等级要求的房间；管道尽可能暗敷；室内装修应有利于清洁；设置安全出口和卫生通道。

9.洁净厂房设备布置的特殊要求（个别要求有填空或判断）
洁净室内的设备布置及安装与一般车间内的设备布置及安装有许多共同点，但洁净室内的设备布置及安装还有其特殊性：
◊洁净室内仅布置必要的工艺设备尽可能减少建筑面积。

◊洁净车间的净高一般可控制在2.6m以下，但精制、调配等工段的设备常带有搅拌器，厂房的净高应考虑搅拌轴的安装和检修高度。

◊对于多层洁净厂房，若电梯能满足所有设备的运送，则不设吊装孔。

必须设置时，最大尺寸不应超过2.7m，其位置可布置在电梯井道旁侧，且各层吊装孔应在同一垂线上
◊当设备不能从门窗的留孔进入时，可考虑将间隔墙设置成可拆卸的轻质墙。

对外形尺寸特大的设备可采用安装墙或安装门，并布置在车间内走廊的终端。

◊洁净室内的设备一般不采用基础。

必须采用时，宜采用可移动的砌块水磨石光洁基础块。

◊设备的安装位置不宜跨越洁净等级不同的房间或墙面。

必须跨越时，应设置密封隔断装置，以防不同洁净等级房间之间的交叉污染。

◊易污染或散热大的设备应尽可能布置在洁净室(区)外，必须布置在室内时，应布置在排风口附近。

◊片剂生产过程中，粉碎、过筛、造粒、总混、压片等工序的粉尘和噪声较大，因此，车间应按工艺流程的顺序分成若干独立的小室，分别布置各工序设备，并采用消声隔音装置，以改善操作环境。

◊有特殊要求的仪器、仪表，应布置在专门的仪器室内，并有防止静电、震动、潮湿或其它外界因素影响的设施。

◊物料烘箱、干燥灭菌烘箱、灭菌隧道烘箱等设备宜采用跨墙布置，即将主要设备布置在非洁净区或控制区，待烘物料或器皿由此区加入，以墙为分隔线，墙的另一面为洁净区，烘干后的物料或器皿由该区取出。

显然，设备的门应能双面开启，但不允许同时开启；设备既具有烘干功能，又具有传递窗功能。

◊盥洗室内应设洗手、烘干和消毒设备。

水龙头的数量可以最大班人数按每10人设1只确定。

◊在10000级洁净区的入口处应设置空气吹淋室，在100000级洁净区的入口处既可设置空气吹淋室，也可设置气闸室。

当采用单人空气吹淋室时，空气吹
淋室的台数可以最大班人数按每30人设1台确定。

◊生活用室中的厕所和淋浴室应布置在人员净化用室的区域之外。

◊物料净化出入口应独立设置，物料的传递路线应短捷，并避免与人员净化路线的交叉。

◊在物料进入车间的入口处可设一外包装清洁室，其作用与人员净化程序中的净鞋、换鞋相同。

◊在控制区前应设缓冲室，凡进入控制区的物料可先在缓冲室内刷除外表面的灰尘污染或剥除有污染的外皮，然后放入在控制区内使用的周转容器中。

◊在洁净区前应设缓冲室，凡进入洁净区的物料可在缓冲室内刷除外表面的灰尘污染，并用消毒水擦洗消毒。

然后在设有紫外灯的传递窗口内消毒，传入洁净区。

◊洁净区与缓冲室之间应设气闸室或传递窗，气闸室或传递窗内可用紫外灯照射消毒。

◊生产过程中的废弃物应设置专用传递设施，其出口不应与物料进口共用一个气闸室或传递窗。

◊多层厂房的货梯应布置在一般生产区或控制区内，而不能布置在洁净区内。

若将货梯布置在控制区内，则电梯出入口处均应设置缓冲室，缓冲室应对洁净区保持负压状态。

◊洁净室内的照明光源宜采用萤光灯，灯具宜采用吸顶式，灯具与顶棚之间的接缝应用密封胶密封。

◊洁净室内的照度应根据生产要求确定。

一般情况下,主要工作室的照度不低于300lx,辅助工作室、走廊、气闸室、人员净化室、物料净化室的照度可低于300lx。

对照度有特殊要求的生产部位可设置局部照明。

此外,室内还应设有应急照明设施。

◊有灭菌要求的洁净室，若无防爆要求，可安装紫外灯。

紫外灯的数量可按每6～15m3的空间需1～2支紫外灯来确定。

当室内有人操作时，应避免紫外线直接照射在人的眼睛和皮肤上，此时可安装向上照射的吊灯或侧灯。

在无人室内使用的紫外灯可直接安装在顶棚上。

紫外灯的常见安装方式如下图所示，其中以顶棚灯的杀菌效果最好。

10.大型贮罐、槽、振动筛等重型设备应尽可能布置在厂房的。

在车间布置设计中，许多设备如大型贮罐、精馏塔、吸收塔、空气过滤器等都可
考虑布置在露天或半露天。

某些设备如往复泵、空压机、冷冻机等机械传动设备
以及结晶器等易受气温影响的设备不能布置在露天。

11.食品工厂对车间内墙面要求很高，要防霉、防湿、防腐、有利于卫生。

转角
处理最好设计为圆弧形，具体要求如下——墙裙:一般有1.5～2.0m的墙裙，可用
白瓷砖。

墙裙可保证墙面少受污染，并易于洗净。

12.产生腐蚀性介质的设备怎样布置？
凡产生腐蚀性介质的设备，其基础及设备附近的地面、墙、梁、柱等建(构)筑物
都要采取相应的防护措施，必要时可加大设备与墙、梁、柱等建(构)筑物之间的
距离。

13.噪声大或粉尘多、有毒气、腐蚀气体的设备怎样布置？
⑴车间布置时要考虑到车间卫生条件，车间的流水沟最好与生产线的方向相反。

⑵设备布置时尽可能做到工人背光操作，高大设备避开靠窗布置。

⑶噪声大或粉尘多、有毒气、腐蚀气体的设备，应考虑采取隔断（离）、加强通风除。