工厂设计.ppt

食品工厂设计基础,仲恺农业工程学院轻工食品学院食品科学与工程教授成坚博士,第一章工厂设计概论,第一节工厂建设基本程序一、基本建设程序*项目建议：*可行性论证；*编制设计任务书；*勘察；*设计；*施工：*验收；*交付使用,第一节工厂建设基本程序二、项目建议书的主要内容*产品品种：*生产规模；*投资规模；*产供销的可能性；*今后发展方向；*经济效果,第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容1.总论（1）项目提出的背景，投资的必要性和经济意义；（2）研究工作的依据和范围；（3）研究工作概况和结论。2.需求预测和拟建规模（1）国内外需求情况的预测；（2）国内现有同类工厂的生产能力估计；（3）销售预测、价格分析、产品竞争能力，进入市场的前景；（4）拟建项目的规模、产品方案和发展方向的技术经济比较和分析,第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容3.资源、原材料、燃料及公用设施情况（1）原料、辅助材料、燃料供应的种类、数量和供应可能性（2）所需公用设施的数量、供应方式和条件；4.建厂条件和厂址选择方案（1）组建厂的地理位置、气象、水文、地质、地形条件和社会经济状况（2）交通运输及水、电、汽的现状和发展趋势；（3）厂址比较与选择意见,第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容5.设计方案（1）项目的构成范围（包括的单项工程）、技术来源和生产方法，主要技术工艺和设备选型比较；（2）全厂布置方案的初步选择和土建工程量的估算；（3）公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较和初步选择。6.环境保护（1）环境现状调查；（2）预测项目对环境的影响；（3）提出环境保护和三废治理的初步方案,第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容7.企业组织、劳动定员和人员培训8.项目实施进度的建议；9.投资估算和资金筹措（1）主体工程和协作配套工程所需的投资估算；（2）生产流动资金估算；（3）资金来源、筹措方式及贷款偿还方式。10.社会及经济效果评价,第一节工厂建设基本程序三、设计任务书的主要内容1.建厂理由2.建厂规模3.产品方案4.生产方式5.工厂组成6.占地面积和地形图7.总建筑面积和要求8.公用设施9.交通运输10.投资估算11建厂进度12.经济效果要求,第二节工厂设计组成1.的主要内容:工艺设计和非工艺设计*工厂总平面设计;*工艺设计;*动力设计;*给排水设计;*采暖通风设计;*供电及自控设计;*制冷设计；*动力设计；*环保设计;*非标设备的设计,2.的特点*产品种类复杂;*生产季节性强;*卫生要求高.3.的主要内容:以工艺设计为主(1)工艺设计的概念:按工艺要求进行的设计,其中又以车间工艺设计为主,并对其它设计提供各种数据和提出工艺要求,作为非工艺设计的依据,.(2)工艺设计的主要内容:*全厂总体工艺布局;*产品方案及班产量的设计;*主要产品及综合利用产品生产工艺流程的设计;*物料计算;*设备生产能力计算、选型及设备清单；*车间平面布置；*劳动力计算及平衡；*水电汽冷暖风等用量估算；*管路计算、设计，安装及材料清单；*施工说明*对非工艺设计的要求,*工艺对总平面布置中相对位置的要求；*对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求；*对生产车间的水、电、汽、冷能耗量及负荷计算；*对给水水质要求；*对排水和废水水质处理要求；*对各类仓库面积的计算及仓库温度、湿度的特殊要求等4.学习的意义和方法1.意义:2.方法:掌握基本概念、基本原则、基本计算方法,第二章厂址选择及总平面布置第一节厂址选择一、厂址选择的原则1.符合国家的方针政策2.具备良好的生产条件（1）靠近原料产区；（2）可靠的水文、地质条件；（3）有良好的卫生环境条件；（4）足够的占地面积,3.良好的投资及经济效果（1）方便的交通运输条件；（2）充足的供电条件；（3）充足的水源；（4）居民区附近。二、厂址选择报告（内容）1.厂址坐落地点，四周环境情况；2.地质及有关自然条件资料；3.厂区范围、征地面积、发展计划、施工时有关的土方工程及拆迁民房情况，并绘制1/1000地形图；4.原料供应情况；5.水、电、燃料、交通运输及职工福利设施的供应和处理方式；,6.废水排放情况；7.经济分析对厂区一次性投资估算及生产中经济成本等综合分析；8.选择意见通过选择比较、经济分析，得出选择建议。,第二节总平面设计一、总平面设计的概念：在确定的用地范围内，将全厂不同使用功能的建筑物、构筑物按整个生产工艺流程、综合用地条件进行合理布置，使建（构）筑群组成一个有机整体。二、食品工厂总平面设计的内容：1.建、构筑物：车间、仓库、办公楼等2.工程设施：（1）运输（2）管线（3）绿化和环境,二、总平面设计的基本原则1.按照设计任务书的要求进行，紧凑合理、节约用地；一次布置，分期建设，留有发展余地；2.符合工厂生产工艺要求：（1）车间、仓库等应按流水线布置，尽量缩短距离，并避免重复往返；（2）人流、物流、管线等应各自路线，避免交叉；（3）动力设施接近负荷中心。3.必须满足食品工厂卫生要求：（1）分区分、类布置：生产区和生活区、厂前区和生产区分开；,（2）车间朝向：南北向，采光通风；（3）外围要求：车间与外围公路有防护区，设绿化隔离带；（4）厂区绿化；（5）卫生要求：泥土裸露、锅炉、厕所、废弃物堆场；4.厂区道路：环行路、水泥或柏油路面；5.建筑物间距：日照间距1.1-1.5H，通风间距1.5-2.0H；6.符合规划要求、合理利用地质水文条件；7.各建筑物之间的关系：生产车间应在全厂中心，其他车间、部门及公共设施均需围绕主车间进行排布,三、总平面设计方法1.初步设计（1）总平面布置图*图纸比例：1：500、1：1000；*各建、构筑物相对位置和楼层、道路、绿化、管线等*尺寸标注；*区域位置图：1：5000、1：10000*风向玫瑰图（2）设计说明书*设计依据；*布置特点；*主要技术经济指标：厂区占地面积；生产区占地面积、,建、构筑物面积、生产区建、构筑物面积；露天堆场面积、道路长度、面积、围墙长度；建筑系数；土地利用系数。2.施工图设计：单项设计3.发展趋势：一体化厂房。,第六章公用系统第一节概述一、公用系统的定义是指与全厂各部门、车间、工段有密切关系的、并为这些部门所共有的一类辅助设施二、公用系统的内容包括：给排水、供电及仪表、供汽、制冷、通风与空调等五项工程,三、公用工程区域划分：掌握基本原理及规范1.厂外工程：由当地市政设计或施工部门设计,最好不要超过2-3km；2.厂区工程：由负责整体项目的专业设计院的有关设计部门分别承担；3.车间工程：水管和蒸汽管与生产设备关系密切由工艺设计人员负责；其余仍属专业工种承担；,四、对公用系统的要求1.满足生产需要：用水、电、汽、冷、暖、风；2.符合卫生要求：用水、锅炉；3.运行可靠、费用经济：（1）运行可靠：指供应的数量和质量要有可靠而稳定的参数；（2）经济性：投资少，收效高,第二节给排水一、设计内容：*取水及净化工程；*厂区及生活区给排水管网；*车间内外给排水管网；*室内卫生工程；*冷却循环水系统；*消防系统二、食品工厂对用水的水质要求,二、食品工厂对用水的水质要求1.一般生产用水：符合饮用水标准；2.特殊生产用水：产品组分用水、锅炉用水：硬度0.1mg/L;3.冷却用水：符合饮用水标准；4.生活用水：符合饮用水标准；5.消防用水：符合饮用水标准,各类用水水质标准,三、水源1.自来水：费用大；2.地下水：硬度高；3.地表水：卫生差,四、全厂性用水量的计算1.生产用水：工艺用水：原料用水、清洗用水、冷却用水锅炉用水：按蒸发量的1.5倍计算冷冻机房冷却用水：按循环水量的5%计2.生活用水：生活最大小时用水量=最大班人数*0.7T/h3.消防用水：室外；10-75L/S；室内：2*2.5L/S,五、给水系统1.自来水给水系统：自来水水池加压泵房水塔管网,2.地下水给水系统：地下水暴气清水池二级泵房水塔沉沙池加氯消毒管网,3.地表水给水系统：水源水泵房预沉淀加混凝剂沉淀过滤消毒水池水泵房水塔管网,六、配水系统1.管网：水压6-8M扬程，（1）枝状管网（2）环状管网,六、排水系统1.排水量计算：（1）生产废水、生活废水：最大小时给水量*0.85-0.9（2）雨水W=q*Fq暴雨强度：kg/s径流系数：0.5-0.6F-厂区面积,2.有关排水设计的要点：（1）车间排水：*地面坡度：1.5-2%*明渠排水：200-300（宽）*150-400（深）坡度1%以上*与外界连接：格栅、沉沙井、水封暗井；*清浊分流,（2）厂区排水*埋地暗管*深度：大于0.7m*管径：大于150mm*流速：大于0.8m,第三节供电及自动控制一、内容：*厂区变电工程*厂区供电外线*车间内设备配电*厂区及室内照明*生产线、工段或单机的自动控制；*电器及仪表修理,二、供电要求及相应措施1.留有余地2.双电源供电3.双变压器供电4.变电设施靠近负荷中心5.防潮防湿,三、负荷计算：需要系数法Pj=Ks*Pe(kW)Qj=Pj*tg(kW)Sj=Pj/COS=(Pj2+Qj2)1/2（kW）Pj-最大计算有功负荷，kW；Ks-用电设备的需要系数；Pe-用电设备的装接容量之和，kW；Qj-最大计算无功负荷，kW；Sj-最大计算视在负荷，kW；cos、tg-用电负荷的平均自然功率因素及其正切。,四、供电系统1.250kW以下：可以低压供电2.320kW以上：须高压供电3.320kW以下：高压供电，低压量电,四、供电系统1.250kW以下：可以低压供电2.320kW以上：须高压供电3.320kW以下：高压供电，低压量电,五、厂区外线1.低压架空线：2.路程最短、不迂回、少交叉3.水泥电杆：30M间距,六、车间配电1.单独小间：防水、防潮、防高温2.供电点尽量集中3.多留供电点,七、照明1.与动力线分开；2.日光灯3.最低照明度要求,八、建筑物防雷和电气安全1.防雷级别：三级2.电器设备接地：电阻小于4欧3.最低照明度要求,九、仪表控制和自动调节1.控制调节的参数：温度、湿度、压力、液位、流量、浓度、比重速度、称量、计数等2.控制原理参数测量和变送显示和调节执行调节3.控制步骤：手动控制局部自动控制全部自动控制,第四节供汽一、食品厂的用汽要求1.用汽部门：生产车间：原来处理、配料、热加工、杀菌等；辅助车间：综合利用、保温、洗衣、浴室、食堂等2.蒸汽压力：一般用汽：0.7MPa以下；干燥、高温油炸等：0.8-1MPa3.锅炉数量：2,二、锅炉容量的确定Q=1.15（0.8Qe+Qs+Qz+Qg）(T/h)Q-锅炉额定容量，T/h；Qe-全厂生产用的最大蒸汽耗量，T/h；Qs-全厂生活用的最大蒸汽耗量，T/h；Qz-锅炉房自用蒸汽量，T/h；（5-8%）Qg-管网热损失，T/h；（5-10%）,四、锅炉的选择*优先考虑链条炉，避免采用沸腾炉和煤粉炉。五、烟窗及烟道除尘1.口径和高度：决定抽力；2.除尘：六、锅炉的给水要求：硬度小于0.01mg/L,第五节通风与空调一、一般规定1.优先考虑自然通风；2.人工通风：*夏季岗位温度超过室外3时：每人新鲜空气供应量应大于20-30m3/h；*超过36时，应设岗位吹风，轻作业风速2-5m/s;重作业风速3-7m/s；*有大量蒸汽散发的场合，不论气温高低，均设机械排风,3.空调车间的温度和湿度要求：按产品性质和工艺要求。4.空气净化*措施：过滤、除湿、杀菌、降温*洁净程度：30万级以上二、局部排风,第六节制冷一、冷库容量的确定1.容量要求：按全年生产规模估算：15-20%2.冷库面积：S=P/0.375a*HS-库房净面积，M2；P-拟定的仓库容量，T；a-面积系数，0.37-0.75；H-堆货高度，M,第六节制冷二、冷库总冷耗量的计算1.计算原则：按夏季为基准2.冷库总冷耗量的计算：Qe=Q1+Q2+Q3+Q4(kJ/h)Qe-总耗冷量，kJ/h；Q1-透过围护结构的耗冷量，kJ/h；Q2-物料冷却、冻结耗冷量，kJ/h；Q3-库内通风耗冷量，kJ/h；Q4-库房操作耗冷量，kJ/h,三、冷库类型1.高温库：-2-152.低温库：-18-23三、制冷设备1.氨制冷系统：2.氟制冷系统：,第七章污水处理与环境保护第一节污水排放有关规定及标准一、有关规定1.饮用水水源和风景游览区的水质，严禁有任何污染；2.渔业与农业用水，要保证植物的生长条件，保证动植物体内有害物质的残存毒性不得超过食用标准,3.工业用水的水源，必须符合工业生产用水的要求.二、工业污水中有害物质的最高允许排放浓度1.第一类有害物质的最高允许排放浓度（1）第一类有害物质：能在环境或动物体内蓄积，对人体健康产生长远影响的有害物质。（2）排放标准,2.第二类有害物质的最高允许排放浓度（1）第二类有害物质：影响小于第一类的有害物质。（2）排放标准,浓度单位：mg/L,二、检测水质污染程度的参数1.物理参数：透明度、浊度、颜色、悬浮物、温度、嗅味、味道、蒸发残留物、导电率等2.化学参数：pH值、酸度、碱度、硬度、BOD、COD、溶解氧、总有机碳、总需氧量、油含量、营养素含量、,有毒有害物质含量等。三、几个主要参数的解释1.pH值：5-92.BOD：废水中的有机物在微生物的作用下氧化所消耗的氧量。3.COD：废水中的污染物进行化学氧化