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第三章工艺流程设计 1 食品工艺流程设计是食品工厂设计中非常重要的环节 它通过工艺流程图的形式 形象地反映了食品生产从原料到成品 产品 的整个生产过程 其中包括物料及其理化特性的变化 物料的流向以及生产中所经历的过程和使用的设备 仪器和仪表 工艺流程设计用图表示就称之为 工艺流程图 可以说 工艺流程图集中地概括了整个生产过程的全貌 工艺流程设计是工艺设计的核心 2 在整个设计中 设备选型 工艺计算 建筑结构设计 设备布置等工作都与工艺流程有直接关系 只有流程确定后 其他各项工作才能开展 工艺流程设计涉及各个方面 而各个方面的变化又反过来影响工艺流程设计 甚至使流程发生较大的变化 因此 工艺流程设计动手最早 而往往不是最早结束 3 4 5 6 第一节生产方法和工艺流程的选择 针对不同的原料特性和不同的产品 成品 需求 可能存在多种生产方法 同一种生产方法 又存在更多种工艺流程可供选择 生产方法和工艺流程的选择是决定整个工艺设计质量的关键 7 第一节生产方法和工艺流程的选择 在很多情况下 生产同一产品 成品 可以采用不同原料 经过不同生产工艺路线而制得 而同一原料 也可采用不同生产工艺路线 制成不同产品 成品 而且同一生产工艺路线中也可以采用不同的设备配置 因此生产方法和工艺流程的选择必须经过慎重 精细和科学的 而且可能是多次反复的 分析对比论证修订 8 一 生产方法和工艺流程选择的原则 在选择生产方法和工艺流程时 应考虑以下几个大方面的原则 提问讨论互动1 先进性和科学性主要指技术上的先进和经济上的合理可行 具体包括原料特性 产品 成品 品种与规格 基建投资 产品成本 消耗定额和劳动生产率等方面的内容 应选择物料损耗小 循环量少 能量消耗少和回收利用好的生产方法 9 2 可靠性和可发展性可靠性是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠 同时必须充分考虑项目的可持续发展 如果采用的技术不成熟 就会影响工厂正常生产 甚至不能投产 造成极大的投资浪费 对于尚在试验阶段的新技术 新工艺 新设备应慎重对待 应坚持一切经过试验的原则 不允许把未来的生产厂当作试验工厂来进行设计 另外 对生产工艺流程的改革也应采取积极而又慎重的态度 不能有侥幸心理 10 3 适用性和灵活性首先 必须结合国情 中国是一个发展中的社会主义国家 在进行工厂设计时 不能单纯从技术观点或者科学观点考虑问题 应从具体情况出发综合考虑各种具体问题 其次 必须在针对特定原料和产品 成品 具有良好的适应性的基础上 具备良好的适应性和灵活性 举例讨论 根据以往设计工作的体会 食品 粮工 工艺流程设计中应认真考虑以下几个方面的问题 11 民众的消费水平及各种食品产品的消费趋势 与项目相关的食品机械设备及电气仪表的制造能力 与项目相关的食品生产所用的原材料及设备用材料的供应情况 中国环境保护的有关规定和食品生产中三废排放情况 劳动就业与食品生产自动化水平的关系 资金筹措和外汇贮备情况 12 4 政策性和规划性古人云 顺者昌 逆者亡 识时务者俊杰 相关法律 法令 法规 国家政策 规划 布局 行业政策 规划 布局 地方政策 规划 布局 13 上述几项原则必须在生产方法和工艺流程选择中全面衡量 综合考虑 一种技术的应用有长处 也有短处 设计人员必须采取全面分析对比的方法 并根据建设项目的具体要求 选择其中不仅对现在有利 而且对将来也有利的工艺技术 竭力发挥有利的一面 设法减少不利的因素 14 二 生产方法和工艺流程确定的步骤 确定生产方法 选择工艺流程一般要经过三个阶段 1 搜集资料 调查研究这是确定生产方法和选择工艺流程的准备阶段 在此阶段 要根据建设项目的产品方案及生产规模 有计划 有目的地搜集国内外同类型生产厂的有关资料 包括技术路线特点 工艺参数 原材料和公用工程单耗 产品质量 三废治理以及各种技术路线的发展情况与动向等技术经济资料 15 具体收集的内容主要有以下几个方面 国内外生产情况 各种生产方法及工艺流程 原料来源及产品应用情况 试验研究报告 学术论文 技术专利 安全技术及劳动保护措施 综合利用及三废处理 16 生产技术是否先进 拟采用生产技术的水平 设备的标准化和定型化及其制造 运输情况 自动化程度 基本建设投资 产品成本 占地面积 水 电 汽 燃料的用量及供应 主要基建材料的用量及供应 厂址 地质 水文 气象等资料 车间 装置 环境与周围的情况 等等 17 2 落实设备设备是完成生产过程的重要条件 是确定技术路线和工艺流程时必然要涉及到的因素 在搜集资料过程中 必须对设备予以足够重视 对各种生产方法中所用的设备 分清国内已有定型产品的 需要进口的及国内需重新设计制造的三种类型 并对设计制造单位的技术力量 加工条件 材料供应及设计 制造的进度加以了解 18 3 全面对比全面分析对比的内容很多 主要比较下列几项 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势 产品的质量情况 生产能力及产品规格 原材料 能量消耗情况 19 建设费用及产品成本 三废的产生及治理情况 行业背景 政策背景等支撑状况 其他特殊情况 20 第二节工艺流程设计 一 流程设计的任务当生产工艺路线选定之后 即可进行流程设计 它和车间布置设计是决定整个车间 装置 基本面貌的关键性的步骤 对工艺设计 设备设计和配套设计等单项设计也起着决定性的作用 21 工艺流程设计的主要任务包括两个方面 一是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 达到由原料制得所需产品的目的 二是绘制工艺流程图 要求以图解的形式表示生产过程中 当原料经过各个工序或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 以及采用了哪些过程和设备 再进一步通过图解形式表示出加工工艺流程和计量控制流程 22 为了使设计出来的工艺流程能够实现优质 高产 低消耗和安全生产 应按步骤逐步解决以下问题 1 确定整个流程的组成 2 确定每个过程或工序的组成 3 确定操作条件 4 控制方案的确定 5 合理利用原料及能量 6 制定三废的治理方法 7 制定安全生产措施 23 二 工艺流程设计的方法与原则 首先要看所选定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成熟工艺还是待开发的新工艺 前者是可以参考借鉴而需要局部改进或局部采用新技术新工艺的问题 后者须针对新开发技术 在设计上称为概念设计 通常 将一个工艺流程分为若干个重要的组成部分 工序 例如 原料预处理过程 清理工序 若干 主要加工过程 反应过程 产物 在制品 产品 的后处理和三废的处理过程等 24 举例 谷物加工清理工艺流程设计的基本原则 1 积极采用成熟的先进技术 先进经验和先进设备 2 遵循 先大后小 先易后能 的杂质清理原则 3 尽早清理对后续设备工艺效果有较大影响的杂质 4 在清理流程前路 强化除尘和除轻杂 降低对生产车间的粉尘污染 改善车间操作环境 25 5 流程组合时 特别是有物料合并或回流循环时 应遵循 同质合并 的原则 在可能的情况下 尽量减少物料回流 6 对于量多或者难清除的杂质 应设置专门的清理设备和清理路线 甚至可以采用多道清理 主副流联合清理等局部强化工艺 7 注重工艺安全和设备安全保护措施 8 清理工艺流程应具备一定的灵活处理措施 26 9 为了保障生产的稳定和设备之间 各工序之间的生产协调 以及满足短时