物料衡算及设备选型

1、第三章 食品工厂工艺设计第三节 物料衡算第四节 设备选型.第三节 物料衡算一、物料衡算的概念和意义二、物料计算方法三、主要技术经济目的内容.一物料衡算概念物料衡算是指：根据质量守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料分量Gm，必等于所得到的产物分量Gp和物料损失量Gt之和。即：Gm=GP+Gt一、物料衡算的概念和意义.二物料衡算意义(1) 确定消费设备的容量、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、消费班次、本钱核算、管线设计。 . 二、物料计算方法一 物料计算方法技术经济定额目的法1、每班耗用原料量Kg/

2、班=单位产品耗用原料量Kg/t 班产量t/班2、每班耗用各种辅料量Kg/班=单位产品耗用各种辅助材 料量Kg/t 班产量t/班3、每班耗用包装容器量只/班=单位产品耗用包装容器 只/t 班产量t/班 1+损耗率二 物料计算结果表示 通常用物料平衡图、物料平衡表来表示。.原理：原料分量 = 废品量 + 损耗量 内容包括：物料称号、质量，废质量量、损失量，物料的流向、投料顺序等项。方法：粗实线箭头表示物料主流向， 细实线表示物料支流向 。例如：P48图3-7 397克原汁猪肉罐头实测数据流程图 原料耗费定额=原料重/产品重1.23 t原料/ t废品 P49图3-8 班产12.5 t原汁猪肉物料计算

3、流程图1. 物料平衡图 .2. 物料平衡表从平衡图中摘出数据称号计算单位主、辅原料产品冻片调味料猪皮胶空罐纸箱食 品淋巴杂质皮骨批次质量kg)153451121262125006913031995数量只31612658表3-8 P49图3-8班产12.5 t原汁猪肉物料计算.原料耗费综合表序 号原料名称单位纯度100%每吨产品消耗定额(t)每天或每小时消耗量(t)年消耗量(t)备注工业品100%工业品100%工业品100%物料平衡表.排出物料综合表序号名称特性成分单位每吨产品排出量t每小时排出量t每年排出量t备注.物料平衡表例子：P49：表3-9 日产12 t番茄酱罐头物料计算P50：表3-1

4、0 班产20 t蘑菇罐头物料计算P51：表3-11 班产20 t刀青豆罐头物料计算 表3-12 班产10 t午餐肉罐头物料计算原料耗费定额随着加工包装量产品规格的增大而下降； 蕃茄投料量 = 耗费量 + 产品不合格量。.原料耗费定额及劳动力定额参考P54：表3-15 部分肉、禽、水产品的原料耗费定额及劳 动力定额参考表产品规范，原料、辅料和劳动力定额P56：表3-16 糖水水果罐头主要原辅资料耗费定额参考表P58：表3-17 果汁、果酱类罐头主要原辅资料耗费定额参 考表P59：表3-18 蔬菜类罐头主要原辅资料耗费定额参考表*食品包装概述P61-75 P66：表3-19 食品包装常用塑料薄膜性

5、能 。 P68：表3-20 复合薄膜的包装性能 。.【实训步骤】 1.弄清题意和计 算的目的要求2.画物料流程简图3.选择计算基准4.物料衡算的步骤目 录上一页下一页退 出物料衡算综合实训 .“年产1万吨食用酒精厂的物料平衡图原料耗费定额=28490/10200单位称号工程称号设计工程设计阶段初步设计设计制图校核审核年比例糖化酶213.3t/aa-淀粉酶114t/a薯干粉28490t/a硫酸51.9t/a硫酸铵120t/a糖化酶30t/a粉碎车间蒸煮工段糖化工段酒母工段发酵工段蒸馏工段粉浆114000t/a蒸煮醪115800t/a酒母醪11991t/a蒸馏发酵醪t/a废品酒精10200t/a次

6、品酒精208t/a酒糟13200t/a二氧化碳9388t/a杂醇油52t/a至仓库至仓库至仓库至糟池至CO2车间年产1万吨食用酒精厂物料平衡图原料耗费定额=28490/10200.【物料衡算实例】 现以二次发酵法消费面包为例，阐明物料衡算的根本方法。知：班产量2000kg,食品规格为100g糖圆面包，其配方如下：规范粉 142.9kg鲜酵母 0.86kg(这里取面粉的0.6进展计算) 白砂糖14.3kg(占面粉的10%) 植物油 1.43kg(占面粉的1%)精盐 1.07kg(占面粉的0.75%)糖精 0.02kg(占面粉的0.014%)鸡蛋 5.72kg(占面粉的4%)要求：绘制物料平衡图以

7、班次计算目 录上一页下一页退 出.详细设计步骤：绘制面包消费工艺流程图 面包消费工艺流程图如下所示。目 录上一页下一页退 出焙 烤包装.根据该食品配方求出班产量为2000kg时各物料的投料量规范粉 2000(kg)鲜酵母 20000.6%=12(kg)白砂糖 200010%=200(kg)植物油 20001%=20(kg)精 盐 20000.75%=15(kg)鸡 蛋 20004%=80(kg)糖 精 20000.014%=280(g)目 录上一页下一页退 出.3.采用二次发酵法消费面包，需经次调粉。每次调粉加水量占所加面粉量的40%50%(视面粉含水率而定)(1)第一次调粉投料设面粉含水率偏

8、高面粉200040%=800(kg)水 80040%=320(kg)酵母 12(kg)砂糖 1210%=1.2(kg)(相当于酵母量的10%)因此，第一次调粉投料量为： 800+320+1.2=1121.2(kg)目 录上一页下一页退 出.(2)第二次调粉投料留出干面粉 2000%=60(kg)加 入 面 粉200080060=1140(kg)加 水 量 114040%=456(kg)砂 糖 2001.2=198.8(kg)糖 精 280g鸡 蛋 80kg植 物 油 20kg食 盐 15kg第二次调粉投入量应将第一次发酵的面团醪子1121.2kg计算在内。所以第二次投料量为： 1121.2+1

9、140+456+198.8+0.28+80+20+15=3031.28(kg) 总投料量为3031.28+ 60(干粉)3091.28(kg) 目 录上一页下一页退 出.4.烘焙后的废质量量与正常损失面包烘焙损失比按下式计算D(总投料量烘焙后的面包质量)/总投料量100% 式中，为烘焙损失比。烘焙过程中，面包坯要损失10%12%左右的物质，其中；水分约占94.88%,乙醇约占1.46%,二氧化碳约占3.27%,其他约占0.39%。烘焙过程中的正常损失量3091.2812%=370.95(kg)废品面包质量总投料量损失量3091.28370.95=2720.33(kg) 实践消费中，还该当思索到

10、正常操作过程损耗，普通按1%5%计算。将计算结果以物料平衡图表示，见图5-3所示。.图5-3班产2000kg(以面粉量计)100g糖圆面包物料平衡图单位：kg.三、主要技术经济目的内容1消费规模(ta)2消费方法3消费天数(da)4产品日产量(td)5产品年产量(ta)6副产品年产量(ta)7产质量量8总回收率().三、主要技术经济目的内容9原资料单耗(1)主原料(t/t产品)(2)辅料(t/t产品)(3)水(t/t产品)(4)电(kWh/t产品)(5)蒸汽(t/t产品)(6)冷量(kJ/t产品)10总投资(万元)(1)设备价值(2)资料费(3)运杂费(4)建筑工程费(5)工资 (6)其他.三

11、、主要技术经济目的内容11劳动消费率(1)消费人员(2)商品产值(万元)(3)全员劳动消费率万元/(人a)(4)工人实物劳动消费率(t/(a人)12单位本钱(元/t)13利润(1)单位产品利润(元/t)(2)总利润(万元/a)14、投资回收年限(a)15、全厂设备总分量(t)16全厂主要管件、管材总重(t)17钢铁、水泥、木材单耗.第五节 设备选型一、设备选择的原那么二、主要设备的选择三、部分设备消费才干的计算公式四、设备选型计算. 根据：物料衡算的结果。 要求：设备选型要符合工艺。 意义：是保证产质量量的关键和表达消费程度的规范，又是工艺布置的根底，并且为动力配电，水、汽用量计算提供根据。第

12、五节 设备选型.【设备选型义务】 在工艺设计根底上进展的，确定车间内工艺设备的类型、规格t/h处置量和台数，为车间的平面布置、设备的安装提供详细资料。目 录上一页下一页退 出.应根据每一个种类单位时间小时或分钟产量的物料平衡情况和设备消费才干来确定所需设备的台数；假设有几种产品都需求共同的设备，在不同时间运用时，应按处置量最大的种类所需求的台数来确定；关键设备应思索有备用设备；后道工序设备的消费才干要略大于前道工序。设备选型方法：.一、设备选择的原那么 、满足工艺要求，保证产品的质量和产量。、大型厂：应选用较先进的，机械化程度高的设备； 中型厂：可选用机械化、延续化程度较高的设备； 小型厂：那

13、么选用较简单的设备。、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。.一、设备选择的原那么、符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的资料要不易腐蚀，不致对食品呵斥污染。、设备构造合理，资料性能可顺应各种任务条件如温度、湿度、压力、酸碱度等。、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。.【食品厂设备类型】 食品工厂消费设备大体可分四个类型：计量和储存设备通用机械设备定型公用设备非规范专业设备二、食品工厂主要设备的选择如电动机、泵等如汤圆加工机、饺子成型机等.1、保送设备2、清洗和原料预处

14、置设备3、热处置设备 4、封罐设备 5、废品包装机械设备6、空罐设备 以罐头食品加工厂为例：.1、保送设备1固体保送设备按用途和功能分： 带式保送机 斗式升送机 螺旋保送机 2液体保送设备有： 流送槽 真空吸料安装3食品厂常用的泵： 离心奶泵 螺杆泵 齿轮泵 .2、清洗和原料预处置设备常用的清洗设备有鼓风式清洗机、空罐清洗机，全自动洗瓶机、实罐清洗机等。鼓风式清洗机：是利用空气进展搅拌，既可加速污物从原料上洗去，又可使原料在剧烈翻动时其完好性不被破坏，因此最适宜于果蔬原料的清洗；全自动洗瓶机：可用于果汁，汽水，牛奶，啤酒等玻璃瓶的清洗，对新瓶和回收瓶均可运用。.2、清洗和原料预处置设备常用的原

15、料预处置设备有：分级机：又分滚筒式分级机、摆动筛、三辊筒式分级机、花生米色选机等；切片机：蘑菇定向切片机、菠萝切片机，青刀豆切端机等；打浆机，榨汁机，果蔬去皮机，分别机桔油分别、奶油分别机等；绞肉机、斩拌机、真空搅拌机等。.3、热处置设备作用：原料脱水、抑制或杀灭微生物、排除食品组织中的空气、破坏酶活力、坚持产品的颜色和方便其他工序的操作等。工段：包括预煮、预热、蒸发浓缩、枯燥、排气和杀菌等设备。.3、热处置设备热交换设备：列管式热交换器、板式热交换器、辊筒式杀菌器、夹层锅、延续预煮机分链带式和螺旋式真空浓缩设备：按加热器构造分有盘管式、中央循环式、升膜式、降膜式、片式、刮板式、外加热式等。排

16、气设备、杀菌设备： 立式、卧式、常压延续式、回转式等。常用设备：.3、热处置设备1热交换设备 列管式热交换器：广泛运用在蕃茄汁/果汁/乳品等液体食品的消费过程中，大多用作高温短时或超高温短时杀菌和杀菌后的及时冷却；板式热交换器：用于牛奶高温短时或超高温杀菌，也可作为食品液料的加热杀菌和冷却；辊筒式杀菌器：普通作鲜奶及稀奶油的消毒，适于中小型乳品厂；夹层锅：用于物料的热烫/预煮，调味液配制及熬煮一些浓缩产品；延续预煮机：广泛用于蘑菇/青刀豆/青豆/蚕豆等各种原料的预煮。.3、热处置设备2真空浓缩设备 结垢性强迫循环型或升膜式蒸发式浓缩设备 结晶性夹套式浓缩设备或强迫循环型 粘滞性 强迫循环式、刮

17、板式或降膜式浓缩设备 热敏性各种膜式或真空度较高的浓缩设备 发泡性 强迫循环型和长管薄膜浓缩设备.3、热处置设备(3) 杀菌设备按其杀菌温度不同：常压、加压杀菌；按其操作方法分：间歇式、延续式杀菌。间歇式：立式杀菌器： 卧式杀菌器：静止式、回转式延续式：常压延续杀菌器、静水压延续杀菌器、水封式延续高压杀菌器、火焰杀菌器，真空杀菌器以及微波杀菌器等。 .4、封罐设备镀锡薄钢板、玻璃瓶容器的封罐机有手扳式封罐机、半自动封罐机和自动封罐机。自动封罐机：又有单机头和多机头自动封罐机。螺口瓶用四旋盖拧盖机封罐。封罐机的消费才干：按每分钟封多少罐计，而不是按班产量计。.三、部分设备消费才干的计算公式P84

18、：一流槽二斗式保送机三带式保送机四杀菌锅：每台杀菌锅操作周期所需时间 t；每台杀菌锅内装罐头的数量 n；每台杀菌锅的消费才干G；1 h 内杀菌x罐所需杀菌锅数量N；制造杀菌工段操作图表P86。 有些定型公用设备的消费才干在铭牌上有标注，但有些设备的消费才干随着流量、产品种类、消费工艺等的改动而变化。.例子：程度带式保送机的带宽为300mm，堆放物料的平均厚度为100mm，带速为0.5 m/s，用于保送密度为900 kg/m3的固体物料，计算其消费才干t/h。 装填系数普通取0.75)解：消费才干t/h=3600BhP853600 s/h0.3 m0.1 m0.9 t /m3 0.5 m/s 0

19、.75 36.5 t/h。.四、设备选型计算重点用途：1. 向设备厂家提出单机设备的消费才干、容量大 小、设备尺寸等要求； 2. 根据厂家提供的定型设备信息，进展设备数量、 操作参数的核算(定)。 设备类型：一 保送性经过设备的计算 二 罐器类设备的计算 三 延续处置设备的计算 .一 保送性经过设备的计算保送性经过设备：如保送带、泵、粉碎机、胶体磨、过滤机等；计算特点：物料在这些设备内滞留的时间忽略不计。衡算通式： NQsAtQT11式 式中：N设备数台； Qs选型设备的消费才干t/h台； QT平均消费才干t/h； At设计安排的某工段物料处置速率系数1； 式11中，QT是由消费规模决议的，其

20、他3项可变。这就需求设计一个合理的处置速率系数At与消费作业的调度有关。.讨论当物料预处置速度：按平均消费才干计：At1；较平均处置时间减少一半：At2。等等。根据需求的总设备处置才干AtQTt/h，以及现有的设备资料提供的单机消费才干，就可以选取适当消费才干的设备。可以选一台(大)设备，也可选多台(小)设备。根据详细情况确定。.二罐器类设备的计算 间歇性处置物料的设备，如贮料罐、杀菌锅、酶反响罐、发酵罐、混合搅拌罐等。 衡算通式：NVsAtQT t12式 式中：N罐设备数台； Vs单台罐器设备的有效容量t/台； QT平均消费才干t/h； At设计安排的某工段物料处置速率系数1； t物料滞留时间物料处置时间滞留在设备时间。式12中，QT与t是由消费规模和消费工艺决议的，其他3项可变。例11 P12.三延续处置设备的计算 如延续杀菌机、速冻机、枯燥机、延续式烘烤炉、预煮机等。对于定型的延续处置设备，通常要核算其实践处置才干；对于非规范设备，通常需求估算的是设备的尺寸。 假设：延续处置设备的消费才干 -QTt/h； 保送安装的保送速度 -vm/h； 物料在保送安装上的装载密度 -Dst/m2； 保送安装的有效载