食品工厂设计知识点整理

PAGE10/NUMPAGES10食品工厂设计知识点整理第一章

基本建设程序是指基本建设项目在整个建设过程中各项工作的先后顺序。

内容：我国现行的基本建设程序为如下几个阶段

（1）项目建议书阶段

（2）可行性研究阶段（包括项目评估）

（3）设计阶段

（4）开工准备阶段

（5）施工阶段

（6）竣工验收阶段

（7）后评价阶段

可行性研究报告的结构和内容包括一下几个方面

（1）总论项目背景、项目概况、问题与建议

（2）市场预测产品市场供应预测、产品市场需求预测、产品目标市场分析、价格现状与预测、市场竞争力分析、市场风险分析

（3）资源条件分析评价资源可利用量、资源品质情况、

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资源赋存条件、资源开发价值

（4）建设规模与产品方案建设规模与产品方案的构成、建设规模与产品方案的比选、推荐的建设规模与产品方案、原有设施的利用情况

（5）场址选择场址现状、场址条件比选、推荐的场址的方案、技术改造项目原有场址的利用情况

（6）技术方案、设备方案和工程方案技术方案选择、主要设备方案选择、工程方案选择、技术改造项目改造前后的比较

（7）主要原材料、燃料供应主要原材料供应方案、燃料供应方案

（8）总图、运输与公用辅助工程总图布置方案、场内外运输方案、公用工程与公用辅助工程方案、技术改造项目原有公用辅助设施利用情况

（9）节能措施节能措施、能耗指标分析

（10）节水措施节水措施、水耗指标分析

（11）环境影响评价环境条件调查、影响环境因素分析、

环境保护方案

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（12）劳动、卫生、安全与消防危险因素和危害程度分析、安全消防措施、卫生保健措施、消防设施

（13）组织机构与人力资源配置组织机构及其适应性分析、人力资源配置、职工培训

（14）项目实施进度建设工期、实施进度安排、技术改造项目建设与生产的衔接

（15）投资估算

（16）融资方案融资组织形势、资本金筹措、债务资金筹措、融资方案分析

（17）财务评价财务评价基础数据与参数选取、销售收入估算与成本费用估算、财务评价报表、盈利能力分析、偿债能力分析、不确定性分析、财务评价结论

（18）国民经济评价影子价格及通用参数选取、效益费用范围与数值调整、国民经济评价报表、国民经济评价指标、国民经济评价结论

（19）社会评价项目的社会影响分析、项目与所在地互适性分析、社会风险分析、社会评价结论

（20）风险分析项目主要风险因素识别、风险程度分析、

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社会防范风险对策

（21）研究结论与建议推荐方案总体描述、推荐方案优缺点描述、主要对比方案、结论与建议

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食品工厂设计的内容

工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分食品工厂工艺设计的内容大致包括：全厂总体工艺布局，产品方案及班产量的确定，主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定，工艺计算；设备生产能力的计算与选型，生产车间平面布置，劳动力计算及平衡，水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算，管道布置、安装及材料清单和施工说明等。

食品工厂非工艺设计包括：总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计，有时还包括非定型设备的设计。

厂址选择要素

（1）厂址的生态条件。包括所选地区的土壤、地址的场地上的危险因素和当地的气候等。

（2）厂址所在地的基础设施（现有的工业基础设施、经济和社会基础设施；关键性的项目投入物）

（3）预计今后的发展趋势、供应和销售政策的战略

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（4）土地费用

厂址方案的选择

（1）方案比较法这种方法是通过对项目不同选址方案的投资费用和经营费用的对比，作出选址决定

（2）评分优选法这种方法可分3步进行。首先，在厂址方案比较表中列出主要判断因素；其次，将主要判断因素安其重要程序给予一定的比重因子和评价值；最后，将各方案所有比重因子与对应的评价值相乘，得出指标评价分，其中评价分最高者为最佳方案。

（3）最小运输费用法如果项目几个选择方案中的其他因素都基本相同，只有运输费用是不同的，则可用最小运输费用法来确定厂址。

总平面设计的内容

（1）合理进行厂区的建筑物、构筑物及其他工程设施的平面布置确定区域划分，建筑物、构筑物及其他室外设施的相互关系及其位置，并注意与区域规划相协调。

（2）厂内外运输系统的合理安排合理组织用地范围内的

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交通运输线路的布置。

（3）结合地形合理进行厂区竖向布置确定厂房的室外整平标高和室内地坪标高。

（4）协调室外各种生产、生活的管线敷设，进行厂区管线综合布置确定地上、地下管线的走向、平行敷设顺序、管线间距、架设高度和埋设深度，解决其相互干扰，尽量和人流、货流分开

水平向布置

水平向布置就是合理对建厂范围内的所有建筑物、构建物、工程设施及辅助设施在水平方向进行布置。水平向布置有以下几种方式：

（1）整体式将厂内的主要车间、仓库、动力等布置在一个整体的厂房内。

（2）区带式将厂区建筑物、构建物按性质、要求的不同而布置成不同的区域，并用厂区道路分隔开。

（3）组合式由整体式和区带式组合而成，主车间一般采用整体布置，而动力设施等辅助设施则采用区带式布置

（4）周边式将主要厂房建筑物沿街道、马路布置，组成

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高层建筑物

竖向布置

竖向布置的任务是反映它们的标高，目的是确定建设场地上的高程（标高）关系，利用和改造自然地形使土方工程量为最小，并合理地组织场地排水。竖向布置方式一般采用平坡式、阶梯式和混合式3种。

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（1）平坡布置形式这种布置形式的场地是由连续的不用坡度的坡面组成，但没有急剧变化，其特点是将整个厂区进行全部平整。

（2）阶梯布置形式这个工程场地是由不连续的不同地面标高的台地组成

（3）混合式竖向设计混合式平坡式和阶梯式兼用的设计方法称为混合式竖向设计，这种方法吸取两者的优点，多用于厂区面积较大、局部地形变化较大的场地设计中。

第三章

食品工厂工艺设计的步骤

工艺设计主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。

（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）物料衡算和能量衡算（包括热量、耗冷量、供电量、给水量计算）

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（5）选择设备。

（6）车间工艺布置。

（7）管路设计

（8）其他工艺设计

（9）编制工艺流程图、管道设计图及说明书等

产品方案的确定

一种原料生产多种规格的产品时，为便于机械化生产，应力求精简。但是，为了尽可能提高原料的利用率和使用价值，或为了满足消费者的需求，往往有必要将一种原料生产成几种规格的产品。各种产品量的多少可以视原料情况而定。食品工厂的产品方案是用表格形式表现的，其内容包括产品名称、年产量、班产量、1~12月的生产安排，用线条或数字两种形式表示。

产品方案比较

主要产品年产值的比较；

每天所需生产工人数的比较；

劳动生产率的比较（年产量t/工人总数）

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每天（月）原料、产品数之差比较

平均每人年产值的比较（元/人·年）；

设备平衡情况的比较；

水、电、汽耗量的比较；

组织生产难易情况的比较；

基建投资的比较；

社会效益的比较；

经济效益(利税元/年)；

结论。

生产工艺流程设计

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工艺流程设计是原料到成品的整个生产过程的设计，是根据原料的性质、成品的要求把所采用的生产过程及设备组合起来，并通过工艺流程图的形式，形象地反映食品生产由原料到产品输出的过程。

生产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，达到由原料生产出所需产品的目的；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示成产过程中，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，以及采用了哪些生产过程和设备，再进一步通过图解形式表示出管道流程和计量控制流程。

工艺流程设计的原则

（1）选用先进、成熟、可靠的新工艺、新技术、新设备，生产过程尽量地连续化和机械化。

（2）采用先进可行的工艺指标，在能达到该工艺指标的前提下，尽量缩短工艺流程的线路，减少输送设备。

（3）充分利用原料，在获得高产品得率和保证产品质量优

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良的同时，尽量做到综合利用。

（4）要考虑加工不同原料和生产不同产品的可能性。（5）要考虑生产调度的许可性，估计到生产中可能发生的故障，使生产能正常进行。

（6）保证安全生产，工艺过程要配备较完善的控制仪表和安全设施。

工艺流程设计的依据：

（1）加工原料的性质

（2）产品质量和品种

（3）生产能力

（4）地方条件

（5）辅助材料

工艺流程设计的步骤：

（1）工艺流程方块图（定性图）设计；

①确定生产方法和生产过程

②绘制工艺流程方块图

③进行工艺计算

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④进行设备计算和选型

（2）绘制工艺流程草图（定量图）；

①验证并优化工艺路线

②确定设备之间的立面连接位置

（3）绘制正式工艺流程图

工艺流程图的类型

（1）物料流程图

（2）生产工艺流程图

（3）工艺管道及仪表流程图

工艺流程（例）：茶叶→净化→一次浸提→二次浸提→过滤→调配→精滤→杀菌→热灌装→恒温→倒瓶→冷却→成品

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设备选型（例子、区分？）

食品工厂的生产设备总体上可以分为两类：标准设备或定型设备，非标准设备或非定型设备。

标准设备是专业设备厂家成批成系列生产的设备，有产品目录或产品样本手册，有各种规格型号和不同生产厂家。

非标准设备是需要专门设计和制作的特殊设备，非标准设备计算和选型就是根据工艺要求，通过工艺计算，提出设备的形式、材料、尺寸和其他一些要求，再由设备专业人员进行机械设计，由设备制造厂制造。

生产车间工艺布置的原则

（1）要有总体设计的全局观念

（2）设备要尽量按工艺流水线布置

（3）考虑多品种生产的可能

（4）与其他车间的各工序要协调一致

（5）考虑生产卫生和劳动保护要求

（6）考虑采光、通风、采暖、降温等

车间工艺布置的要求

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厂房布置包括平面布置和立面布置。

布置主要取决于工艺流程和设备的布置，同时还必须满足生产卫生、安全防火等相关要求。此外，食品加工厂生产车间厂房的柱网及层高应尽量符合建筑模数制的要求。

（1）厂房的平面布置主要是确定厂房的面积及柱网的布置，并按工艺要求对内部空间进行合理的分隔。

1）计算厂房面积应考虑的问题

生产场地和贮存面积应与生产品种、数量、质量要求相适应；

生产车间内设备与设备间、设备与墙壁间应有适当的通道或工作空间；

生产辅助间如各种原料辅料、半成品、包装材料的暂存间，机电维修间、工具间等所需要的面积；

车间内其它设施如配电室、操作控制室、隔音装置、采暖通风、防尘、车间卫生所需要的面积；

生产管理和车间生活设施如办公室、车间化验室、休息室、育婴室、更衣室、厕所、浴室等所需要的面积；

各种通道，如楼梯间、电梯间、物流和人流通道（包

括参观通道）等所需要的面积。

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2）卫生要求不同的生产区域应当用隔墙分开，对环境卫生及安全防护条件要求高的控制室、变电所或配电室等设施也必须用隔墙分开。

3）噪声大的设备必须用隔墙分开、放在边跨的位置。

4）在适当位置设置车间大门、通道和楼梯等，大门的数量、规格、附属设施等的设置应符合设备进出、生产运输、人员进出、食品卫生、消防安全等的需要和要求。车间内布置或今后可能会布置大型设备的时候，应考虑预留安装门洞。5）各种地下沟要满足功能上的需要，还应统一考虑、合理安排，避免与车间建筑物基础发生矛盾。

6）平面布置应力求轮廓规整，并方便今后的扩建工作。（2）厂房的立面布置主要是确定层数和高度。

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管路设计的标准化

（1）公称直径又称通称直径、公称通径。管子的公称直径是指管子的名义直径，多说情况下公称直径既不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值

（2）公称压力也叫通称压力。把管道及所用法兰、阀门等零部件所能承受的压力，分成若干个规定的压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力。

管道材料的选择

食品工厂常用的管道材料有以下几种

（1）钢管

①无缝钢管材料为碳钢，用于输送有较大压力的物料、蒸汽、压缩空气等。

②电焊钢管电焊钢管有螺旋焊接钢管和钢板卷管两种类型

螺旋电焊钢管：材料是用碳钢板条卷纸，连续螺旋焊接

钢板卷管：材料为碳钢板，卷制后直缝焊接而成

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③水煤气钢管材料是碳钢，有普通和加厚两种

④不锈钢管若输送有腐蚀性的介质，且介质温度和压力较高或食品卫生要求高的管道，可用不锈钢管

（2）铸铁管用于室外给水和室内排水管线，也可用来输送碱液或浓硫酸，埋于地下或管沟

（3）有色金属管

①铜管与黄铜管铜管及黄铜管多用于制造换热设备，也用作低温管道、仪表的测压管线或传送有压力的流体，通常不用于食品物料的输送

②铝管系由铝材拉制而成的无缝管

（4）非金属管

①硅酸盐材料管优点：耐腐蚀性能好，缺点是能耐受的压力低、性脆易碎

②塑料管输送温度在60℃以下的腐蚀性介质可用硬聚氯乙烯管、聚氯乙烯管或聚氯乙烯卷管

③橡胶管能耐酸碱，抗蚀性好，且有弹性可任意弯曲

管道附件

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为满足生产工艺和安装检修的需要，管路中还有许多其他构件，这些构件通常称为管路附件。

（1）弯头主要用来改变管路的走向

（2）三通当一条管路与另一条管路相连通或管路需要有旁路分流时，其接头处的管件称为三通。

（3）短接管和异径管当管路装配中短缺一小段，或因检修需要在管路中设置一小段可拆的管段阀，经常采用短接管（4）法兰、活络管接头、盲板为便于安装和检修，管路中有些地方需采用可拆连接，法兰、活络管接头是常用的连接零件

（5）阀门阀门在管道中用来调节流量、切断或切换管道，或对管道起安全、控制作用。食品工厂常用的阀门：①旋塞；

②截止阀；③闸阀；④隔膜阀；⑤球阀；⑥针形阀；⑦止回阀；⑧安全阀；⑨减压阀；⑩疏水器；11）蝶阀

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第四章

食品工厂的辅助设施，可分为生产性辅助设施、动力性辅助设施和生活性辅助设施三类。

生产性辅助设施主要包括：原材料的接受和暂存、原料及半成品和成品检验、产品研究和试制、设备维修、车间内外的运输、原辅材料和包装材料的储存等设施。

动力性辅助设施主要包括：锅炉房、给排水及供电、采暖、空调通风、制冷等设施。

生活性辅助设施主要包括：办公楼、食堂、厕所、浴室、医务室、员工宿舍、绿化园地和员工活动场所等。

运输设施

厂外运输

食品厂的货物运输，主要通过水路或公路。运输的工具主要为船和汽车。

厂内运输指的是厂区内车间外的运输。

厂内常用的几种运输方式：

铁路运输：运输固、液体物料

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道路运输：运输固、液体

带式运输：散状料

管道运输：液体、粉料

辊道运输：固体

第五章

食品工厂常用卫生消毒方法

物料消毒法

（1）煮沸法水温达到100℃，持续5min即可达到消毒目的

（2）蒸汽法蒸汽温度100℃，持续5min即可

（3）流通蒸汽法蒸汽温度90℃，持续15~20min即可（4）干烤消毒法；（5）辐射法；（6）紫外线法

（7）臭氧法：浓度高于20mg/m3,30min

（8）静电吸附式空气消毒器:30min

化学消毒法

（1）喷雾消毒法；（2）气溶胶喷雾消毒法；（3）擦拭消毒法；（4）浸泡消毒法；（5）气体熏蒸消毒法；（6）烟雾熏蒸

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消毒法；（7）粉剂喷洒消毒法；（8）液体流动浸泡消毒法

常用消毒剂:

（1）含氯消毒剂；（2）烧碱溶液；（3）臭药水(克利奥林)；（4）石灰乳与消石灰粉；（5）臭氧；（6）二氧化氯(双组份)；（7）高锰酸钾溶液；（8）醇类消毒剂-乙醇（9）过氧化物类消毒剂（过氧乙酸、过氧化氢）；（10）洗消剂

第六章

食品工厂公用设施一般包括给排水、供电及仪表、供汽、采暖与通风、制冷等5项工程

食品工厂用水大致可分为产品用水、生产用水、生活用水等几大类。

（1）产品用水产品用水因产品品种的不同而有所区分。根据其用途不同可分为两类：一时直接作为产品的产品用水。二是作为产品原料的溶解、浸泡、稀释、灌装等的产品用水。

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（2）生产用水除了产品用水之外的，直接用于工艺生产的用水，一般指与生产原料直接接触，如原料的清洗和加工，产品的杀菌、冷却，工器具的清洗等。

（3）生活用水是指食品工厂的管理人员、车间工人的日常生活用水及淋浴用水。

（4）锅炉用水；（5）冷却循环补充用水；（6）绿化、道路的浇洒水及汽车冲洗用水

（7）未预见水量及管网漏失量；（8）消防用水量

给水处理主要步骤：

（1）沉淀、澄清处理主要是对含沙量较高的原水进行处理

（2）过滤处理原水经沉淀后一般还要进行过滤

（3）消毒处理通过物理或化学的方法杀死水中的致病微生物。

（4）软化处理通过降低水中钙、镁离子的含量，进而降低水的硬度

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供电措施

（1）有些食品工厂生产的季节性很强，因此，大中型食品厂一般设置两台变压器供电，小型食品厂采用一台变压器供电即可。

（2）在设计时，变、配电设备的容量和面积要留有一定发展余地，以适应食品厂机械化水平的不断提高

（3）食品工厂用电设备一般属三级负荷，可采用单电源供电

（4）为减少电能损耗和改善供电质量，厂内变电所应接近或毗邻负荷高度集中的部门。当厂区范围较大，必要时可设置主变电所及分变电所

（5）一般食品工厂的生产车间水汽大、湿度高，应对供电管线及电器采取必要防潮措施，防止发生事故。

蒸汽锅炉的分类

（1）按用途可分为动力锅炉、工业锅炉和取暖锅炉

（2）按蒸汽参数可分为低压锅炉、中压锅炉和高压锅炉（3）按蒸发量可分为小型锅炉、中型锅炉和大型锅炉

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（4）按锅炉炉体可分为火管锅炉、水管锅炉和水火管混合式锅炉

第七章

食品工业废水的来源

食品工厂产生的工业废水有原料清洗、原料预处理、半成品漂洗、半成品浸泡、浓缩锅蒸汽的冷凝、杀菌后产品的冷却、设备洗涤消毒、包装容器的洗涤消毒、车间清洁卫生、人员清洁卫生和产品在生产过程中本身所产生的水等。

食品工业废水中主要污染物有：

（1）漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等。

（2）悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等。

（3）溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等。

（4）原料夹带的泥砂及其他有机物等。

（5）致病菌等。

化学需氧量（COD）指在规定条件下，水样中能被氧化的

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物质完全氧化需耗用氧化剂的量

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生化需氧量（BOD）指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在一定的温度、时间条件下，分解、氧化废水中的有机物过程中所消耗的溶解氧量

总有机碳（TOC）是以碳的含量表示水体中有机物总量的综合指标。

食品工业废水处理方法

①物理法利用物理作用处理，分离和回收废水中污染物等

②化学法利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质

③生物法利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物

第八章

设计概算是在初步设计阶段，由设计单位根据初步投资估算、设计要求以及初步设计图纸，依据概算定额或概算指标、各项费用定额或取费标准、建设地区自然、技术经济条件和设备、材料预算价格等资料，或参照类似工程预（决）算文件，确定和编制的建设项目从筹建开始到全部工程竣工、投

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产和验收所需要的全部建设费用的经济文件。

设计概算包括单位工程概算、单项工程综合概算、其他工程的费用概算、建设项目总概算以