工厂设计课件.ppt

1、食品工厂设计基础,主讲 郭朔,2,课程基本概况,课程名称：食品工厂设计 （英文）：The Design of Food Factory 课程总学时：40-50（讲课36-44，实践教学4-6） 课程学分：2.5 课程分类：必修课 先修课程：食品工程原理、粮油食品工艺 学、畜产食品工艺学、果蔬食品工艺 学、机械制图、企业管理 考查形式：考试,3,课程性质、目的和任务,课程性质：本课程是食品科学与工程专业的主要必修课 之一。它是以工艺设计为主要内容的多学科综合性课程， 同时也是一门实用性很强的课程。 主要目的：培养学生了解我国基本建设的重要意义、方 针政策和规定、一般程序和有关的设计文件；学习食品

2、工 厂有关工艺设计的基本理论；掌握食品工厂设计的基本内 容和方法；培养学生查阅资料、使用手册、标准和规范以 及整理数据、提高运算和绘图能力；培养学生综合运用多 学科理论，联系实际提高分析问题和解决问题的能力；树 立注重调查研究的工作作风，为毕业设计和今后工作打下 基础。,4,主要任务： 1.了解基本建设的重要意义、一般程序和有关设 计文件； 2.掌握食品工厂设计的基本理论、基本内容和方 法； 3.培养查阅资料，使用手册、标准和规范以及整 理数据，提高运算和绘图的能力； 4.为今后的毕业设计打下基础。,5,课程主要内容,理论教学部分 绪论 第一章 基本建设程序和工厂设计组成 第二章 厂址选择及总

3、平面设计 第三章 食品工厂工艺设计 第四章 辅助部门及全厂性设施 第五章 食品工厂卫生 第六章 污水处理简介,6,实践教学部分 一、设计图纸的识读 二、食品工厂总平面设计实践教学 三、食品工厂生产车间布置设计实践教学,7,参考教材,食品工厂设计基础 无锡：轻工业学院主编 中国轻工业出版社 2003、8 第一版 发酵工艺设计概论 吴思方主编 中国轻工业出版社 1998、11 第一版 轻化工工厂设计概论 周镇江主编 中国农业出版社 1994、4月 第一版 食品工厂设计 王如福主编 中国农业出版社 2004年7月 第一版,绪论,一、食品工业在国民经济中的作用 二、食品工厂设计的特点 * 三、学习食品

4、工厂设计知识的意义* 四、本课程的内容范围和学习要求 五、学习方法 六、课程安排,9,目的要求：了解食品工厂设计的特点、内容与范畴及意义与作用 重点：食品工厂设计的特点、意义 难点：食品工厂设计的内容范畴,一、食品工业在国民经济中的作用,（一）食品是人类生存所面临的四大问题之一 食品、能源、人口、环境是当今被世界公认为人类生存所面临的四大问题。许多国家都把它作为战略问题来对待，并认为食品问题是影响世界未来的决定因素。在今后很长的时间内，随着人口的日益膨胀，全球粮食的供应将日趋紧张。面对这一挑战，世界各国都在寻找有效的解决途径。因此，要大力发展食品工业，使可食资源最大限度地被社会充分利用；并且开

5、发新的可食资源，为人类提供新的食物品种。 食品工作人员，任重而道远。,（二）食品工业已成为一个独立的工业体系,世界自产业革命以来，食品工业就逐步成一个独立的工业体系，它在世界各国，已成为国民经济的一个重要组成部分，是目前世界上的第一大产业。远远超过汽车工业、航天工业及新兴电子信息工业。 21世纪食品工业发展的大趋势是方便化、工程化、功能化、专用化和国际化。 在食品工业的发展过程中，设计将发挥重要的作用。无论是新建、改建和扩建还是新工艺、新设备的研究，都需要进行设计。,1、发展中的中国食品工业,食品工业是关系国计民生的生命工业，也是一个国家、一个民族经济发展水平和人民生活质量的重要标志，在经济社

6、会发展中具有举足轻重的地位和作用。 食品工业是关联农业、工业、流通等领域的大产业，作为农产品面向市场的主要后续加工产业，在农产品加工业中占有最大比重，对推动农业产业化作用巨大。,（1）发展势头良好,1、发展中的中国食品工业,经过改革开放20多年的快速发展，我国食品工业已经成为国民经济的第一大支柱产业。 “十五”时期，食品工业呈现出快速发展的势头，成为国民经济发展中增长最快、最具活力的产业之一。 2005年，食品工业实现总产值20344.8亿元，年均增长19.4%，利税总额3365亿元。 2006年，实现总产值21586.95亿元。,（2） 发展潜力巨大,1、发展中的中国食品工业,食品工业总产值

7、与农业总产值之比是衡量一个国家食品工业发展程度的重要标志。 2005年我国食品工业总产值与农业总产值的比值仅为0.5：1，而发达国家约为2.03.7：1。 在加工量方面，目前我国加工食品占消费食品的比重仅为30%，远低于发达国家60%80%的水平。,（3）发展目标,1、发展中的中国食品工业,2010年，食品工业总产值从2005年的20345亿元增加到40900亿元，年均增长15%； 利税总额从2005年的3365亿元增加到6768亿元以上，年均增长15%； 食品工业产值与农业产值之比从2005年的0.5：1提高到0.8：1。 加工食品占食品消费的比重提高到40%以上。,（三）举例说明我国食品工

8、业发展概况,解放前，我国食品工业发展十分落后，自1949年，特别是改革开放以来，我国食品工业得到了长足的发展。 建国以来，我国食品工业的发展，大致可分为以下三个阶段： 第一、建国初到1979年，食品的结构基本上是温饱型的，当时主要解决数量的矛盾。 第二、19791989年，由于经济形势的好转，消费趋向要求食品结构向高中档转变。 第三、1989以后，消费要求食品结构转向享受型（消闲型）、功能保健型。 19811990年，基建和技改投资648.46亿元，是19491980年30年总额的7倍。,例：我国罐头工业发展概况 1.产量 1949年 484吨/年 1988年 220万吨/年 1989年 23

9、0万吨/年 1990年 157万吨/年 1991年 192.95万吨/年 1993年 195万吨/年 2000年 250万吨/年 2005年 395万吨/年 2006年 407万吨/年,2.品种、规格 1949年 品种不到10种，基本上限于1斤装圆形罐。 1983年 品种700多种，出口者达300多种。 罐型规格90多种，除圆形罐外，还有梯型、马蹄型、椭圆型、扁方形等。 包装材料 除玻璃和马口铁外，开始推广铝、塑等各种复合材料。 近年来，罐头的品种、规格、包装形式都有了很大的变化。,22,3.技术改造,(1)实罐 1）连续生产方面：60年代只采用部分单机，基本上限于手工操作。现在骨干工厂基本上

10、实现了连续化和自动化。 2）封罐方面：半自动和简易的自动封罐机单头封罐机多头真空封罐机，从封罐质量和速度上都大大提高了。 3）杀菌方面：静置、间歇式回转、连续式。提高了劳动效率、产品质量、降低能耗。,封罐机,封罐机,26,十二头自流式全自动液体灌装机,27,12头高速封罐机,厦门罐头厂,（2）空罐 1）材料：马口铁 0.230.25mm改用0.20.22mm；种类增加：铝、塑复合包装材料、新型材料。 2）设备：单机半自动全自动。原先采用单机生产，罐型少，规格少。后来引进了部分生产线，能生产方型、梯型、马蹄型等异型罐，国内试制成功了联合制罐机，实现了空罐的连续化生产。 1992年7月，我国第一条

11、高速全自动电阻焊罐身生产线“汕头FALCON”在广东汕头通过了轻工部组织的鉴定，同时获得日本DIC公司N.PW技研所颁发的制造许可证。,（3）罐身焊接 锡焊电阻焊 过去我国普遍采用的是马口铁三片罐，一向采用锡焊。后引进了瑞士的电阻焊生产线开始电阻焊，现在电阻焊基本上取代了锡焊（铅污染）。 （4）在玻瓶开启上 马口铁封口（胜利瓶）转向四旋盖，开启方便，密封性能好。,QM-500全自动罐身焊接机,汕轻焊机,QM-350全自动罐身焊接机,欧洲最大沙丁鱼罐头加工基地,4在原材料基地建设和对罐头工业质量控制方面都取得了很大成绩,5当前罐头市场的特点及预测,（1）国际市场 1)罐头品种结构正朝着高档、优质

12、、功能和保健型发展； 2)世界罐头食品市场格局将发生变化发达国家市场有的罐头品种处于饱和状态，趋于停滞下降，而非洲、中东及亚洲国家将成为新兴的罐头食品市场； 3)世界罐头食品包装日趋多样化； 4）世界罐头食品安全卫生工作日益加强。,（2）国内市场 蔬菜类罐头将成为主要食品罐头； 野味罐头（野山菌、山野菜）、特种罐头前景广阔； 市场格局将发生变化，消费市场由城市转向农村。 人均罐头年消费量： 美国90公斤左右，西欧约50公斤，日本为23公斤，中国1公斤。,6. 罐头工业“十五”发展目标,发展目标:改变罐头是次等食品的观念，突出新品开发，培育著名品牌，进一步增加产量和出口量，使罐头成为方便、风味、

13、营养及保健的食品。 在新的五年发展中，我国将继续开发具有原料优势的各类番茄、蘑菇、芦笋、橘子、葡萄、豆类等罐头，同时研究开发国际市场畅销的水产类、甜玉米罐头。特别要在新产品方面大做文章，重点开拓几个大类的产品，如受国人欢迎的中国传统风味及具有地方特色风味的罐头，适合老年人、青少年、幼儿的专用罐头食品，还要开发全日式、救灾类、旅游类及宠物类罐头食品。逐步形成品种多样、规格齐全、荤蔬结合、各种包装形式都有的系列食品。,加强对国内市场的开拓 ：“十五”期间，我国罐头的总量计划年递增，生产总量由年的万吨提高到年的万吨，国内市场销售翻一番，由现在年销万吨增加到万吨。 我国罐头行业将重点培育万吨以上的大产

14、品三个，提高肉、皮、杂、骨的利用率，提高附加值，降低制罐成本。 在经营方面，罐头行业将在年扭亏的基础上，实现企业销售利润每年增长个百分点，年提高到，即到年，全国罐头企业营业利润达到亿元。 提高出口创汇能力：罐头是我国的主要出口产品，现在每年出口为万吨左右，约占世界罐头贸易量的。我国罐头的出口在未来年将力争每年出口量递增，使我国罐头出口量在国际市场上的占有份额由现在的上升到。 与世界先进水平相比，我国罐头工业还有较大的差距。全国罐头企业平均年产量仅为万吨左右，平均生产能力在万吨以上的大型企业只占企业总数的，按这样的规模很难与国际同行业大公司相比（如英国公司的罐头年产量为万吨）。,为尽快提高罐头工

15、业的整体水平，“十五”期间，罐头业将在加大科技投入和培育集团规模方面大做文章。 做到四个“两”： 两个优化优化品种结构，优化产品质量； 两个突出突出技术进步，突出产品创新； 两个培育 培育规模集团，培育著名品牌； 两个扩大扩大国内供应，扩大出口创汇。 鼓励工厂企业开展以提高质量为中心的工艺技术革新，特别提倡通过改进杀菌条件提高罐头品质风味的课题和项目，加大新产品的开发力度，从优良原料品种的培育到罐头新品种的研制，每年技术改造投入资金要达到固定资产的810（即亿亿元）。 大力组建罐头企业集团，大型集团年产罐头达到10万吨。,7罐头工业“入世”后利弊和对策,我国加入WTO以后,对罐头工业来说，既是

16、机遇，又是挑战。 第一、有利于进一步扩大罐头出口 企业可以和世贸组织成员在一个多边、稳定、无条件的最惠国待遇原则下进行国际贸易，享受其他国家和地区关税减让和非关税减让的好处，取消进口配额限制，排除非关税壁垒所造成的损害，不再遭受歧视性贸易待遇。 以蘑菇罐头为例，我国是蘑菇罐头生产大国和出口大国。1995年我国仅蘑菇罐头一个品种出口量达到20.38万吨，出口创汇2.56亿美元。 欧共体对进口我国蘑菇罐头征收23的关税，同时对第三国的蘑菇罐头进口实施数量配额限制。荷兰、法国均是蘑菇罐头的生产和出口大国。是我国最大的竞争对手，但因两国是欧共体成员国，可以自由免税进口，数量不限。 美国是蘑菇罐头进口国

17、，人均年消费蘑菇逐年增长，是很有潜力的大市场。,1989年,美国食品与药物管理局()以我国罐头蘑菇含有金黄色葡萄球菌肠毒素并导致消费者伤害为由,对中国蘑菇罐头采取全面自动扣留措施,实施“逐批验放”程序。 1999年2月美国政府决定对我国出口蘑菇罐头征收121.16198.63的高额反倾销税。将迫使我国蘑菇罐头只能退出美国市场。除2002年10月1日起对14家企业解除自动扣留外,直至2004年3月1日才正式全面解除了对中国蘑菇罐头的自动扣留。,第二、有利于罐头行业利用外资和促进罐头行业结构调整 “入世”后,国内法律将更加透明，外商建立罐头厂可以享受普惠制待遇，因而有利于吸收外资，有利于企业结构和

18、产品结构的调整与优化，淘汰落后的产品、工艺、设备及企业，提高罐头食品在国际上的竞争能力。 我国盛产无核橘，加工成糖水橘子罐头，但由于工艺、设备落后，内在质量很差，口感不好，在国际市场档次低、售价低。企业在引进了外资和国外先进工艺、设备和管理后，很快使糖水橘子罐头质量达到国际先进水平，并在国际贸易量中占了很大份额。糖水白桃罐头也具有相似的情况。但是现在罐头工业与外商合资、独资企业的比较少。 第三、有利于罐头行业的科技进步和技术创新 我国的空罐制造已达到80年代国际水平，但实罐生产技术水平还是比较低，除少数几个品种如番茄酱、午餐肉、糖水橘子等罐头具有自动化、机械化生产线，绝大部分仍是半机械化生产，

19、不仅劳动生产率无法提高，更重要的是还影响产品质量。国际上40年代就采用的汁液自动灌装机和自动贴标机，我国罐头企业基本上尚未采用。我国还存在方形罐封口质量水平比较低、杀菌工艺不够科学等问题。,第四、加入世贸组织，由于降低进口关税，可以利用国外质优价廉的原材料 如：马口铁和白砂糖等等。再加上我国劳动力成本、原料价格低廉的优势，对降低罐头生产成本，提高罐头的质量和档次，扩大出口和增强产品在国际市场上的竞争力，是十分有利的。 “入世”后意味着我国罐头企业要在大体同等的国际环境条件下和外国企业进行竞争。我国的罐头历来是食品工业主要出口创汇产品，产品已出口到120多个国家和地区，具有较好的国际市场基础。在

20、各种食品保藏技术中，罐藏技术仍占重要地位。愈是工业高度发达的国家，罐头食品的消费量愈多。以年人均消费量计。美国为90公斤，酉欧为50公斤，日本为23公斤，而我国则不足15公斤。80年代以来，全球罐头食品年产量一直保持在4500万吨以上，出口量在1000万吨以上，换汇额约120亿美元。1995年我国出口罐头创汇10亿美元，在国内工业食品中虽名列前茅，但在国际罐头食品出口量中所占份额却甚小，仅为83左右。 我国幅员广阔，适宜发展热带、亚热带和温带的罐藏品种，更具有丰富的劳力资源。“入世”后，只要充分掌握各种有利因素，我国罐头食品出口的确有很大潜力。,二、食品工厂设计的特点*,（一）食品工厂的特点

21、了解食品工厂的特点，是进行食品工厂设计的重要条件。只有根据食品工厂的特点进行设计，才能设计出符合食品生产要求的工厂。 食品工厂的特点： 1.生产季节性强，生产品种要经常变换 2.卫生要求高 3.劳动力密集型 4.生产条件较差,51,（二）食品工厂设计 工厂设计就其实践上的意义而论，是指将一个 待建项目（如一个工厂、一个车间或一套设备） 全部用图纸、表格和必要的文字来说明、表达出 来，然后由施工人员建设完成。,食品工厂设计的特点 综合性强：食品工厂设计涉及到政治、经济、工程和技术诸多学科。要求设计者具有扎实的理论基础，丰富的实践经验和熟练的专业技能，只有这样才能有高质量的设计。 生产方法的多样化

22、生产同一品种，可以采用不同的起始原料，采用不同的生产方法；选择同样的起始原料，经过不同的加工方法，可以得到不同的终产品；在相同的技术路线中，可以采用不同的工艺流程；科学技术的进步和生产水平的提高，可供选择的技术路线和生产方法越来越多，要求设计人员要深入实际，总结经验，不断提高设计水平。 食品的种类多，季节性强。这就要求生产线、装置的设计尽可能达到优化、多用的目的，力求做到“一线多用，一机多能”的目的，以提高经济效益。 卫生要求高：设计过程中要重视卫生条件的要求。,三、学习食品工厂设计知识的意义*,同其它工程设计一样，食品工厂设计是食品工业基本建设过程中的重要一环，学习食品工厂设计知识具有重要的

23、意义。 总的说来一句话：是食品生产的基本条件，是食品卫生、安全、质量的物质保证。不管是新建、改建、扩建一个厂，还是进行新工艺，新技术和新设备的研究，都需要进行设计，而且是第一步所必需做的，所以是生产的基本条件，而且设计先不先进，合不合理，还是食品卫生安全和质量的保证，与以后工厂的效益和兴旺密切相关。,54,1.从事食品生产、科学实验以及技术管理等各方面的人员，要具备一定的设计知识和技能； 2.食品工程专业的学生，进行有关工程设计方面知识的学习和训练是十分必要的 （1）有助于培养学生综合应用多学科理论，联系实际，提高分析问题和解决问题的能力； （2）有助于培养学生深入实际，培养调查研究的工作作风

24、，为今后参加实际工作作好切实准备。,四、本课程的内容范围和学习要求,1内容范围 其范围涉及到建筑、经济、机械 、环保、地理、气象、市场营销等学科领域,所有一切都以食品为基础,食品技术人员是总设计师,向其它专业技术人员提出要求,其它专业技术人员按食品工艺要求来分别进行设计,各专业人员应相互配合,密切协作,共同完成食品厂的设计任务,要求设计者随时掌握各相关学科的发展动态及本学科的新知识、新技术,将国内外新的科学成果在设计工作中得到体现。,56,工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分。 所谓工艺设计，就是按工艺要求进行工厂设计，其中又 以车间工艺设计为主，并对其他设计部门提出各种数据 和要求，

25、作为非工艺设计的设计依据。 （1） 工艺设计 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；物料计算；设备生产能力的计 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、风、暖等用量的估算；管道布 置、安装及材料清单；施工说明等等。,57,食品工厂工艺设计除了上述内容外，还必须 提出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、能耗量的要求； 对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要 求等。 （2） 非工艺设计 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，有时还包括设备的设计。 非工艺设计都是根据工艺设计的要求和所提出 的数据进行设计的.,58,食品工厂工艺设计与非工艺设计之间的相互关系体 现为工艺向土建提出工艺要求，而土建给工艺提供符合 工艺要求的建筑；工艺向给排水、电、汽、冷、暖、风 等提出工艺要求和有关数据，而水、电、汽等又反过来 为