第三章-食品工厂工艺设计-食品工厂设计基础课件.ppt
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1、第三章第三章 食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计1第三章第三章 食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计目的和要求:掌握产品方案及班产量的有关要目的和要求:掌握产品方案及班产量的有关要求;熟悉有关工艺计算、设计的一般步骤、方法求;熟悉有关工艺计算、设计的一般步骤、方法及要求;熟悉工艺流程图、车间布置图、管路图及要求;熟悉工艺流程图、车间布置图、管路图等图纸的内容和制图方法。等图纸的内容和制图方法。重点:工艺流程设计、车间布置设计和有关的重点:工艺流程设计、车间布置设计和有关的几种计算方法。几种计算方法。难点:有关的几种计算方法、有关的工程图纸难点:有关的几种计算方法、有关的工程图纸要求。要求。2概论:概
2、论:一、食品工厂工艺设计的重要性一、食品工厂工艺设计的重要性二、食品工厂工艺设计的依据二、食品工厂工艺设计的依据三、工艺设计的内容三、工艺设计的内容四、工艺设计的步骤四、工艺设计的步骤五、计算机在设计中的应用五、计算机在设计中的应用3第三章第三章 食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计 概述概述 一、工艺设计的重要性一、工艺设计的重要性 工工业业企企业业工工程程项项目目,设设计计工工作作一一般般包包括括总总(整)体设计与局部设计。(整)体设计与局部设计。凡是设计范围涉及到整个工业企业的,称总体凡是设计范围涉及到整个工业企业的,称总体设计。设计。如食品工厂的总体设计有总平面、工艺、给如食品工厂的总体设
3、计有总平面、工艺、给排水、供汽、供电、土木建筑等设计以及有关厂排水、供汽、供电、土木建筑等设计以及有关厂址选择、生产检测与控制仪表、环境保护、生产址选择、生产检测与控制仪表、环境保护、生产组织与劳动定员、技术经济与概算等内容。组织与劳动定员、技术经济与概算等内容。4 食品工厂设计是整个设计的主体和中心,食品工厂设计是整个设计的主体和中心,决定食品工厂生产工艺技术的先进性和合理决定食品工厂生产工艺技术的先进性和合理性,并对工厂建设的投资费用以及产品质量、性,并对工厂建设的投资费用以及产品质量、生产成本、劳动强度有着重要的影响,同时又生产成本、劳动强度有着重要的影响,同时又是其他专业设计的依据。因
4、此,食品工厂工艺是其他专业设计的依据。因此,食品工厂工艺设计具有重要的作用和地位。设计具有重要的作用和地位。生产工艺设计是总体设计的主导设计,它生产工艺设计是总体设计的主导设计,它起着贯穿全过程并且组织协调各非工艺设计的起着贯穿全过程并且组织协调各非工艺设计的作用。作用。6工艺设计的范围:工艺设计的范围:全厂生产工艺流程设计全厂生产工艺流程设计各生产车间的设计各生产车间的设计向非工艺设计提供设计依据、提出设计要求向非工艺设计提供设计依据、提出设计要求 例如:工艺人员对厂房的长、宽、高提出要求,土例如:工艺人员对厂房的长、宽、高提出要求,土建人员要按要求进行设计;反过来,土建专业为了贯彻建人员要
5、按要求进行设计;反过来,土建专业为了贯彻国家标准,要求厂房的长、宽、高符合国家模数制的规国家标准,要求厂房的长、宽、高符合国家模数制的规定,工艺专业也要执行。定,工艺专业也要执行。第三章第三章 食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计 7 从中我们可以看出,生产工艺设计不仅要求工艺设计具从中我们可以看出,生产工艺设计不仅要求工艺设计具有先进性和合理性,而且也将影响到其它协同设计的配套有先进性和合理性,而且也将影响到其它协同设计的配套专业的设计先进性和合理性,而且工艺专业提出的要求还专业的设计先进性和合理性,而且工艺专业提出的要求还将作为配套专业设计的重要依据。将作为配套专业设计的重要依据。评价一个工厂
6、设计的优劣最主要的是看工艺技术是否先评价一个工厂设计的优劣最主要的是看工艺技术是否先进可靠,安全实用,在经济上是否合理。而工艺技术先进进可靠,安全实用,在经济上是否合理。而工艺技术先进性,主要考核其工艺流程、设备、工艺控制和工艺条件、性,主要考核其工艺流程、设备、工艺控制和工艺条件、技术经济指标,环境污染等,可见工艺设计是起着主导的技术经济指标,环境污染等,可见工艺设计是起着主导的决定性作用。可见生产工艺设计是起着主导的决定性作用决定性作用。可见生产工艺设计是起着主导的决定性作用的。这就要求工艺专业人员,不仅要熟练地拿握本专业的的。这就要求工艺专业人员,不仅要熟练地拿握本专业的知识和技能,而且
7、还要熟悉有关专业知识和技能,而且还要熟悉有关专业(例如,土建、供热、例如,土建、供热、自控仪表等自控仪表等)的知识和技能。只有这样,才能更好地与各专的知识和技能。只有这样,才能更好地与各专业相互配合,紧密合作,共同搞好设计工作。业相互配合,紧密合作,共同搞好设计工作。8例如:例如:罐头食品工厂的生产车间一般有实罐车间、空罐头食品工厂的生产车间一般有实罐车间、空罐车间和综合利用车间等,其中以实罐车间为设罐车间和综合利用车间等,其中以实罐车间为设计重点。计重点。乳品工厂的生产车间一般有奶粉车间、鲜奶车乳品工厂的生产车间一般有奶粉车间、鲜奶车间、冰淇淋车间和酸奶车间等,其中以奶粉车间间、冰淇淋车间和
8、酸奶车间等,其中以奶粉车间和鲜奶车间为设计重点。和鲜奶车间为设计重点。饮料工厂的生产车间一般有果汁车间、纯水车饮料工厂的生产车间一般有果汁车间、纯水车间和罐装车间等,其中又以果汁车间和装罐车间间和罐装车间等,其中又以果汁车间和装罐车间为设计重点。为设计重点。其余车间和辅助部门等均围绕生产主车间进行其余车间和辅助部门等均围绕生产主车间进行设计。设计。10二、工艺设计的依据二、工艺设计的依据 主要依据主要依据可行性研究报告及设计计划任务书;可行性研究报告及设计计划任务书;项项目目工工程程师师或或项项目目负负责责人人下下达达的的设设计计工工作作提提纲纲和总工程师做出的技术决定;和总工程师做出的技术决
9、定;采用新原料、新技术、新设备时,必须在技术采用新原料、新技术、新设备时,必须在技术上有切实把握,并且依据了正式的实验研究报告上有切实把握,并且依据了正式的实验研究报告和技术鉴定书,经设计院领导核准后方可作为设和技术鉴定书,经设计院领导核准后方可作为设计依据。计依据。11食品工厂工艺设计主要包括下列项目:食品工厂工艺设计主要包括下列项目:1.1.产品方案、产品规格及班产量的确定产品方案、产品规格及班产量的确定2.2.主要产品生产工艺流程的确定及其安全设计主要产品生产工艺流程的确定及其安全设计3.3.物料计算和食品包装物料计算和食品包装4.4.生产车间设备的生产能力计算、选型及配套生产车间设备的
10、生产能力计算、选型及配套5.5.生产车间平面布置生产车间平面布置6.6.劳动力平衡及劳动组织劳动力平衡及劳动组织7.7.生产车间水、电、汽、冷用量的估算生产车间水、电、汽、冷用量的估算8.8.生产车间管路计算及设计生产车间管路计算及设计 本章内容按工艺设计所涉及的八项内容分别加本章内容按工艺设计所涉及的八项内容分别加以阐述以阐述13四、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,包括所需设备的运中,设计物质变化及流向,包括所需设备的运用。具体步骤如下:用。具体步骤如下:(1 1)根据前期可行性调查研究,确定产品方案及)根据前期
11、可行性调查研究,确定产品方案及生产规模。生产规模。(2 2)根据当前的技术,经济水平选择生产方法。)根据当前的技术,经济水平选择生产方法。(3 3)生产工艺流程设计。)生产工艺流程设计。(4 4)物料衡算。)物料衡算。15(5 5)能量衡算(包括热量、耗冷量、供电量、给)能量衡算(包括热量、耗冷量、供电量、给水量计算)。水量计算)。(6 6)选择设备。)选择设备。(7 7)车间工艺布置。)车间工艺布置。(8 8)管路设计。)管路设计。(9 9)其它工艺设计。)其它工艺设计。(1010)编制工艺流程图、管道设计图及说明等。)编制工艺流程图、管道设计图及说明等。16 在工艺设计中,常遇到复杂的生产
12、工艺物料衡在工艺设计中,常遇到复杂的生产工艺物料衡算、能量衡算、复杂的设备工艺设计计算、复杂的算、能量衡算、复杂的设备工艺设计计算、复杂的管道设计以及大量的费时的绘制各种设计图纸等工管道设计以及大量的费时的绘制各种设计图纸等工作。虽然设计的理论已被人们所掌握,也有定量的作。虽然设计的理论已被人们所掌握,也有定量的公式引用,但由于计算工作量和绘图工作量的浩繁,公式引用,但由于计算工作量和绘图工作量的浩繁,手工计算和绘图费时而容易差错,人们往往望而生手工计算和绘图费时而容易差错,人们往往望而生畏,因而趋向保守,使不合理的设计依然存在。畏,因而趋向保守,使不合理的设计依然存在。计计算机算机的出现为设
13、计工作带来了福音,人们将计算公的出现为设计工作带来了福音,人们将计算公式和各种图形编制成程序,用式和各种图形编制成程序,用计算机计算机来代替繁琐的来代替繁琐的人工计算和绘图,解放了人们所承受的浩繁的工作人工计算和绘图,解放了人们所承受的浩繁的工作量,并且计算和绘图正确、可靠,使设计人员能从量,并且计算和绘图正确、可靠,使设计人员能从总体设计和生产装置的安装工程上进行周密的考虑,总体设计和生产装置的安装工程上进行周密的考虑,提高了设计质量和速度,显示出了提高了设计质量和速度,显示出了计算机计算机的强大效的强大效率。率。18 美国美国BentleyBentley系统为世界知名的三维工厂设计系统为世
14、界知名的三维工厂设计(3(3D D Plant Design)Plant Design)及工厂数据管理及工厂数据管理(Plant Data Plant Data Management)Management)软件供应商软件供应商 。BentleyBentley系统所提供的整系统所提供的整合性软件目前被广泛应用于石油、石化、电厂、生技、合性软件目前被广泛应用于石油、石化、电厂、生技、制药、水及废水处理、食品、造纸等工厂设计。制药、水及废水处理、食品、造纸等工厂设计。美国美国BentleyBentley系统针对工厂设计,推出系统针对工厂设计,推出PlantSPACEPlantSPACE(适用于适用于
15、MicroStationMicroStation平台平台)及及 AutoPLANTAutoPLANT(适用于适用于AutoCADAutoCAD平台平台)两种产品线是工程两种产品线是工程公司及业主最佳的选择。公司及业主最佳的选择。美国美国BentleyBentley系统的工厂设计软件系列包括流程系统的工厂设计软件系列包括流程设计设计(P&ID)P&ID),设备设备(Equipment)Equipment)、管线管线(Piping)Piping)、管管支撑支撑(Piping Support)Piping Support)、钢结构钢结构(Structural)Structural)、电器电器仪表仪表
16、(Electrical&Instrumentation)Electrical&Instrumentation)、管线应力分管线应力分析析(Stress Analysis)Stress Analysis)及流量压力分布及流量压力分布(Flow Flow Analysis)Analysis)等。等。19第一节第一节 产品方案及班产量的确定产品方案及班产量的确定一、产品方案一、产品方案二、班产量二、班产量20第一节第一节 产品方案及班产量的确定产品方案及班产量的确定 一、产品方案一、产品方案 1.产品方案的概念产品方案的概念 产产品品方方案案又又称称生生产产纲纲领领,它它实实际际上上就就是是工工厂厂
17、准准备备全全年年生生产产哪哪些些品品种种,和和各各产产品品的的数数量量、产产期期、生产班次的计划安排。生产班次的计划安排。由由于于食食品品工工厂厂的的生生产产受受到到建建厂厂地地点点、季季节节变变化化、市市场场需需求求等等种种种种因因素素的的影影响响,造造成成生生产产的的波波动动,这这就就需需要要一一个个产产品品方方案案。以以乳乳品品厂厂为为例例,其其生产原料为牛乳或羊乳。生产原料为牛乳或羊乳。2122 2制订产品方案的方法制订产品方案的方法 所以在制定产品方案时:所以在制定产品方案时:首先首先应根据设计计划任务书和调查研究的资料应根据设计计划任务书和调查研究的资料制定主要产品的品种、规格、产
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