面布置内容: 运输设计 、管线综合设计 、绿化布置和环保设计
竖向布置与平面设计垂直方向的设计,就是厂区各部分地形标高的设计。其任务是把地形组成一定形态,既平坦又便于排水。在地形较平坦的情况下,一般都不做竖向设计。如果要做,就要结合具体地形合理的进行综合考虑,在不影响各车间之间联系的原则下,应尽量保持自然地形,使土石方工程量达到最少限度,从而节省投资。
二、总平面设计的基本原则:
⑴ 食品工厂总平面设计应按任务书要求进行,布置务必紧凑合理,做到节约用地。分期建设的工程,应一次布置,分期建设,还必须为远期发展留有余地; ⑵ 总平面设计必须符合工厂生产工艺的要求: ⑶ 食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求
⑷ 厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度,一般厂区道路应采用水泥或沥青路面,以保持清洁。运输货物道路应与车间间隔,特别是运煤和煤渣,容易产生污染。一般道路应为环形,以保证消防通道畅通,同时可避免倒车时造成堵塞现象或意外事故。
⑸ 厂区道路之外,应从实际出发考虑是否需有铁路专用线和码头等设施。
⑹ 厂区建筑物间距(指两幢建筑物外墙面相距的距离)应按有关规范设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面来考虑,在符合有关规范的前提下,使建筑物间的距离最小。 ⑺ 厂区各建筑物布置也应符合规划要求,同时合理利用地质、地形和水文等的自然条件。
⑻ 相互影响的车间,尽量不要放在同一建筑物里,但相似车间应尽量放在一起,以提高场地利用率。 三、不同使用功能的建筑物、构筑物在总平面中的关系
食品工厂的主要建筑物、构筑物根据其使用功能可分为:
⑴生产车间 如实罐车间、空罐车间、糖果车间、饼干车间、面包车间、乳粉车间、炼乳车间、消毒乳车间、麦乳精车间,综合利用车间等;
⑵辅助车间 机修车间、中心试验室、化验室等;
⑶仓库 原料库、冷库、包装材料库、保温库、成品库、危险品库、五金库、各种堆场、废品库、车库等; ⑷动力设施 发电间、变电所、锅炉房、制冷机房、空压机房和真空泵房等; ⑸供水设施 水泵房、水处理设施、水井、水塔、水池等; ⑹排水系统 废水处理设施;
⑺全厂性设施 办公室、食堂、医务室、浴室、厕所、传达室、汽车房、自行车棚、围墙、厂大门、员工俱乐部、图书馆、员工宿舍等。
食品工厂是由上述这些功能的建筑物、构筑物所组成的,而它们总平面上的排布又必须根据食品工厂的生产工艺和上述原则来设计。
食品工厂生产区各主要使用功能的建筑物、构筑物在总平面布置中的关系见图。
食品工厂总平面设计应围绕生产车间进行排布,也就是生产车间(即主车间)应在厂区的中心位置,其他车间、部门及公共设施均需要围绕主车间进行排布。不过,以上仅是一个理想的典型,实际上随着地形地貌、周围环境、车间组成及数量等的不,总平面布置也随这些情况的变化而有所变化。 四、总平面设计阶段 ㈠ 初步设计
1总平面布置图:图纸比例按1:500或1:1000来绘制,图内应有地形等高线,原有的建筑物、构筑物和将来拟建的建筑物、构筑物的排布位置和层数,地坪标高、绿化位置、道路梯级、管线、排水沟及排水方向等。在图的一角或适当位置绘制风向玫瑰图和地区位置图。
一个地方的主导风向,就是风吹来最多的方向。为了考虑主导风向对建筑总平面布置的影响,常将当地气象台观测的风气象资料,绘制成风玫瑰图供设计使用。风玫瑰图有风向玫瑰图和风速玫瑰图两种。一般多用风向玫瑰图。
风向玫瑰图表示风向和风向频率。风向频率是在一定时间内各种风向出现次数占所观测总次数的百分
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比。根据各方向风的出现频率,以相应的比例长度,以风向中心为中心描在8个或16个方位所表示的图线上,然后将各相邻方向的端点用直线连接起来,绘成为形似玫瑰花样的闭合折线,这就是风向玫瑰图。图中最长者为当地主导风向。风向是由外缘吹向中心;以粗实线表示全年风频情况,虚线表示6~8月夏季风频情况。它们都足根据当地多年的全年或夏季的风向频率的平均统计资料制成。
在总平面布置时,应将食品工厂的原辅料仓库、食品生产车间等卫生要求高的建筑物布置在夏季主导风向的上风向,把锅炉房、煤堆等污染食品的建筑物布置在下风向,以免影响食品卫生。
在某些场合也可用风速玫瑰图代替风向玫瑰图使用,风速玫瑰图同风向玫瑰图类似,不同的是在各方位的方向线上是按平均风速(m/s)取点,而不是风向频率比例。
在总平面布置图上标明风向玫瑰图的主要目的是为了表明厂区的污染指数。有害气体和空气中微粒对邻近地区空气的污染,不仅与风向频率有关,同时也受风速影响,其污染程度一般用污染系数表示: 污染系数=风向频率/平均风速
它表明污染程度与风向频率成正比,与平均风速成反比。也就是说某一方向的风向频率越大,则下风受到污染的机会就越多,而该方向的平均风速越大,则上风位置有害物质很快被吹走或扩散,受到的污染也就越少。食品工厂总平面布置时,应该将污染性大的车间或部门,布置在污染系数最小的方位上。
应该指出,风玫瑰图是一个地区,特别是平原地区风的一般情况,但由于地形、地貌不同,它对风气候起着直接的影响,由地形引起局部地区性的气候和由错综复杂地形、地面状况对风的阻滞或加速而形成的地区性的风往往对一个局部地区的风向、风速起着主要作用。所以在进行食品工厂总平面设计时,应充分注意地方小气候的变化,并在设计中善于利用地形、地势及其产生的局部地方风。
区域位置图通常说明厂址的地理位置,常用比例为1:5000、1:10000,该图附在总平面图的一角上,以反映总平面周围环境的情况。
在总平面扩初设计说明书中主要包括以下内容:设计依据,布置特点,主要技术经济指标和概算等方面。文字应简明扼要。 主要技术经济指标包括:
⑴ 厂区总占地面积A(m):厂区占地面积是指在一定生产规模前提下,采取一定的工艺技术方法,需要的场地面积。
⑵ 生产区占地面积;
⑶ 建筑物、构筑物占地面积A1(m):包括楼隔层、楼廊、电梯间的电梯井,并按楼层计。建筑物的外走廊、檐廊、挑廊,有围护结构或有支承的楼梯及雨篷,若走廊或楼梯如最高一层无顶者,不计面积。 ⑷ 生产区建筑物、构筑物面积;
⑸ 堆场、露天场地、作业场占地面积A2(m):是原材料、燃料及成品贮存作业所需要的场所面积。 ⑹ 道路长度(指车行道)
⑺ 道路面积、散水坡、管线占地面积A3(m):是指工厂建、构筑物群之间纵横通达的空场面积,其大小固然取决于建、构筑物占地面积的大小及其形状,同时还与这三种面积特性有关。道路面积是全厂道路网的总占地面积。散水坡占地是建、构筑物底层外缘至道路边明沟,用以排放雨水的地带面积。管线占线面积是各种技术管线由总平面图综合布置建、构筑物与道路之间直埋地下或敷设地上的地带面积,其大小主要取决于总平面布置的形式. ⑻ 广场面积、围墙长度
⑼ 建筑系数值K1 =A1+A2 /A X100%
K1建筑物、构筑物占地面积和堆场、露天场地、作业场地占地面积与厂区占地面积的百分比。通常控制K1在35%~50%为宜.
⑽ 土地利用系数K2=(A1 +A2+A3+A4)/A X100%
K2是建筑物、构筑物占地面积+ 堆场、露天场地、作业场地占地面积+ 辅助工程占地面积之和占全厂区占地面积的百分比。 ⑾ 绿地率 K4= A4/AX100%
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K4是指全厂可绿化地面积A4占全厂占地面积的百分率。
绿地面积指厂内能够集中用于绿化的土地面积之和,不包括屋顶绿化、垂直绿化和覆土小于2米的土地。
绿化覆盖面积:指统计区域内一切用于绿化的乔木、灌木和多年生草本植物的垂直投影面积的总和。 厂区绿化系数指绿化用地面积与厂区占地面积之比。
辅助工程占地面积包括:铁路、道路(包括引道、人行道)、管线、散水坡、绿化占地面积。
建筑系数尚不能完全反映厂区土地利用情况,而土地利用系数能全面反映厂区的场地利用是否经济合理。 (二)施工图设计
目的在于深化扩初设计,落实设计意图和技术细节,设计和绘制便于施工的全部施工图纸。
(1) 建筑总平面布置施工图 图纸比例1:500、1:1000,图内有等高线,红墨水细实线表示原有建筑、构筑物,黑墨水粗实线表示新设计建筑物、构筑物。图按《建筑制图标准》绘制,而且要明确标出各建筑物、构筑物的定位尺寸,并留有扩建余地,以满足生产发展的需要。
(2) 竖向布置 是否单独出图,视工程项目的多少和地形的复杂情况确定。一般来说对于工程项目不多、地形变化不大的场地,竖向布置可放在总平面布置施工图内,并注明建筑物、构筑物的面积、层数、室内地秤标高、道路转折点标高、坡向、距离和纵坡等。
⑶ 管线布置图 一般简单的工厂总平面设计,管线种类较少,布置简单,常常只有给水、排水和照明管线,有时就附近总平面施工图内。但管线较复杂时,常由各设计专业工种出各类管线布置图。总平面设计人员往往出一张管线综合平面布置图,图内应表明管线间距、坡纵、转折点、标高、各种阀门、检查井位置以及各类管线、窨井等的图例符号说明。图纸的比例尺寸与总平面布置施工图相一致。
⑷ 总平面布置施工图说明书 一般不单独出说明书,通常用文字说明的内容附在总平面布置施工图的一角上。主要说明设计意图、施工时应注意的问题、各种技术经济指标(同扩初设计)和工程量等。有时还将总平面图内建筑物、构筑物的编号也列表说明,放在图内适宜的地方。
为确保设计质量,施工图纸必须经过设计、校对、审核、审定会签后,才能发至施工单位,作为施工依据。
工艺设计应力求技术先进,经济合理。 工艺设计主要包括:
⑴ 产品方案、产品规格及班产量确定; ⑵ 主要产品生产工艺流程的确定及其安全设计; ⑶ 物料衡算和食品包装;
⑷ 生产车间设备的生产能力的计算、选型及配套; ⑸ 生产车间平面布置; ⑹ 劳动力平衡及劳动组织;
⑺ 生产车间水、电、汽、冷用量的估算; ⑻ 生产车间管路计算及设计;
工艺设计还必须向非工艺设计和其他有关方面提出要求。 ⑴ 工艺流程、车间布置对总平面布置相对位置的要求; ⑵ 工艺对土建、采光、通风、采暖、卫生设施等方面的要求; ⑶ 生产车间水、电、汽、冷耗用量得计算及负荷要求; ⑷ 对给水水质的要求;
⑸ 对排水水质、流量及废水处理的要求; ⑹ 各类仓库面积的计算及其温湿度等特殊要求。
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产品方案又称生产纲领,实际上是食品厂准备全年(季度、月)生产哪些品种和各种产品的数量、产期、生产班次等的计划安排。
产品方案的影响因素是多方面的,主要有:产品的市场销售、人们的生活习惯、地区的气候和不同季节的影响。在安排产品方案时,应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。 “四个满足”是:
(1) 满足主要产品产量的要求; (2) 满足原料综合利用的要求; (3) 满足淡旺季平衡生产的要求; (4) 满足经济效益的要求 。 “五个平衡”是:
(1)产品产量与原料供应量平衡; (2)生产季节性与劳动力平衡; (3)生产班次要平衡; (4)设备生产能力要平衡; (5)水、电、气负荷要平衡。
决定班产量的因素主要有:原料的供应量多少,配套设备的生产能力、延长生产期的条件(如冷库及半成品加工设施等),每天生产班次及产品品种的搭配等。
班产量作用:是最主要的计算基准,直接影响到设备的配套,车间的布置和占地面积,公用设施和辅助设施的规格、大小以及劳动力的定员等;主要制约因素有原料的供应情况和市场销售情况、配套设备的生产能力以及运作情况、冷库及半成品的加工措施、产品品种的搭配以及工厂的自动化程度。
班产量的确定:班产量是工艺设计的最主要经济基础,直接影响到车间布置、设备配套,占地面积,劳动定员和产品经济效益。一般情况下,食品工厂班产量越大,单位产品成本越低,效益越好,由于投资局限及其它方面制约,班产量有一定的限制,但是必须达到或超过经济规模的班产量。最适宜的班产量实质就是经济效益最好的规模。
工艺流程确定的意义:保证产品质量、提高设备利用率、降低生产成本、影响企业的经济利益。 确定主要产品工艺流程的原则
(1)尽量采用连续化、机械化的工艺流程;
(2)选择使产品或半成品在生产过程中时间最短的工艺流程; (3)尽量不与手直接接触的工艺流程;
(4)若无机械化生产设备需按连续化流程排列设计。 在确定生产流程时必须注意:
⑴ 根据产品规格要求和部颁标准、行业标准或企业标准或客户的特殊规格标准拟定; ⑵ 根据原料性质拟定;
⑶ 结合具体条件,应优先采用机械化、连续化作业线;对尚未实现机械化、连续化的品种,其工艺流程应尽可能按流水线排布,是成品或半成品在生产过程中停留的时间最短,以避免半成品的变色、变味、变质;假如是需要进行杀菌的食品,为保证其产品质量,最好采用连续杀菌或高温短时杀菌的工艺; ⑷ 对特产或名产不得随意更改生产方法;若需改动时,要经过反复试验,然后报请有关部门批准,方可作为新技术应用到设计中;
⑸ 非定型产品,要待技术成熟后,方可用到设计中;对科研成果,必须经过中试放大后,才能应用到设计中;对新工艺的采用,需经过有关部门的鉴定后,才能应用到设计中。
在确定主要产品生产工艺流程时,除考虑按上述五个注意点外,还需对生产工艺条件进行论证,说明在工艺设计中所确定的生产工艺流程及其生产条件是最合理的、最科学的。 工艺论证主要包括三方面的内容:
⑴ 某一单元操作在整个工艺流程中的作用和必要性,它将会对前后工段所产生的影响,并从工艺、设备以及对原料的加工利用角度,从理化、生化、微生物以及工艺技术的原理进行阐述;
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⑵ 论述采用何种方法或手段来实现其工艺目的,即采用哪种类型的设备?先进程度如何?加工过程中对物料的影响如何?
⑶ 当设备形式选定后,要对工艺参数的确定进行论证,论证不同形式的设备,不同的工艺方法,将会执行不同的工艺参数,论述选定的工艺参数对原料、成品品质的影响,可操作性如何?加工过程中的安全性如何?连续性和稳定性如何?以上三个方面的论证都是建立在成熟工艺条件基础之上的,所有工艺参数都应是经过规模型生产实践的检验的出来的。最重要的还要进行安全性方面的论证。 生产工艺流程设计
生产方法确定以后,就开始工艺流程的设计。有如下内容: (一)确定生产线数目
根据产品方案及生产规模,视生产实际情况,结合投资大小,确定生产线及生产线数目。如果产量大,可采用几条生产线,以便生产调剂,设备护理等。 (二)确定生产线自动化程度
生产线有间歇和连续两种。在确定生产线自动化程度时,根据生产特点和技术成熟性,结合生产规模,一般采用先进、经济、合理的自动化生产线,高品质产品生产配以自动化在线检测,以保证产品质量。 (三)工艺流程图的设计
工艺流程图的设计主要包括生产工艺流程示意图,生产工艺流程草图和生产工艺流程图三个阶段。 ⒈ 生产工艺流程示意图又称方框流程图,在物料衡算前进行。主要是定性表述由原料转变为半成品的过程及应用的相关设备。它只是定性的生产工艺表述,不要求正确的比例绘制。主要包括生产过程中需要经过哪些单位操作,各单位操作中的流程方案及所需型号的表述。内容包括工序名称、完成该工序工艺操作手段(手工或机械设备名称)、物料流向、工艺条件等。在方框图中,应以箭头表示物料流动方向,其中以粗实线表示物料由原料到成品的主要流动方向,细实线表示中间产物,辅助料,废料的流动方向。 2.工艺流程草图由四个部分组:生产工艺流程图、图例、设备一览表和必须的文字证明,绘制工艺流程早图时要求如下:
A 表示出厂房各层楼面的标高 B 用细实线画出设备示意图
C 用粗实线画出物料流程管理,并画出流向箭头。用细实线画 水、汽、空气等动力管线,并画出流向箭头。
D 绘制设备和管道上主要阀门、控制仪表及管路附件。
E 对必要的部分,而又不能用图线表达时,用文字注释。如“三废”、副产物的去向等。 F 附注图例,并按图标绘出。常采用1:50,1:100,1:200等 具体绘制工艺流程草图的步骤如下:
生产工艺设备流程图包括:有关设备的基本外形,工序名称、物料流向等。必要时,还应表示各设备间位置距离及其高度。设备外形以简单直观为准。
生产工艺设备流程图画法是:将生产设备按生产流程顺序和高低位置是在图面自左至右的展开,用细线绘制,绘出显示设备形状特征的简单外形,可按比例画,也可不按比例,设备的排列位置在图上表示出来,原、辅料和介质流向用粗实线表示,表示不同介质流向的管线在图上不能相交,交接处用细实线或圆弧避开,图上的设备应注明名称或设备编号。
3.生产工艺流程图,又称带控制点的工艺流程图,是初步设计的重要内容。它是在经过多次反复比较、修改,确认设计合理无误后绘制正式设计结果,它更加全面、完整、合理、是设备布置和管道设计的依据,并可供施工安装、生产操时参考。 物料计算的目的
⑴通过物料计算可计算需要多少原料、辅料和包装材料,计算出原辅料、包装材料的运输量,需多少运输工具,多少车辆等;
⑵通过物料计算可计算出原辅料、包装材料、成品仓库的储存量,从而计算出各种仓库的面积;
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