⑶通过物料计算可计算出生产线上各种设备的需要量,设备的台数即设备的选择和台数确定;
⑷通过物料计算可计算出劳动力的需要量,从而确定何时需多少什么样的人员来组织劳动用工的时间、数量,使工厂生产用最少的劳动力获得最大的收益 物料计算包括该产品的原辅料和包装材料的计算。 计算方法
物料计算的基本资料是“技术经济定额指标”,而技术经济定额指标又是各工厂在生产实践中积累起来的经验数据。这些数据因具体而异。往往因地区差别、机械化程度、原料品种、成熟度、新鲜度及操作条件等不同,而有一定的变化幅度。选用时要根据具体情况而定。一般老厂改造就按该厂原有的技术经济定额作为计算依据,再以新建厂的实际情况做修正,计算时以班产量为基准。
在物料衡算时,计算对象可以是全厂、全车间、某一生产线、某一产品,在一年或一月或一日或一个班次,也可以是单位批次的物料数量。一般新建食品工厂的工艺设计都是以“班”产量为基准。例如:
每班耗用原料量(kg/班)=单位产品耗用原料量(kg/t)×班产量(t/班); 每班耗用各种辅料量(kg/斑)=单位产品耗用各种辅料量(kg/t)×班产量(t/班);
每班耗用包装容器量(只/班)=单位产品耗用包装容器量(只/t)×班产量(t/班)×(1十0.1%损耗)。
单位产品耗用的各种包装材料、包装容器也可仿照上述方法计算。若一种原料生产两种以上产品,则需分别求出各产品的用量,再汇总求得。另外,在物料计算的时候,也有用原料利用率作为计算基础。
物料计算结果通常用物料平衡图或物料平衡表来表示。
1.物料平衡图 是根据任何一种物料的重量与经过加工处理后所得的成品及少量损耗之和在数值上是相等的原理来绘制的,平衡图的内容包括:物料名称、质量、成品质量、物料的流向、投料顺序等项。绘制物料平衡图时,实线箭头表示物料主流向,必要时用细实线表示物料支流向 。
2.物料平衡表 是物料平衡计算的另一种表示形式,其内容与平衡图相同
食品工厂生产设备大体可分四个类型:计量和贮存设备;定型专用设备;通用机械设备和非标准专业设备。
意义:是影响产品质量的关键,是体现生产水平的标准,为动力配电、水、汽用量提供计算依据,是工艺布置的基础。
设备选型的原则
⑴ 满足工艺要求,保证产品的质量和产量。
⑵ 一般大型食品工厂应选用较先进的,机械化程度高的设备;中型厂则看具体条件,一些主要产品可选用机械化、连续化程度较高的设备;小型厂则选用较简单的设备,做到经济上合理,技术上先进。 ⑶ 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,备品、备件供应方便。
⑷ 所选设备应符合食品卫生要求,易清洗装拆,与食品接触的材料要不易腐蚀,不致对食品造成污染。 ⑸ 设备结构合理,材料性能可适应各种工作条件(如温度、湿度、压力、酸碱度等)。
⑹ 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,并尽可能采用自动控制方式。
食品厂生产车间一般由生产车间、辅助车间、动力车间、仓库和堆场、三废治理、厂前区行政管理以及福利设施等组成。
生产车间的内部组成,一般包括生产、辅助、生活等三个部分。 生产车间工艺布置的原则 ⑴ 要有总体设计的全局观点。
⑵ 设备布置要尽量按工艺的顺序来安排。
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⑶ 在进行生产车间设备布置时,应考虑到进行多品种生产的可能,以便灵活调动设备,并留有适当的余地,以便更换设备。同时,还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。既要操作方便,又要保证维修装拆和清洁卫生的方便。
⑷ 生产车间与其他车间的各工序要相互配合,为保证各物料运输通畅,避免重复往返。必须注意:要尽可能利用生产车间的空间进行运输;合理安排生产车间各种废料排出;人员进出口要和物料进出口分开。人流通道、物流通道、包装材料通道要流畅,尽量避免交叉,往复,污染。
⑸ 必须考虑生产卫生和劳动保护。如卫生消毒、防蝇防虫、车间排水、电器防潮及安全防火等措施。 ⑹ 应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。对散发热量、气味及有腐蚀性的介质,要单独集中布置。对空压机房,空调机房、真空泵房等既要分隔、又要尽可能接近使用地点,以减少输送管路及管路损失。
⑺ 可以设在室外的设备,尽可能设在室外,上面可加盖简易棚。
⑻ 根据生产工艺对品质控制的要求,对生产车间或流水线的卫生控制等级要进行明确的区域划分和区间隔离,不同卫生等级的制品不能混流、混放,更不能倒流,造成重复性加工和污染。 ⑼ 严格执行HACCP、ISO14000、GMP的规范性。
⑽ 要对生产辅助用房或空间留有充分的面积,如更衣间、消毒间、工具房、辅料间、在线品控试验间等。要使各辅助部门在生产过程中对生产的进行、控制做到方便、及时、准确。
生产车间工艺布置的步骤与方法:一种是新设计车间平面布置;另一种是对原有厂房进行平面布置设计。 对建筑外形的选择要求
食品工厂生产车间的建筑外形选择,应根据生产品种、厂址、地形等具有条件决定。一般所选的外形有:长方形、L形、T形、U形等。其中以长方形最为常见,其长度取决于流水作业线的形式和生产规模,一般在60m左右或更长一些,并希望生产车间的柱子越少越好。生产车间的层高按房屋的跨度(生产车间常用的跨度为9m、12m、15m、18m、24m等)和生产工艺要求而定,—般以4-6m为宜,车间跨度为10-15m连跨,一般高度为7-8m(吊平顶4m),也有的车间达13m以上。 对门的要求
每个车间至少必须有两道以上的门,作为人流、货流和机器设备的出入口。作为人流出入口的门,其尺寸在正常情况下应能满足生产要求,在火灾或某种紧急状态下应能满足迅速疏散的要求。故尺寸要求适中,不宜过大,也不能过小。作为运输工具及机器设备进出的门,一般要能让生产车间最大尺寸的机器设备通过。生产车间门的数量,应按生产工艺和车间的实际情况来进行设计。一般要求设置防蝇、防虫的装置,如水幕、风幕、暗道或飞虫控制器。飞虫控制器为黑灯光型,发蓝紫色光。该灯设于门得上方或门得附近。
车间的门常用的有空洞门、单扇门和双扇门、单扇推拉门和双扇推拉门、单扇双面弹簧门和双扇双面弹簧门、单扇内外开双层门和双扇内外开双层门等。我国最常用的,效果较好的是双层门(一层纱门和一层开关门)。
门在图纸上表示的代号用“M”。常用门得规格分普通门和车间大门。普通门主要是考虑人的通行和小型工具的进出,故门得尺寸不要很大。一般单扇门的规格(宽×高)有:1000×2200mm,1000×2700mm。一般双扇门的规格有:1500×2200,1500×2700,,2200×2700。。车间大门主要是满足机器设备、货物和大型交通工具进出,则应根据不同交通工具来确定门得大小,对于电瓶车或手推车,门的规格可用2000×2400,3000×2400;对于汽车,门的规格可用3000×3000,,4 000×3000。一般来说,门得大小与交通工具大小的关系是:门得高度要比装满货物后的车高出400~500mm;门得两边都要宽出300~500mm。
在车间内部各工段间要求差距不太大,为便于各工段间往来运输及人员流动一般均采用空洞门。 对采光的要求
我国目前各食品工厂生产车间基本上是天然采光,车间的采光系数一般要求为1/4-1/6。采光系数是指采光面积和房间地坪面积的比值。采光面积不等于窗洞面积。采光面积占窗洞面积的百分比与窗的材料、形式和大小有关,一般木窗的玻璃有效面积占窗洞的46%~64%,钢窗的玻璃有效面积占窗洞的74%~79%。
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窗是车间主要透光的部分,窗有侧窗和天窗之分。车间内来自窗的采光主要靠侧窗,它开在四周墙上,工人坐着工作时窗台高H可取0.8-0.9m;站着工作时,窗台高度取1m-1.2m。窗的种类很多,常用的是双层内、外开窗(纱窗和普通玻璃窗)。窗的代号用“C”表示。若房屋跨度过大或层高过低,侧窗采光面积小,采光系数达不到要求,还需在屋子顶上开天窗增加采光面积,也可多设日光灯照明,灯高离地2.8m,每隔2m安一组。 对地坪的要求
食品工厂的生产车间,经常有水、酸、碱、油等腐蚀性介质的排出或有手推车冲击地秤,使地秤受到破坏,设计时应为减轻地秤受损而采取适当措施。如:在工艺布置中尽量将有关腐蚀性介质排出的设备集中布置,做到局部设防,缩小腐蚀范围。
生产车间宜采用1.5%~2.0%的地面坡度,并设有明沟或地漏排水,将生产车间的废水和腐蚀性介质及时排除。设计时车间应考虑采用运输带和胶轮车,以减少地坪受冲击。应根据生产车间的具体情况,对土建提出不同的地秤要求。国内食品工厂生产车间常用的地坪有石板地秤、高标号混凝土地面、缸砖地面、塑料地面、水磨石地秤、无尘地秤。
食品工厂生产车间的地秤排水,使用明沟加盖板已不符合食品卫生的要求,现在新厂使用地漏的为多,也有局部使用明沟的,但距离较短,根据实际情况,采用明沟加地漏的组合形式是可行的。地漏直径一般为200mm和300mm,推荐的地秤坡度为1.5%-2%,排水沟筑成圆底,以利于水的流动和做清洁工作。 对内墙面的要求
房屋内的墙面称作内墙面。食品工厂主厂房对内墙面的要求很高,一般在内墙面的下部做1.8-2.0m高的墙裙。材料可用150mm×150mm、300×300mm或其他尺寸规格的白瓷砖或塑料面砖,为提高清洁效果,很多工厂已从地面处一直铺贴到天棚下。墙裙的作用是在人的动作高度内,保证墙面少受污染,并易清洗。其余墙面和天棚可用耐化学腐蚀的、不吸水的,防霉的、可刷洗的涂料。应选择当时市场上供应的最高质量的涂料。 对楼盖的要求
楼盖是由承重结构、铺面、天花、填充物等组成。承重结构是承担楼面上一切重量的结构,如梁和板。铺面是楼板表面的面层,材料有木板、水泥砂浆、水磨石等。铺面的作用是保护承重结构,并承受地面上的全部作用力。填充物是起着隔热的作用,故用多孔松散材料。天花一般起隔音、隔热、防止建筑材料灰尘飞落而污染食品以及美观的作用,生产车间的顶棚必须平整,可防止积尘、不结露、便于清洁,现在不少生产车间为防止水汽结露而污染食品,顶棚采用弧形或斜面的形式,让凝结的露水沿弧形或斜面流向墙壁,也是一种积极的方案。为确保生产车间的食品卫生,车间结构中的桁架和柱越少越好。现在大多数生产车间的顶棚以轻钢龙骨外加塑料扣板或铝合金扣板为主。
很多生产车间因生产用水量大和卫生工作需冲洗设备及地秤,所以楼盖地面不仅要有1.5%-2%的坡度和排水明沟或地漏,而且楼盖不能渗水。这样的楼盖最好选用现浇整体式楼盖。若用预制板现场装配,应在楼板与面层之间加防潮层,确保楼盖不渗水。 对楼梯的要求
楼梯是多层建筑中各层上下交通的建筑构件,一般布置在建筑物的出入口附近。为利于车间内交通方便,保证安全疏散,对于大型厂房应设置两个楼梯。根据楼梯使用情况,分主楼梯、辅助楼梯和消防楼梯布置于人流集中的大门附近;辅助楼梯位于厂房两侧。主楼梯宽度一般为1500~1650mm,坡度为30°,辅助楼梯为1000~1200mm,坡度为45°。安全出入口,楼梯的个数、宽度、坡度、结构形式都需符合安全、防火、疏散和使用的规范要求。楼梯形式有:单跑、双跑、三跑及双分、双合式楼梯。具体车间内楼梯采用何种形式,应根据车间的结构、设计者的构思来确定。 对建筑结构的要求
食品工厂生产车间的建筑结构大体上可分砖木结构、混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。建筑物屋顶支承构件采用木制屋架,建筑物的所有重量由木柱或砖墙传递到基础和地基上的结构为砖木结构,这样的墙叫承重墙。这种结构因受木材长度和强度的限制,建筑物的跨度一般小于15m,往往在10~12m左右。
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由于食品厂生产车间一般散发的温度和湿度较高,木材容易腐烂而影响食品卫生,所以,食品厂生产车间一般不宜选用这种结构。混合结构的屋架用钢筋混凝土,由承重墙来支持。砖柱大小根据建筑物的重量和楼盖的载荷决定,一般不小于两砖(一砖为24cm,两砖为49cm,其中包括两砖中的砂浆1cm)。混合结构一般只用作平房,跨度在9~18m,层高可达5~6m,柱距不超过4m。混合结构可用于食品工厂生产车间的单层建筑。钢筋混凝土结构为食品工厂生产车间和仓库等最常用的结构。在建筑的跨度、高度上可按生产要求加以放大,而不受材料的影响。所谓钢筋混凝土结构,其主要构件梁、柱、屋架、基础均采用钢筋混凝土,而墙只作为防护设施,这种结构叫钢筋混凝土结构,也叫框架结构。该结构的跨度一般为9~24m,层高可达5~10m以上,柱距可按需要,一般为5~6m。这种结构可以是单层、也可以是多层,并可将不同层高,不同跨度的建筑物组合起来。因为这种结构强度高,耐久性好,所以是食品工厂生产车间常用的结构。钢结构的主要构件采用钢材,由于造价不高、施工方便、更合适于现代化大型及大跨度厂房的建造,且对于车间内不希望有柱的设计就很适用。但食品工厂的车间内一般都存在水汽大,有酸碱等腐蚀性的废气、废水排出等情况,所以一般不采用钢结构。
食品工厂生产车间的一般单层或多层建筑,基本上选用钢筋混凝土结构,而单层建筑也可选用混合结构。食品工厂生产车间一般不宜采用砖木结构和钢结构。 对建筑模数的要求
生产车间建筑设计中的统一模数随着建筑施工技术的进展,建筑施工由原来小批量的人工施工进入机械化、工厂化的加工。为了适应建筑工业化的需要,建筑物件就必须定型化、标准化、预制化的。这项施工技术规定了建筑物的统一模数制,即规定了建筑物的基本尺度,任何房屋的尺寸都必须是基本尺寸的倍数。基本尺度的单位叫模数M0表示,基本的模数M0=100mm。
在平面方向和高度方向都使用一个扩大模数。在层高(楼层的高度方向)方向,单层为200mm的倍数,多层为600mm的倍数;在平面方向的扩大模数用300mm(3 m。),即柱网布置均采用300mm的倍数。在开间方面可用3.6m。、3.9m。、4.2 m。、6.0 m。其中以4.2 m。和6.0 m。在食品厂生产车间用得较普遍。跨度小于或等于18m时,跨度的建筑模数是3m。,跨度大于18m时,跨度建筑模数是6m。所以,食品厂生产车间的跨度有6m、9m、12m、15m、18m、24m、30m等,至于生产车间的开间及进深应多少为好,必须由平面布置的情况来决定。
食品厂生产车间用水、用汽量得多少,随产品种类而异。如罐头厂、乳品厂的主要用水部分有:原料预处理、半成品的漂洗、浓缩器蒸汽的冷凝,杀菌后产品的冷却、包装容器的洗涤消毒、车间的清洁卫生和产品在生产过程中本身所需用水等。主要用汽部分有:热烫、配汤、浓缩、干燥、杀菌、保温、设备和管道的消毒、车间的清洁卫生等。生产车间的水、汽用量的估算方法一般有两种:按“单位产品耗水耗气量定额”来估算和用计算的方法来估算。
一、管道设计与布置的内容,主要包括管道的设计计算和管道的布置两部分。 二、管道设计与布置的步骤 (1)选择管路材料。 (2)选择介质的流速 (3)确定管径。 (4)确定管壁厚度。 (5)确定管路连接方式。 (6)选阀门和管件。 (7)选管路的热补偿器。
(8) 绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择。(9) 管道布置。 ⑽ 计算管道的阻力损失。 ⑾ 选择管架及固定方式。
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⑿ 确定管架跨度。 ⒀ 选定管道固定用具。 ⒁ 绘制管道图
(15)、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表。
(16)、选择管道的防腐蚀措施 , 选择合适的表面处理方法或涂料及涂层顺序 , 编制材料及工程量表。
九、管道附件 (一)管件与阀件
管路中除管子以外,为满足工艺生产和安装检修的需要,管路中还有许多其他构件,如短管、弯头、三通、异径管、法量、阀门等。我们通常称这些构件为管路附件。
(二)、管道的连接 目前比较普遍采用的有:法兰连接、螺纹连接、焊接、其他连接(承插式连接、填料涵式连接、简便快接式连接) 流体介质代号
流体名称 代号
管路连接符号 名称 法兰堵盖 法兰连接 管道丁字上接 管道丁字下接 水 W 蒸汽 S 物料 P 压缩空气 A 符号 管道交叉 管堵 活接头 盲板
名称 符号 三通连接 四通连接 弯折管
名称 符号
(四)管路的支架
管路支架是用来支撑和固定管路用的。有用钢结构和钢筋混凝土结构的。管路又有室外管架和室内管架之别。一般室外管较长,而且要穿越马路和厂房等,需架空或敷设地沟,往往把许多管路集中到专门用来支撑管路的管架上,有的像栈桥一样,而室内的管路一般利用厂房的墙壁、柱子、楼板以及机器设备的本身构件来支撑、吊挂和固定管路。
管架设置主要考虑因素是管路的负荷,即包括管子的自重、管内物料以及其他附件、保温、防腐重量等。有的大口径管路还往往为小管路的支架,所以把这些重量都应考虑在内。两个管架之间的距离决定于管路在两管架间的管路挠度不应超过规定限度,一般挠度不应超过0.1DN。支架设置中另一个要考虑的因素是管路的冷热伸缩对管架的作用力和管路的转弯处对支架的作用,以及管内介质的脉动作用力、风载荷等,这些力如果得不到固定或合理的补偿就可能导致管路的损坏,直接威胁安全生产。管架设置要经详细的设计计算。
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