食品工廠工藝設(shè)計的步驟

 

工藝設(shè)計主要是在由原料到各個生產(chǎn)過程中，設(shè)計物質(zhì)變化及流向，包括所需設(shè)備的運用。具體步驟如下：

 

（1）根據(jù)前期可行性調(diào)查研究，確定產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模。

 

（2）根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)水平選擇生產(chǎn)方法。

 

（3）生產(chǎn)工藝流程設(shè)計。

 

（4）物料衡算。

 

（5）能量衡算（包括熱量、耗冷量、供電量、給水量計算）。

 

（6）選擇設(shè)備。

 

（7）車間工藝布置。

 

（8）管路設(shè)計。

 

（9）其它工藝設(shè)計。

 

（10）編制工藝流程圖、管道設(shè)計圖及說明書等。

 

第一節(jié)  產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確定

 

一.概述

 

產(chǎn)品方案又稱生產(chǎn)綱領(lǐng)，實際是食品廠準(zhǔn)備全年（季度、月）生產(chǎn)哪些品種和各種產(chǎn)品的規(guī)格、產(chǎn)量、產(chǎn)期、生產(chǎn)車間及班次等的計劃安排。當(dāng)然市場經(jīng)濟(jì)條件下的工廠要以銷定產(chǎn)，產(chǎn)品方案既作為設(shè)計依據(jù)，又是工廠實際生產(chǎn)能力的確定及挖潛余量的測算。產(chǎn)品方案的影響因素是多方面的，主要有：產(chǎn)品的市場銷售、人們的生活習(xí)慣、地區(qū)的氣候和不同季節(jié)的影響。在制定產(chǎn)品方案時，首先要調(diào)查研究，分析得到的資料，以此確定主要產(chǎn)品的品種、規(guī)格、產(chǎn)量和生產(chǎn)班次。其次是要用調(diào)節(jié)產(chǎn)品用以調(diào)節(jié)生產(chǎn)忙閑不均的現(xiàn)象。最后盡可能把原料綜合利用及貯存半成品，以合理調(diào)劑生產(chǎn)中的淡、旺季節(jié)。 

 

總之，在安排產(chǎn)品方案時，應(yīng)盡量做到“四個滿足”和“五個平衡”。

 

“四個滿足”是：

 

(1)滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求；

 

(2)滿足原料綜合利用的要求；

 

(3)滿足淡旺季平衡生產(chǎn)的要求；

 

(4)滿足經(jīng)濟(jì)效益的要求 。

 

“五個平衡”是：

 

（1）產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)量平衡；

 

（2）生產(chǎn)季節(jié)性與勞動力平衡；

 

（3）生產(chǎn)班次要平衡；

 

（4）產(chǎn)品生產(chǎn)量與設(shè)備生產(chǎn)能力要平衡；

 

（5）水、電、氣負(fù)荷要平衡。 

 

二、班產(chǎn)量（年產(chǎn)量）的確定

 

班產(chǎn)量是工藝設(shè)計的最主要經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，直接影響到車間布置、設(shè)備配套，占地面積，勞動定員和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，食品工廠班產(chǎn)量越大，單位產(chǎn)品成本越低，效益越好，由于投資局限及其它方面制約，班產(chǎn)量有一定的限制，但是必須達(dá)到或超過經(jīng)濟(jì)規(guī)模的班產(chǎn)量。最適宜的班產(chǎn)量實質(zhì)就是經(jīng)濟(jì)效益最好的規(guī)模。

 

1.決定班產(chǎn)量的因素

 

(1)原料的供應(yīng)量多少

 

(2)生產(chǎn)季節(jié)的長短

 

(3)延長生產(chǎn)期的條件

 

(4)定型作業(yè)線或主要設(shè)備的能力

 

(5)廠房、公用設(shè)施的綜合能力

 

2.年產(chǎn)量的確定

 

年生產(chǎn)能力按如下估算：

 

Q=Q1+Q2-Q3-Q4+Q5

 

式中 Q—新建廠某類食品年產(chǎn)量；

 

Q1—本地區(qū)該類食品消費量；

 

Q2—本地區(qū)該類食品年調(diào)出量；

 

Q3—本地區(qū)該類食品年調(diào)入量；

 

Q4—本地區(qū)該類食品原有廠家的年產(chǎn)量；

 

Q5— 本廠準(zhǔn)備銷出本地區(qū)以外的量。

 

對于淡旺季明顯的產(chǎn)品，如飲料、月餅、巧克力可按下式計算：

 

Q=Q旺+Q中+Q淡

 

Q旺：旺季產(chǎn)量

 

Q中：中季產(chǎn)量

 

Q淡：淡季產(chǎn)量

 

3.生產(chǎn)班制

 

一般食品工廠每天生產(chǎn)班次為1~2班，淡季一班，中季二班，旺季三班制，這根據(jù)食品工廠工藝和原料特性及設(shè)備生產(chǎn)能力來決定，若原料供應(yīng)正常，或廠有冷庫貯藏室及半成品加工設(shè)備，可以延長生產(chǎn)期，不必突擊多開班次，這樣有利于勞動力平衡、設(shè)備利用充分、成品正常銷售，便生產(chǎn)管理，經(jīng)濟(jì)效益提高。

 

4.工作日及日產(chǎn)量

 

5.班產(chǎn)量

 

三.產(chǎn)品方案的制定

 

舉例: 豬肉類罐頭

 

3~4級凍豬肉出肉率在65%~80%，其中可用于：

 

（1）午餐肉罐頭（凈去皮去骨肉）55%~60%

 

          扣肉罐頭（帶皮去骨肉）8%~10%

 

          圓蹄罐頭1%~2%

 

          其他肉罐頭——

 

（2）午餐肉罐頭（凈去皮去骨肉）55%~60%

 

          排骨罐頭（帶皮去骨肉）5%

 

          圓蹄罐頭1%~2%

 

          其他肉罐頭——

 

（3）香菇肉醬罐頭34%

 

          香菇豬腿罐頭21%

 

          紅燒排骨罐頭15%

 

          紅燒豬肉罐頭3%

 

          圓蹄罐頭1%

 

          筍干肉絲罐頭5%

 

（4）西式火腿罐35%

 

          其他肉罐頭（香菇肉醬、圓蹄等）——

 

四、產(chǎn)品方案比較

 

制訂產(chǎn)品方案時，為保證方案合理，有利于食品工廠發(fā)展和管理，應(yīng)按設(shè)計計劃任務(wù)書中確定的年產(chǎn)量和品種，制定出2個以上的產(chǎn)品方案，按下述原則進(jìn)行分析，對方案進(jìn)行技術(shù)上的先進(jìn)性和可行性進(jìn)行比較，并結(jié)合市場、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、社會綜合考慮，從中找出一個最佳方案作為設(shè)計依據(jù)。

 

1.主要產(chǎn)品年產(chǎn)值和年產(chǎn)量

 

2.每天所需工人數(shù)及最多最少之差的比較

 

3.勞動生產(chǎn)率（年產(chǎn)量/工人總數(shù)）

 

4.每天（月）原料、產(chǎn)品數(shù)之差比較

 

5.平均每人年產(chǎn)值（元/人.年）：

 

6.季節(jié)性和設(shè)備平衡比較

 

7.水、電、汽消耗量比較

 

8.組織生產(chǎn)難易的比較

 

9.基建投資的比較

 

10.社會、經(jīng)濟(jì)效益比較：利潤

 

產(chǎn)品方案分析

 

 

項目方案	方案一	方案二	方案三
產(chǎn)品年產(chǎn)值
勞動生產(chǎn)率（t/人*年）
平均每人年產(chǎn)值（元/人*年）
基建投資（元）
經(jīng)濟(jì)效益（利稅元/率）
水、電、汽耗量（元）
員工人數(shù)（人）
全年員工人數(shù)差值（人）
原料損耗率

第二節(jié)  生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的確定

 

 

盡管食品廠的類型很多,而且在同一類型的食品廠中產(chǎn)品的品種和加工工藝亦各不相同,但在同一類型的食品廠中主要工藝過程和設(shè)備基本相近,只要這些產(chǎn)品不同時生產(chǎn),其相同工藝過程的設(shè)備是可以公用的,所以我們在確定產(chǎn)品工藝流程時只要將主要產(chǎn)品的工藝流程確定后,其他產(chǎn)品就好辦了。但必須指出，為了保證食品產(chǎn)品的質(zhì)量，對不同原料應(yīng)選擇不同的工藝流程，另外，即使原料相同，如果所確定的工藝路線和條件不相同，不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且會影響到工廠的經(jīng)濟(jì)效益，所以，我們對所設(shè)計的食品廠的主要產(chǎn)品工藝流程應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真探討和論證。

 

一、原則

 

工藝流程是初步設(shè)計審批過程中主要審查內(nèi)容之一，它的正確與否往往決定產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品競爭力，決定食品廠的生存與發(fā)展，選擇工藝流程必須通過分析、比較，從理論和實際各個方面進(jìn)行論證，證實它在技術(shù)上是先進(jìn)的。在經(jīng)濟(jì)上是高效的，符合設(shè)計計劃任務(wù)書的要求：

 

（1）原料匹配性。根據(jù)原料性質(zhì)、種類和來源擬定工藝流程。

 

（2）按產(chǎn)品規(guī)格和部頒標(biāo)準(zhǔn)擬定。

 

（3）注意經(jīng)濟(jì)效益，盡量選投資少，消耗低，成本低，產(chǎn)品收益率高的生產(chǎn)工藝。

 

（4）“三廢”處理效果好，減少“三廢”處理量，治理三廢項目與主體工程同時設(shè)計，同時施工，選用產(chǎn)品“三廢”少或經(jīng)過治理容易達(dá)到國家規(guī)定的“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝。

 

（5）產(chǎn)品在市場有較強的競爭能力，有利于原材料的綜合利用。

 

（6）對傳統(tǒng)名優(yōu)產(chǎn)品不得隨意更改生產(chǎn)工藝，一旦更改必須經(jīng)過反復(fù)實驗、專家鑒定、報上級批準(zhǔn)。

 

（7）對科研成果，必須經(jīng)過中試放大后，才能應(yīng)用。

 

（8）優(yōu)先采用機械化、連續(xù)化自動作業(yè)線，暫不能實現(xiàn)機械化生產(chǎn)的品種，其工藝流程應(yīng)盡量按流水線排布，減少原料，半成品在生產(chǎn)流程中停留的時間，避免變色、變味、變質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。

 

（9）罐裝后需要殺菌的食品最好采用連續(xù)殺菌或高溫短時殺菌，高濃縮操作的食品應(yīng)采用真空濃縮以減少溫度對產(chǎn)品色澤和口味的影響，特別是對熱敏性的食品，需要注意。

 

（10）結(jié)合我國國情。在進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計時，必須以我國具體情況出發(fā)，在市場消費水平，相關(guān)機械設(shè)備及電氣儀表制造能力，勞動就業(yè)與生產(chǎn)自動化水平關(guān)系等方面做出恰當(dāng)?shù)暮饬�，綜合考慮。在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備時，要考慮是否適合我國生產(chǎn)實際，并注意消化吸收，以縮短與發(fā)達(dá)國家的水平差距。

 

（11）確保安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備安全。

 

二、生產(chǎn)工藝流程設(shè)計

 

生產(chǎn)方法確定以后，就開始工藝流程的設(shè)計。有如下內(nèi)容：

 

（一）確定生產(chǎn)線數(shù)目

 

根據(jù)產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模，視生產(chǎn)實際情況，結(jié)合投資大小，確定生產(chǎn)線及生產(chǎn)線數(shù)目。如果產(chǎn)量大，可采用幾條生產(chǎn)線，以便生產(chǎn)調(diào)劑，設(shè)備護(hù)理等。

 

（二）確定生產(chǎn)線自動化程度

 

生產(chǎn)線有間歇和連續(xù)兩種。在確定生產(chǎn)線自動化程度時，根據(jù)生產(chǎn)特點和技術(shù)成熟性，結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模，一般采用先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、合理的自動化生產(chǎn)線，高品質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)配以自動化在線檢測，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

 

（三）工藝流程圖的設(shè)計

 

工藝流程圖的設(shè)計主要包括生產(chǎn)工藝流程示意圖，生產(chǎn)工藝流程草圖和生產(chǎn)工藝流程圖三個階段。

 

1、生產(chǎn)工藝流程示意圖又稱方框流程圖，在物料衡算前進(jìn)行。主要是定性表述由原料轉(zhuǎn)變?yōu)榘氤善返倪^程及應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備。它只是定性的生產(chǎn)工藝表述，不要求正確的比例繪制。主要包括生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過哪些單位操作，各單位操作中的流程方案及所需型號的表述。內(nèi)容包括工序名稱、完成該工序工藝操作手段（手工或機械設(shè)備名稱）、物料流向、工藝條件等。在方框圖中，應(yīng)以箭頭表示物料流動方向，其中以粗實線表示物料由原料到成品的主要流動方向，細(xì)實線表示中間產(chǎn)物，輔助料,廢料的流動方向。 

 

2.工藝流程草圖由四個部分組：生產(chǎn)工藝流程圖、圖例、設(shè)備一覽表和必須的文字證明，繪制工藝流程早圖時要求如下：

 

A 表示出廠房各層樓面的標(biāo)高

 

B 用細(xì)實線畫出設(shè)備示意圖

 

C 用粗實線畫出物料流程管理，并畫出流向箭頭。用細(xì)實線畫 水、汽、空氣等動力管線，并畫出流向箭頭。

 

D 繪制設(shè)備和管道上主要閥門、控制儀表及管路附件。

 

E 對必要的部分，而又不能用圖線表達(dá)時，用文字注釋。如“三廢”、副產(chǎn)物的去向等。

 

F 附注圖例，并按圖標(biāo)繪出。常采用1：50，1：100，1：200等。

 

具體繪制工藝流程草圖的步驟如下：

 

生產(chǎn)工藝設(shè)備流程圖包括：有關(guān)設(shè)備的基本外形，工序名稱、物料流向等。必要時，還應(yīng)表示各設(shè)備間位置距離及其高度。設(shè)備外形以簡單直觀為準(zhǔn)。

 

生產(chǎn)工藝設(shè)備流程圖畫法是：將生產(chǎn)設(shè)備按生產(chǎn)流程順序和高低位置是在圖面自左至右的展開，用細(xì)線繪制，繪出顯示設(shè)備形狀特征的簡單外形，可按比例畫，也可不按比例，設(shè)備的排列位置在圖上表示出來，原、輔料和介質(zhì)流向用粗實線表示，表示不同介質(zhì)流向的管線在圖上不能相交，交接處用細(xì)實線或圓弧避開，圖上的設(shè)備應(yīng)注明名稱或設(shè)備編號。 

 

3.生產(chǎn)工藝流程圖，又稱帶控制點的工藝流程圖，是初步設(shè)計的重要內(nèi)容。它是在經(jīng)過多次反復(fù)比較、修改，確認(rèn)設(shè)計合理無誤后繪制正式設(shè)計結(jié)果，它更加全面、完整、合理、是設(shè)備布置和管道設(shè)計的依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操時參考。 

 

 

第三節(jié) 物料計算

 

 

物料衡算包括該產(chǎn)品的原輔料和包裝材料的計算。通過物料衡算，可以確定各種主要物料的采購運輸和倉庫儲存量，并對生產(chǎn)過程中所需的設(shè)備和勞動力定員的需要量提供計算依據(jù)。計算物料時，必須使原、輔料的質(zhì)量與經(jīng)過加工處理后所得成品和損耗量相平衡。加工過程中投入的輔助料按正值計算，加工過程中的物料損失，以負(fù)值計入。這樣，可以計算出原料和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平衡圖。并為下一步設(shè)備計算、熱量計算、管路設(shè)計等提供依據(jù)和條件。還為勞動定員、生產(chǎn)班次、成本核算提供計算依據(jù)。因此，物料衡算在工藝設(shè)計中是一項既細(xì)致又重要的工作。 

 

 一 計算方法

 

物料衡算的基本資料是“技術(shù)經(jīng)濟(jì)定額指標(biāo)” ，而技術(shù)經(jīng)濟(jì)定額指又是工廠在生產(chǎn)實踐中積累起來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)因具體條件而異，如地區(qū)差別、機械化程度、原料品種、成熟度、新鮮度及操作條件等不同，選用時要根據(jù)具體條件而定，一般老廠改造按該廠原有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)定額為計算依據(jù)，新建廠則參考相同類型、相近條件工廠的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)定額指標(biāo)，再以新建廠的實際情況作修正。

 

在物料衡算時，計算對象可以是全廠、全車間、某一生產(chǎn)線、某一產(chǎn)品，在一年或一月或一日或一個班次，也可以是單位批次的物料數(shù)量。一般新建食品工廠的工藝設(shè)計都是以“班”產(chǎn)量為基準(zhǔn)。例如： 

 

每班耗用原料量（kg／班）=單位產(chǎn)品耗用原料量（kg／t）×班產(chǎn)量（t／班）；   

 

每班耗用各種輔料量(kg／斑)=單位產(chǎn)品耗用各種輔料量（kg／t）×班產(chǎn)量（t／班）；

 

每班耗用包裝容器量(只／班)=單位產(chǎn)品耗用包裝容器量（只／t）×班產(chǎn)量（t／班）×（1十0．1％損耗）。

 

單位產(chǎn)品耗用的各種包裝材料、包裝容器也可仿照上述方法計算。若一種原料生產(chǎn)兩種以上產(chǎn)品，則需分別求出各產(chǎn)品的用量，再匯總求得。另外，在物料計算的時候，也有用原料利用率作為計算基礎(chǔ)。 

 

二 計算結(jié)果的表示

 

物料計算結(jié)果通常用物料平衡圖或物料平衡表來表示。

 

1.物料平衡圖 

 

物料平衡圖是根據(jù)任何一種物料的重量與經(jīng)過加工處理后所得的成品及少量損耗之和在數(shù)值上是相等的原理來繪制的，平衡圖的內(nèi)容包括：物料名稱、質(zhì)量、成品質(zhì)量、物料的流向、投料順序等項。繪制物料平衡圖時，實線箭頭表示物料主流向，必要時用細(xì)實線表示物料支流向 。

 

2.物料平衡表

 

物料平衡表是物料平衡計算的另一種表示形式，其內(nèi)容與平衡圖相同 

 

物料平衡表