工厂设计

食品工厂设计基础仲恺农业工程学院轻工食品学院食品科学与工程教授成坚博士第一章工厂设计概论第一节工厂建设基本程序一、基本建设程序*项目建议：*可行性论证；*编制设计任务书；*勘察；*设计；*施工：*验收；*交付使用第一节工厂建设基本程序二、项目建议书的主要内容*产品品种：*生产规模；*投资规模；*产供销的可能性；*今后发展方向；*经济效果第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容1.总论（1）项目提出的背景，投资的必要性和经济意义；（2）研究工作的依据和范围；（3）研究工作概况和结论。2.需求预测和拟建规模（1）国内外需求情况的预测；（2）国内现有同类工厂的生产能力估计；（3）销售预测、价格分析、产品竞争能力，进入市场的前景；（4）拟建项目的规模、产品方案和发展方向的技术经济比较和分析第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容3.资源、原材料、燃料及公用设施情况（1）原料、辅助材料、燃料供应的种类、数量和供应可能性（2）所需公用设施的数量、供应方式和条件；4.建厂条件和厂址选择方案（1）组建厂的地理位置、气象、水文、地质、地形条件和社会经济状况（2）交通运输及水、电、汽的现状和发展趋势；（3）厂址比较与选择意见第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容5.设计方案（1）项目的构成范围（包括的单项工程）、技术来源和生产方法，主要技术工艺和设备选型比较；（2）全厂布置方案的初步选择和土建工程量的估算；（3）公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较和初步选择。6.环境保护（1）环境现状调查；（2）预测项目对环境的影响；（3）提出环境保护和三废治理的初步方案第一节工厂建设基本程序三、可行性研究的主要内容7.企业组织、劳动定员和人员培训8.项目实施进度的建议；9.投资估算和资金筹措（1）主体工程和协作配套工程所需的投资估算；（2）生产流动资金估算；（3）资金来源、筹措方式及贷款偿还方式。10.社会及经济效果评价第一节工厂建设基本程序三、设计任务书的主要内容1.建厂理由2.建厂规模3.产品方案4.生产方式5.工厂组成6.占地面积和地形图7.总建筑面积和要求8.公用设施9.交通运输10.投资估算11建厂进度12.经济效果要求第二节工厂设计组成1.食品工厂设计的主要内容:工艺设计和非工艺设计*工厂总平面设计;*工艺设计;*动力设计;*给排水设计;*采暖通风设计;*供电及自控设计;*制冷设计；*动力设计；*环保设计;*非标设备的设计2.食品工厂设计的特点*产品种类复杂;*生产季节性强;*卫生要求高.3.食品工厂设计基础的主要内容:以工艺设计为主(1)工艺设计的概念:按工艺要求进行的设计,其中又以车间工艺设计为主,并对其它设计提供各种数据和提出工艺要求,作为非工艺设计的依据.(2)工艺设计的主要内容:*全厂总体工艺布局;*产品方案及班产量的设计;*主要产品及综合利用产品生产工艺流程的设计;*物料计算;*设备生产能力计算、选型及设备清单；*车间平面布置；*劳动力计算及平衡；*水电汽冷暖风等用量估算；*管路计算、设计，安装及材料清单；*施工说明*对非工艺设计的要求*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、冷能耗量及负荷计算；*对给水水质要求；*对排水和废水水质处理要求；*对各类仓库面积的计算及仓库温度、湿度的特殊要求等4.学习食品工厂设计基础的意义和方法1.意义:2.方法:掌握基本概念、基本原则、基本计算方法第二章厂址选择及总平面布置第一节厂址选择一、厂址选择的原则1.符合国家的方针政策2.具备良好的生产条件（1）靠近原料产区；（2）可靠的水文、地质条件；（3）有良好的卫生环境条件；（4）足够的占地面积3.良好的投资及经济效果（1）方便的交通运输条件；（2）充足的供电条件；（3）充足的水源；（4）居民区附近。二、厂址选择报告（内容）1.厂址坐落地点，四周环境情况；2.地质及有关自然条件资料；3.厂区范围、征地面积、发展计划、施工时有关的土方工程及拆迁民房情况，并绘制1/1000地形图；4.原料供应情况；5.水、电、燃料、交通运输及职工福利设施的供应和处理方式；6.废水排放情况；7.经济分析—对厂区一次性投资估算及生产中经济成本等综合分析；8.选择意见—通过选择比较、经济分析，得出选择建议。第二节总平面设计一、总平面设计的概念：在确定的用地范围内，将全厂不同使用功能的建筑物、构筑物按整个生产工艺流程、综合用地条件进行合理布置，使建（构）筑群组成一个有机整体。二、食品工厂总平面设计的内容：1.建、构筑物：车间、仓库、办公楼等2.工程设施：（1）运输（2）管线（3）绿化和环境二、总平面设计的基本原则1.按照设计任务书的要求进行，紧凑合理、节约用地；一次布置，分期建设，留有发展余地；2.符合工厂生产工艺要求：（1）车间、仓库等应按流水线布置，尽量缩短距离，并避免重复往返；（2）人流、物流、管线等应各自路线，避免交叉；（3）动力设施接近负荷中心。3.必须满足食品工厂卫生要求：（1）分区分、类布置：生产区和生活区、厂前区和生产区分开；（2）车间朝向：南北向，采光通风；（3）外围要求：车间与外围公路有防护区，设绿化隔离带；（4）厂区绿化；（5）卫生要求：泥土裸露、锅炉、厕所、废弃物堆场；4.厂区道路：环行路、水泥或柏油路面；5.建筑物间距：日照间距1.1-1.5H，通风间距1.5-2.0H；6.符合规划要求、合理利用地质水文条件；7.各建筑物之间的关系：生产车间应在全厂中心，其他车间、部门及公共设施均需围绕主车间进行排布三、总平面设计方法1.初步设计（1）总平面布置图*图纸比例：1：500、1：1000；*各建、构筑物相对位置和楼层、道路、绿化、管线等*尺寸标注；*区域位置图：1：5000、1：10000*风向玫瑰图（2）设计说明书*设计依据；*布置特点；*主要技术经济指标：厂区占地面积；生产区占地面积、建、构筑物面积、生产区建、构筑物面积；露天堆场面积、道路长度、面积、围墙长度；建筑系数；土地利用系数。2.施工图设计：单项设计3.发展趋势：一体化厂房。第六章公用系统第一节概述一、公用系统的定义是指与全厂各部门、车间、工段有密切关系的、并为这些部门所共有的一类辅助设施二、公用系统的内容包括：给排水、供电及仪表、供汽、制冷、通风与空调等五项工程三、公用工程区域划分：掌握基本原理及规范1.厂外工程：由当地市政设计或施工部门设计,最好不要超过2-3km；2.厂区工程：由负责整体项目的专业设计院的有关设计部门分别承担；3.车间工程：水管和蒸汽管与生产设备关系密切由工艺设计人员负责；其余仍属专业工种承担；四、对公用系统的要求1.满足生产需要：用水、电、汽、冷、暖、风；2.符合卫生要求：用水、锅炉；3.运行可靠、费用经济：（1）运行可靠：指供应的数量和质量要有可靠而稳定的参数；（2）经济性：投资少，收效高第二节给排水一、设计内容：*取水及净化工程；*厂区及生活区给排水管网；*车间内外给排水管网；*室内卫生工程；*冷却循环水系统；*消防系统二、食品工厂对用水的水质要求二、食品工厂对用水的水质要求1.一般生产用水：符合饮用水标准；2.特殊生产用水：产品组分用水、锅炉用水：硬度﹤0.1mg/L;3.冷却用水：符合饮用水标准；4.生活用水：符合饮用水标准；5.消防用水：符合饮用水标准项目生活用水清水类罐头用水饮料用水锅炉用水pH6.5-8.6总硬度﹤250mg/L﹤100mg/L﹤50mg/L﹤0.1mg/L总碱度﹤50mg/L铁﹤0.3mg/L﹤0.1mg/L﹤0.1mg/L酚类﹤0.05mg/L无无氯化物﹤250mg/L﹤80mg/L余氮﹤0.05mg/L无各类用水水质标准三、水源1.自来水：费用大；2.地下水：硬度高；3.地表水：卫生差四、全厂性用水量的计算1.生产用水：工艺用水：原料用水、清洗用水、冷却用水锅炉用水：按蒸发量的1.5倍计算冷冻机房冷却用水：按循环水量的5%计2.生活用水：生活最大小时用水量=最大班人数*0.7T/h3.消防用水：室外；10-75L/S；室内：2*2.5L/S五、给水系统1.自来水给水系统：自来水水池加压泵房水塔管网2.地下水给水系统：地下水暴气清水池二级泵房水塔沉沙池加氯消毒管网3.地表水给水系统：水源水泵房预沉淀加混凝剂沉淀过滤消毒水池水泵房水塔管网六、配水系统1.管网：水压6-8M扬程，（1）枝状管网（2）环状管网六、排水系统1.排水量计算：（1）生产废水、生活废水：最大小时给水量*0.85-0.9（2）雨水W=q*ψ*Fq—暴雨强度：kg/sψ—径流系数：0.5-0.6F--厂区面积2.有关排水设计的要点：（1）车间排水：*地面坡度：1.5-2%*明渠排水：200-300（宽）*150-400（深）坡度1%以上*与外界连接：格栅、沉沙井、水封暗井；*清浊分流（2）厂区排水*埋地暗管*深度：大于0.7m*管径：大于150mm*流速：大于0.8m第三节供电及自动控制一、内容：*厂区变电工程*厂区供电外线*车间内设备配电*厂区及室内照明*生产线、工段或单机的自动控制；*电器及仪表修理二、供电要求及相应措施1.留有余地2.双电源供电3.双变压器供电4.变电设施靠近负荷中心5.防潮防湿三、负荷计算：需要系数法Pj=Ks*Pe(kW)Qj=Pj*tgφ(kW)Sj=Pj/COSφ=(Pj2+Qj2)1/2（kW）Pj---最大计算有功负荷，kW；Ks---用电设备的需要系数；Pe---用电设备的装接容量之和，kW；Qj---最大计算无功负荷，kW；Sj---最大计算视在负荷，kW；cosφ、tgφ---用电负荷的平均自然功率因素及其正切。四、供电系统1.250kW以下：可以低压供电2.320kW以上：须高压供电3.320kW以下：高压供电，低压量电四、供电系统1.250kW以下：可以低压供电2.320kW以上：须高压供电3.320kW以下：高压供电，低压量电五、厂区外线1.低压架空线：2.路程最短、不迂回、少交叉3.水泥电杆：30M间距六、车间配电1.单独小间：防水、防潮、防高温2.供电点尽量集中3.多留供电点七、照明1.与动力线分开；2.日光灯3.最低照明度要求八、建筑物防雷和电气安全1.防雷级别：三级2.电器设备接地：电阻小于4欧3.最低照明度要求九、仪表控制和自动调节1.控制调节的参数：温度、湿度、压力、液位、流量、浓度、比重速度、称量、计数等2.控制原理参数测量和变送显示和调节执行调节3.控制步骤：手动控制局部自动控制全部自动控制第四节供汽一、食品厂的用汽要求1.用汽部门：生产车间：原来处理、配料、热加工、杀菌等；辅助车间：综合利用、保温、洗衣、浴室、食堂等2.蒸汽压力：一般用汽：0.7MPa以下；干燥、高温油炸等：0.8-1MPa3.锅炉数量：2二、锅炉容量的确定Q=1.15（0.8Qe+Qs+Qz+Qg）(T/h)Q---锅炉额定容量，T/h；Qe---全厂生产用的最大蒸汽耗量，T/h；Qs---全厂生活用的最大蒸汽耗量，T/h；Qz---锅炉房自用蒸汽量，T/h；（5-8%）Qg---管网热损失，T/h；（5-10%）四、锅炉的选择*优先考虑链条炉，避免采用沸腾炉和煤粉炉。五、烟窗及烟道除尘1.口径和高度：决定抽力；2.除尘：六、锅炉的给水要求：硬度小于0.01mg/L第五节通风与空调一、一般规定1.优先考虑自然通风；2.人工通风：*夏季岗位温度超过室外3℃时：每人新鲜空气供应量应大于20-30m3/h；*超过36℃时，应设岗位吹风，轻作业风速2-5m/s;重作业风速3-7m/s；*有大量蒸汽散发的场合，不论气温高低，均设机械排风3.空调车间的温度和湿度要求：按产品性质和工艺要求。4.空气净化*措施：过滤、除湿、杀菌、降温*洁净程度：30万级以上二、局部排风第六节制冷一、冷库容量的确定1.容量要求：按全年生产规模估算：15-20%2.冷库面积：S=P/0.375a*HS---库房净面积，M2；P---拟定的仓库容量，T；a---面积系