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【食品工廠設(shè)計(jì)】生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)以及物料使用計(jì)算

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-06-27  來源:食品質(zhì)量管理公眾號(hào)  作者:食品論壇網(wǎng)友整理
核心提示:【食品工廠設(shè)計(jì)】生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)以及物料使用計(jì)算
 食品工廠工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的主體和中心,決定全廠生產(chǎn)和技術(shù)的合理性,并對(duì)建廠的費(fèi)用和生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本、勞動(dòng)強(qiáng)度有著重要的影響,同時(shí)又是非工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此,食品工廠工藝設(shè)計(jì)具有重要的地位和作用。
 
食品工廠工藝設(shè)計(jì)的步驟
 
工藝設(shè)計(jì)主要是在由原料到各個(gè)生產(chǎn)過程中,設(shè)計(jì)物質(zhì)變化及流向,包括所需設(shè)備的運(yùn)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(jì)。
 
(4)物料衡算。
 
(5)能量衡算(包括熱量、耗冷量、供電量、給水量計(jì)算)。
 
(6)選擇設(shè)備。
 
(7)車間工藝布置。
 
(8)管路設(shè)計(jì)。
 
(9)其它工藝設(shè)計(jì)。
 
(10)編制工藝流程圖、管道設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)劃安排。當(dāng)然市場(chǎng)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(jì)依據(jù),又是工廠實(shí)際生產(chǎn)能力的確定及挖潛余量的測(cè)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(chǎng)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(shí),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(shí),應(yīng)盡量做到“四個(gè)滿足”和“五個(gè)平衡”。
 
“四個(gè)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(gè)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(dòng)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(jì)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(dòng)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(shí)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(zhǎng)短
 
(3)延長(zhǎng)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(fèi)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(duì)于淡旺季明顯的產(chǎn)品,如飲料、月餅、巧克力可按下式計(jì)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(zhǎng)生產(chǎn)期,不必突擊多開班次,這樣有利于勞動(dòng)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(jí)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(shí),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(jì)計(jì)劃任務(wù)書中確定的年產(chǎn)量和品種,制定出2個(gè)以上的產(chǎn)品方案,按下述原則進(jìn)行分析,對(duì)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(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、社會(huì)綜合考慮,從中找出一個(gè)最佳方案作為設(shè)計(jì)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(dòng)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(huì)、經(jīng)濟(jì)效益比較:利潤(rùn)
 
產(chǎn)品方案分析
 
 

項(xiàng)目方案

方案一

方案二

方案三

產(chǎn)品年產(chǎn)值

     

勞動(dòng)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(shí)生產(chǎn),其相同工藝過程的設(shè)備是可以公用的,所以我們?cè)诖_定產(chǎn)品工藝流程時(shí)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(duì)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(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量,而且會(huì)影響到工廠的經(jīng)濟(jì)效益,所以,我們對(duì)所設(shè)計(jì)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(jì)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(jìng)爭(zhēng)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(shí)際各個(gè)方面進(jìn)行論證,證實(shí)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(jì)計(jì)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(xiàng)目與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì),同時(shí)施工,選用產(chǎn)品“三廢”少或經(jīng)過治理容易達(dá)到國(guó)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(chǎng)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力,有利于原材料的綜合利用。
 
(6)對(duì)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(shí)驗(yàn)、專家鑒定、報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)。
 
(7)對(duì)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(jī)械化、連續(xù)化自動(dòng)作業(yè)線,暫不能實(shí)現(xiàn)機(jī)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(shí)間,避免變色、變味、變質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。
 
(9)罐裝后需要?dú)⒕氖称纷詈貌捎眠B續(xù)殺菌或高溫短時(shí)殺菌,高濃縮操作的食品應(yīng)采用真空濃縮以減少溫度對(duì)產(chǎn)品色澤和口味的影響,特別是對(duì)熱敏性的食品,需要注意。
 
(10)結(jié)合我國(guó)國(guó)情。在進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)時(shí),必須以我國(guó)具體情況出發(fā),在市場(chǎng)消費(fèi)水平,相關(guān)機(jī)械設(shè)備及電氣儀表制造能力,勞動(dòng)就業(yè)與生產(chǎn)自動(dòng)化水平關(guān)系等方面做出恰當(dāng)?shù)暮饬浚C合考慮。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備時(shí),要考慮是否適合我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際,并注意消化吸收,以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)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(jì)
 
生產(chǎn)方法確定以后,就開始工藝流程的設(shè)計(jì)。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(shí)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(dòng)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(dòng)化程度時(shí),根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)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(dòng)化生產(chǎn)線,高品質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)配以自動(dòng)化在線檢測(cè),以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
 
(三)工藝流程圖的設(shè)計(jì)
 
工藝流程圖的設(shè)計(jì)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(gè)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(hào)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(jī)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(dòng)方向,其中以粗實(shí)線表示物料由原料到成品的主要流動(dòng)方向,細(xì)實(shí)線表示中間產(chǎn)物,輔助料,廢料的流動(dòng)方向。 
 
2.工藝流程草圖由四個(gè)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(shí)要求如下:
 
A 表示出廠房各層樓面的標(biāo)高
 
B 用細(xì)實(shí)線畫出設(shè)備示意圖
 
C 用粗實(shí)線畫出物料流程管理,并畫出流向箭頭。用細(xì)實(shí)線畫 水、汽、空氣等動(dòng)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(duì)必要的部分,而又不能用圖線表達(dá)時(shí),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(shí),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(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)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(shí)線或圓弧避開,圖上的設(shè)備應(yīng)注明名稱或設(shè)備編號(hào)。 
 
3.生產(chǎn)工藝流程圖,又稱帶控制點(diǎn)的工藝流程圖,是初步設(shè)計(jì)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(jì)合理無誤后繪制正式設(shè)計(jì)結(jié)果,它更加全面、完整、合理、是設(shè)備布置和管道設(shè)計(jì)的依據(jù),并可供施工安裝、生產(chǎn)操時(shí)參考。 
 
 
第三節(jié) 物料計(jì)算
 
 
物料衡算包括該產(chǎn)品的原輔料和包裝材料的計(jì)算。通過物料衡算,可以確定各種主要物料的采購(gòu)運(yùn)輸和倉庫儲(chǔ)存量,并對(duì)生產(chǎn)過程中所需的設(shè)備和勞動(dòng)力定員的需要量提供計(jì)算依據(jù)。計(jì)算物料時(shí),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(jì)算,加工過程中的物料損失,以負(fù)值計(jì)入。這樣,可以計(jì)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(jì)算、熱量計(jì)算、管路設(shè)計(jì)等提供依據(jù)和條件。還為勞動(dòng)定員、生產(chǎn)班次、成本核算提供計(jì)算依據(jù)。因此,物料衡算在工藝設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)既細(xì)致又重要的工作。 
 
 一 計(jì)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(shí)踐中積累起來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)因具體條件而異,如地區(qū)差別、機(jī)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(shí)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(jì)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(shí)際情況作修正。
 
在物料衡算時(shí),計(jì)算對(duì)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(gè)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(jì)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(jì)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(jì)算的時(shí)候,也有用原料利用率作為計(jì)算基礎(chǔ)。 
 
二 計(jì)算結(jié)果的表示
 
物料計(jì)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(xiàng)。繪制物料平衡圖時(shí),實(shí)線箭頭表示物料主流向,必要時(shí)用細(xì)實(shí)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(jì)算的另一種表示形式,其內(nèi)容與平衡圖相同 
 
物料平衡表

物料平衡表

 

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