《食品工厂设计基础》课程讲义+.docx
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《食品工厂设计》课程讲义
绪论
一、食品产业现状
1.食品产业的分类
食品制造业：
制盐业、制糖业、糕点糖果业、乳制品、罐头业、发酵制品、调味品、其它豆制品.淀粉等
食品加工业：
农产食品加工
饮料加工业：
软饮料、白酒业等
烟草加工业：
烟草加工
2.食品产业现状
（1）总产值a.到2001年，食品工业产值9546亿元，同比增长11%，高于7%的GDP增长；利税1693亿元同比增长18.4%；出口创汇152亿元，同比增长16.27%
b.1995年至2000年，食品工业的总产值居各行业首位，加工业占42%，增长保持14%左右
（2）结构布局产品结构：
烟草占60%，其次为饮料，以高度酒为主。
布局：
西部12省2001年食品工业产值占全国食品产值3.5%，而鲁粤苏豫四省占38.6%，发展极不平衡。
（3）规模：
从传统小作坊到规模企业应有尽有，2001年，规模以上企业18811家。
（4）科技进步水平：
参差不齐，从手工作坊式生产到现代化大生产都有。
这与我国食品产业的发展历史有关。
从简单的农产品加工逐步拓展开来，因各地的经济发展状况和决策水平紧密相连。
由此决定了我国食品产业的卫生状况、品种状况、质量状况、国际竞争力较弱。
3.食品产业努力方向
符合国际食品健康发展趋势：
低糖、低盐、方便卫生，向无污染、无公害食品，绿色食品，有机食品发展。
努力扩大深加工和高附加值食品的出口，提高重点出口企业的国际竞争力；要优化产品结构，不断开发新产品，提高产品质量和档次，增加花色品种；食品工业排放的水、大气污染物要做到达标排放；综合利用水平要达到20世纪90年代国际水平；形成高效的食品质量安全监控体系。
4.食品产业的历史使命
农业、农民、农村问题是事关我国社会经济发展的大问题。
肩负着由农业“大”国向工业大国的转变，向工业强国转变的重要历史使命。
从延长农业产业链入手，消化吸收农业人口进入产业链条，增加附加值，提高就业收入。
二、学习《食品工厂设计》的目的和意义
1.了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌握基本建设的工作程序、内容和设计范围分工；
2.了解工艺设计在食品工厂设计中的地位和作用，掌握生产工艺设计的范围、内容、基本方法和步骤、生产工艺设计的深度要求；
3.了解工艺设计与公用工程设计的关系，熟悉公用工程设计的有关知识；
4.了解和熟悉工厂设计的有关规范标准以及技术经济和概算等内容和要求；
5.熟悉设计说明书和工艺设计图的有关内容、特点、表示方法、规范和标准等知识。
三、设计工作的任务和内容
设计工作的基本任务：
作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益好的设计。
设计工作一般分为总体设计和局部设计：
凡是设计范围涉及到整个工业企业的为总体设计，凡不涉及到整个工业企业的全部内容，只是其中的某些部分为局部设计。
工厂设计工作的内容包括参加建设项目的决策，编制各个阶段设计文件，配合施工和参加验收，进行总结的全过程。
四、食品工厂设计的特点与内容
食品工厂设计特点：
1.政治、经济、工程、技术等综合学科知识的应用；
2.原料来自第一产业，设计时要兼顾农产物料的特点，季节性，时效性；
3.人本主义设计思想，以方便操作，保障卫生与环境为中心；
4.经济合理性；
5.技术先进性与合理性
食品工厂设计具体内容：
工厂总平面设计、工艺设计、动力设计、给排水设计、通风采暖设计、自控仪表、三废治理、技术经济及概算等
第一章基本建设程序
基本建设程序是基本建设的客观规律。
国家规定：
设计工作必须按照基本建设程序办事，必须坚持设计工作程序。
第一节基本建设程序内容
一个工厂从计划建设到建成投产，一般要经过以下几个基本阶段（程序）：
建设前期、建设期和生产期。
1.建设前期阶段
建设前期阶段的工作包括：
项目建议书、可行性研究报告、设计任务书、初步设计和总概算5个内容。
工作程序为：
一个工程项目从社会发展、工业布局、市场需求和地区、行业发展规划---
项目建议书---制定项目前期工作计划---可行性研究---设计任务书—上报审批---初步设计、总概算工作---初步设计图纸、文件、总概算---上报审批
2.建设期阶段
批准的初步设计、总概算-----
a设计单位---施工图设计；修改初步设计，修正概算；施工图预算；分批交付施工图纸；派工地代表
b筹建单位---征地；设备材料订货；签订施工安装合同；施工安装准备；生产准备工作（人员培训等）
c施工安装单位---施工安装预算；施工组织设计；开工准备
----施工安装总进度表---开工报告----上报---开工建设---单项工程验收---调试---试生产---主
管部门验收---移交生产
3.生产期阶段
移交生产、正式投产---企业经营管理、生产指挥调度（投入、产出、销售）
设计单位回访、设计总结---整理编制技术档案
第二节项目建议书
项目建议书是设计工作的前奏，其任务就是向国家省、市有关主管部门直接申请工程项目，以期批准立项，进行厂址选择调研工作及可行性研究工作。
小规模工程项目，项目建议书经主管部门批准之后，即可按明确的设计方案，直接进行施工图设计，使设计程序得以简化。
项目建议书的主要内容：
1.项目名称；
2.建设项目提出的必要性和依据；
3.产品方案、市场预测、拟建规模和建设地点的初步设想；
4.资源情况、建设条件、协作关系和技术、设备可能的引进国别、厂商的初步分析；
5.环境保护；
6.投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷款能力的大体测算；
7.项目实施规划设想
8.工厂组织和劳动定员估算；
9.经济效果和社会效益的初步估算。
要求文字简要，具有超前分析的观点，注意突出立项工程急迫性、现实性和经济性。
第三节可行性研究
可行性研究是在大量收集各种资料、数据的基础上开展的，对投建的工程项目进行全面的技术经济分析比较的综合研究过程。
其目的是避免和减少建设项目决策的失误，提高建设投资的综合效益；其任务是对拟建的工程项目的技术性、经济性和工程实施性进行全面调查、预测、分析和论证，作出是否合理可行的科学评价；其研究成果提交形式为可行性研究报告。
一、可行性研究报告的内容及款式
1.总论
1.1研究工作的目的、依据和范围；
1.2项目提出的背景、投资的必要性和经济意义；
1.3研究工作概况及结论。
2.市场需求预测和拟建规模
2.1国内外市场需求情况的预测；
2.2国内现有同类食品工厂生产能力的估计；
2.3销售预测、价格分析、产品竞争能力；
2.4产品方案和发展远景的技术经济比较及分析；
2.5拟建工程的最佳规模。
3.资源、原材料、燃料及公用设施情况
3.1原料、辅助材料、燃料的种类、数量、来源和供应可能；
3.2公用资源设施的数量、供应方式和供应条件。
4.建厂条件和厂址方案
4.1建厂的地理位置、气象、水文、地质、地形条件和社会经济现状；
4.2交通运输及水、电、汽的现状和发展趋势；
4.3生活设施状况和协作条件；
4.4厂址比较和选择意见。
5.设计方案
5.1工艺路线的选择，包括技术来源和生产方法、主要技术工艺和设备选型方案的比较，引进技术设备的性能、来源、国别；
5.2全厂布置方案的初步选择和土建工程量；
5.3公用辅助设施和厂内外交通运输方式的比较选择意见；
5.4改、扩建项目，要说明原固定资产能够利用的情况。
6.环境保护
调查环境情况，预测项目对环境的影响，提出环境保护和三废治理的初步方案。
7.企业组织、劳动定员和人员培训（估算数）
8.实施进度的建议
9.投资估算和资金筹措
9.1主体工程和配套工程投资估算；
9.2生产流动资金的估算
9.3投资收益率和回收期
9.4资金来源、筹措方式和贷款偿付方式。
10.社会及经济效果评价
社会及经济效果要进行静态分析和动态分析。
二、可行性研究的主要依据
1.依据国家经济建设的方针、政策和长远规划进行可行性研究；
2.依据经国家计划部门批准后的项目建议书进行可行性研究；
3.依据国家正式批准的资源报告和有关各种规划；
4.可靠的自然、地理、气象、地质、经济、社会等基础资料；
5.有关工程技术方面的标准、规范、指标等；
6.依据国家公布的用于进行项目评价的有关参数、指标等进行可行性研究。
（基准收益率、折现率、折旧率、社会折现率、调整外汇汇率等）
三、可行性研究的作用
1.作为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据。
2.作为向银行申请贷款的依据。
3.作为与建设项目有关部门商谈合同和协议的依据。
4.作为建设项目开展初步设计的基础。
5.作为拟采用新技术、新设备研制计划的依据。
6.作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的参考。
7.作为环保当局审查建设项目对环境影响的依据。
四、可行性研究的步骤
1.开始筹划；
2.调查研究；
3.优化和选择方案；
4.详细研究；
5.编写报告书
6.资金筹措。
五、可行性研究应注意的事项
1.可行性研究应具有科学性和独立性；
2.可行性研究的深度需满足要求；
内容和深度：
投资机会研究、初步可行性研究和最终可行性研究。
建设前期工作程序为：
从社会发展、工业布局、市场需求和地区、行业发展规划---
项目建议书---制定项目前期工作计划---可行性研究---设计任务书—上报审批---初步设计、总概算工作---初步设计图纸、文件、总概算---上报审批
投资机会研究，在项目建议书之前进行，深度一般
初步可行性研究，在编制设计任务书前进行，深度明显
最终可行性研究，在初步设计前进行，具有建设项目决策的作用
我国规定，研究报告提出的投资估算与初步设计概算之精确度为10%
3.承担可行性研究工作的单位应具备的条件；
委托经国家正式批准颁发证书的设计单位或工程咨询公司承担
4.可行性研究报告的审批办法
大中型项目：
主管部、省市自治区或全国性专业公司预审，国家计委审批或由计委委托有关单位审批（未附报告及其审批意见，不得审批设计计划任务书）；
重大、特殊项目：
国家计委会同有关部门预审，国务院审批；
小型项目：
按隶属关系由主管部、省市自治区或全国性专业公司审批。
第四节设计计划任务书（简称设计任务书或计划任务书）
由领导部门组织人员（或委托设计部门）编写的指令性文件，是确定基本建设项目，编制设计文件的主要依据；它是在可行性研究的基础上编制的，根据可行性研究的结论，提出建设一个食品工厂的计划。
一、任务书的内容及款式
各类建设项目的内容不尽相同，大中型项目一般包括：
1.建厂理由；叙述原料供应、产品生产及市场销售三方面的平衡，说明建厂后对国民经济的作用（调查研究的主要结论）。
2.建厂规模；年产量、生产范围及发展远景，若分期建设，则应说明每期投产能力和最终能力。
3.产品；品种、规格标准和各种产品产量。
4.生产方式；主要产品生产方式，方式的技术先进性。
5.工厂组成
6.工厂总占地面积和地形图
7.工厂总建筑面积和要求
8.公用设施的要求
9.交通运输情况，吞吐量及运输能力
10.投资估算
11.建厂进度
12.估算建成后的经济效果（各项技术经济指标：
产量，原材料消耗，质量指标，单位产品水电汽耗量，生产成本和利润等；投资效果系数=年利润/总投资）
二、设计任务书的附件
设计任务书报审时，还必须有相应的附件：
1.原材料供应和原料基地情况
2.厂址地区的有关水文、地质、气象、地震、地形与地势资料
3.土地使用批准书及能源、交通协议书
4.可行性研究报告中有关预测经济效果的资料和计算依据
5.引进国外技术和设备，要附国家批准文件；采用新工艺、新产品或新设备，应有鉴定书或试验报告
6.扩建工程要附有本厂总平面图及主要设备平衡表。
三、设计任务书的审批权限
大中型项目：
按隶属，部或省提出审查意见，报国家计委批准，重大项目计委报国务院批准。
地方项目，产供销涉及全国的，报前要征求主管部的意见，地方内自行平衡的，国家计委可委托地方或主管部门审批；
国务院直属及下放、直供项目，报前要征求地方意见；
小型项目：
按隶属，由部或地方审批。
地方项目原料涉及全国平衡的，应征得主管部同意
部商地方项目，以部为主，商地方审批，审批文件应互相抄送。
批准后的设计任务书所标定的内容若有变动，应经原批准机关同意
批准设计计划任务书并不等于同意列入基本建设计划，要根据财力等条件在长期或年度计划中考虑，列入基本建设计划时，项目才成立，方可以筹建。
第五节设计工作
设计工作必须以批准的可行性报告、设计计划任务书以及其它有关资料为依据，它是在市场预测（包括建厂规模）和厂址选择之后的一个工作环节。
市场和原料是项目存在的前提，也是建设规模的依据，而规模和厂址又是工厂设计的前提；只有当规模和厂址方案都确定了，才能进行工厂设计，工厂设计完成后，才能进行投资、成本的概算。
一、设计的准备工作
在设计单位接受设计任务后，首先对筹建方提供的资料和文件进行分析研究，然后对其不足的部分，再进一步收集，主要从两个方面：
1.到建厂现场收集资料；
2.到同类工厂工程项目收集资料。
二、设计工作
设计阶段的划分一般根据工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟程度以及设计水平的高低，总的可以分为三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计三种情况。
三阶段设计包括：
初步设计、技术设计、施工图设计。
对于新而复杂、规模特大或缺乏该种设计经验的大、中型工程，经主管部门指定的才按三阶段设计进行；
两阶段设计包括：
初步设计（扩大初步设计）、施工图设计。
最常用方式；
一阶段设计包括：
施工图设计。
一般为小厂的新建或小规模的改扩建工程。
食品工厂设计的设计工作经常采用两阶段设计：
初步设计、施工图设计。
（一）、初步设计（扩大初步设计）
初步设计就是在设计范围内（工艺专业设计和其它各辅助专业设计）作详细全面的计算和安排，使之足以说明本食品厂的全貌，但图纸深度不深，还不能作为施工指导，而可以供有关部门审批，这样深度的设计称为扩初设计。
按“轻工业企业初步设计内容暂行规定”要求，初步设计的内容为：
总论；技术经济；总平面布置及运输；工艺；自动控制测量仪表；建筑结构；给排水；供电；供热；采暖通风；空压站、氧气站、冷冻站；环保及综合利用；维修；中心化验室（站）；仓库（堆场）；劳保；生活福利设施和总概算十九部分。
1.扩初设计的深度要求
（1）满足对专业设备和通用设备的订货要求，并对需要试验的设备提出委托设计或试制的技术要求；
（2）主要建筑材料、安装材料的估算数量和预安排；
（3）控制基本建设投资；
（4）征用土地；
（5）确定劳动指标；
（6）核定经济效益；
（7）设计审查；
（8）建设准备；
（9）满足编制施工图设计要求。
2.扩初设计文件的编制内容：
根据扩初设计的深度要求，设计人员通过设计说明书、附件和总概算书（扩初设计文件）三部分的形式，对食品工厂整个工程的全貌作出轮廓性的定局，供有关上级部门审批。
初步设计说明书有按总平面、工艺、建筑等各部分分别进行叙述的内容；
附件中包括图纸、设备表、材料表等内容；
总概算书是将整个项目的所有工程费和其它费用汇总编制而成。
教材中以工艺部分为例进行了说明。
3.扩初设计的审批权限
大型项目：
按隶属，部省提出审查意见，国家建委批准；
中型项目：
按隶属，部省审批，批准文件报国家建委备案；国家指定项目例外。
小型项目：
部省自行规定；部商地方安排的项目，以部为主，商地方审批。
城市规划、卫生防疫、环境保护可一票否决。
批准后的设计文件，全厂总平面布置、主要工艺过程、主要设备、建筑面积、建筑结构、安全卫生措施、三废处理、总概算等需修改时，必须经过原设计文件审批机关同意。
（二）、施工图设计
对经批准后的初步设计在深度上进一步深化，使设计更具体、更详细地达到施工指导的要求。
工艺设计人员不仅要完成工艺设计施工图，而且还要向有关设计工种提出各种数据和要求，使整个设计和谐、协调。
三、施工、安装、试产、验收、交付使用
第六节工厂设计的职责与组成
一、工厂设计职责：
设计单位按照设计任务书和有关批准文件，通过图纸的形式，更好地、更合理地来体现设计计划任务书上提出的计划要求，设计要体现国家的政策方针和技术性、经济性。
二、工厂设计组成：
工艺设计、非工艺设计
工艺设计，按工艺要求进行工厂设计，其中又以车间工艺设计为主，并对其他设计部门提出各种数据和要求，作为非工艺设计的设计依据。
食品工厂工艺设计的内容：
全厂总体工艺布局；产品方案及班产量的确定；主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；物料计算；设备生产能力的计算、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、风、暖等用量的估算；管道布置、安装及材料清单；施工说明等
工艺设计对非工艺设计提出要求内容：
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、冷能耗量及负荷进行计算；对给水水质的要求；对排水和废水水质处理的要求；对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要求等等。
非工艺设计是根据工艺设计的要求和所提出的数据进行设计的。
非工艺设计内容：
总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计，有时还有设备的设计。
相互关系
工艺设计非工艺设计
对土建提出工艺要求土建提供符合工艺要求的建筑
土建向水电汽提供建筑
水电汽向土建提供涉及建筑的布置资料
对给排水、电汽冷暖风提出工艺要求水电汽为工艺提供车间安装图
用电工程向供电提出要求
用水工程向给排水提出要求
第二章厂址选择及总平面设计
第一节厂址选择
厂址选择是指在指定的某一地区内，根据新建厂所必须具备的条件，结合食品工厂的特点，进行详尽的调查（或复查）、勘测工作，就可建厂的几个厂址的技术经济条件，列出几个方案，进行综合分析比较，从中择优确定厂址。
最后由建设单位会同设计单位，作出厂址选择报告，呈报上级主管部门批准。
扩建厂一般不存在厂址选择问题。
厂址选择含地点和场地选择两个方面。
地点选择指方位地理坐标及其所处的自然环境；场地选择指面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性。
厂址选择环节的重要性：
具有明显的政治经济技术意义。
涉及按质按量完成设计的各项指标的投资费用是否最省；投产后的长期生产、技术管理和发展远景如何；涉及到国家地区的工业布局和城市规划合理程度。
一、厂址选择的一般原则
厂址选择要考虑以下因素：
（一）自然条件
1.地理位置
了解所选厂址的方位及其与城镇的关系，周围地段的地理情况和在该处建厂的有利及不利条件。
食品工厂一般处于城郊部位比较合适，离主要消费（集散）中心的距离与城市规模、生产厂规模成正比。
2.地形、地势与地质
地形及外形；自然高度差5/1000以下最好（由中心向四周或由一边向另一边的海拔高度差）；地质构造、土壤类型、地耐力。
3.水文
丰富的水源，包括地表水、深层水、水库水、江河水、有压泉水、城市自来水等；洪水水位要求，最高洪水位0.5米以上。
4.气象
气象资料是厂房设计和排水系统设计的主要依据。
我国规定每10-15年举行气象纪录普查，包括：
温湿度（全年平均，最月平均，极限），降雨量（年平均，最大一次及持续时间），冬季积雪情况，冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度，风玫瑰图及风级表，极限气压及年平均气压，全年日照数、各月日照分布情况等
5.地震
历年地震情况及影响，以地震部门鉴定的震级和烈度为准。
（二）技术经济条件
1.原料供应与产品销售
2.能源供应
3.给排水
4.足够的场地面积，兼顾扩建的需要。
利用系数60-70%
5.节约用地
6.交通运输
7.企业协作与城市规划
总之，厂址选择的原则可归纳为：
1.厂址的位置要符合城市规划和食品工厂对环境的特殊要求；
2.厂址的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水电源；
3.具有良好的交通运输条件；
4.场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局；
5.有一定的基建施工条件和投产后的协作条件；
6.要有利于三废处理，保证环境卫生。
二、厂址选择的程序
（一）准备工作阶段
1.组织准备
由主管建厂的国家部门组织建设、设计、勘测等单位人员组成选厂工作组。
2.技术准备
拟定选厂工作计划，编制选厂各项指标及收集厂址资料提纲，包括自然条件和技术经济条件的资料提纲。
（二）现场勘查工作阶段
1.向相关地区说明选厂工作计划。
2.进行踏测与勘探，绘制草测图。
（三）编制厂址选择报告阶段
按工艺、总图、给排水、供电、供热、土建、结构、技经、地质、水文等13个专业类型，对前两阶段收集、勘测所实得的资料和技术数据进行系统整理，编写出厂址选择报告，供上级主管部门组织审批。
三、厂址选择报告的内容
厂址选择报告的基本内容为：
（一）概述
说明选厂的目的与依据；选厂工作组成员及其工作过程；说明厂址选择方案并论述推荐方案的优缺点及报请上级机关考虑的建议。
（二）主要经济技术指标
通常包括全厂总占地面积，全厂建筑面积；全厂职工人数控制数；用水量、水质要求；用电量；原材料、燃料消耗量；运输量；三废措施及其技术经济指标等8项内容。
（三）厂址条件
说明所选厂址的自然条件及其具备的技术经济条件，并附有说明材料，通常包括地理位置及厂址环境；厂址场地外形、地势及面积；厂址地质与气象；土地征用及迁民情况；交通运输条件；原材料、燃料情况；给排水方案；供热供电条件；建筑材料供应条件；环保工程及公共设施等10项内容。
（四）厂址方案比较
依据选择厂址的自然、技术经济条件，对几个拟定的厂址，首先进行技术经济方案比较，而后结合自然条件与以往选厂址实践经验，展开讨论。
着重基建费用与常年经营费用的比较，提出选定厂址的推荐意见及其中有关问题的建议。
厂址选择报告的有关附件资料：
各试选厂址总平面布置方案草图（1/2000）；技术经济比较表及说明材料；地质水文勘探报告；水源地水文地质勘探报告；厂址环境资料及建厂对环境的影响报告；震烈度鉴定书；地形图（1/10000）及地理位置图（1/50000）；气象资料；原料等各类协议书等。
第二节工厂总平面设计
工厂总平面设计是工厂总体布置的平面设计，其任务是根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求，结合厂址条件及有关技术要求，协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机整体。
其设计依据是已审批的计划任务书、厂址选择报告和厂址总平面布置方案草图及生产工艺流程简图。
一、总平面设计的内容
总平面设计内容：
1.平面布置设计
2.竖向布置设计
3.运输设计
4.管线综合设计
5.绿化设计
二、总平面设计的原则和要求
基本原则和要求：
1.必须符合生产流程的要求；
2.生产主厂房为中心的原则；
3.充分考虑地区主风向（风玫瑰图）；
4.人流物流分流的原则；
5.遵从城市规划的要求；
6.符合国家有关规范和规定。
三、几个概念
1.风玫瑰图（风向玫瑰图和风速玫瑰图）
风向玫瑰图就是风向频率图，它是在直角坐标上绘制的。
坐标原点表示厂址地点，坐标分成8个方位，分别为东，南，西，北，东南，东北，西
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