第七節(jié)生產(chǎn)車間水、汽用量的估算一、用水量計算的意義食品生產(chǎn)中，水是必不可少的物料。因為食品生產(chǎn)過程涉及的物理方法和生化反應(yīng)，都必須有水的存在,不管是原料的預(yù)處理、加熱、殺菌、冷卻、培養(yǎng)基的制備、設(shè)備和食品生產(chǎn)車間的清洗等都需要大量的水。可以說，沒有水食品生產(chǎn)就無法進(jìn)行。在食品加工中，無論是原料的預(yù)處理、蒸煮、糖化等過程，都有原料的最佳配比、物料濃度范圍，故加水量必須嚴(yán)格控制。所以，對于食品生產(chǎn)來說，供水衡算，即根據(jù)不同食品生產(chǎn)中對水的不同需求，進(jìn)行用水量的計算，是十分重要的，并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計算以及設(shè)備的計算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等均有密切關(guān)系。

1確定生產(chǎn)車間水、汽用量是工藝設(shè)計人員在給水工程設(shè)計中的任務(wù)。食品工廠生產(chǎn)車間用水、用汽量的多少是隨產(chǎn)品種類而異。生產(chǎn)車間用水包括以下部分：1.工藝過程用水2.產(chǎn)品本身用水3.清潔車間用水2生產(chǎn)車間用汽包括以下部分：1.工藝過程用汽2.清潔車間用汽生產(chǎn)車間用水、用汽量的估算方法一般有兩種：1.按“單位產(chǎn)品耗水、耗汽量定額”來估算2.用計算法來估算3一、按“單位產(chǎn)品耗水、耗汽量定額”來估算優(yōu)點：計算方法簡單缺點：我國目前常缺乏具體和確切的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，用這種方法來計算只能看作是粗略的估算。大家都知道，一個食品廠，往往同時生產(chǎn)幾種產(chǎn)品，而各種產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏對水汽耗量的計算，一般是按月所耗水、耗汽量分?jǐn)偟礁鳟a(chǎn)品中去。由于攤派方式不同，其定額指標(biāo)亦不相同。4表1部分食品的單位耗水量表5造成單位產(chǎn)品耗水、耗汽量定額不同的原因：1.攤派方式不同，其定額指標(biāo)亦不相同2.地區(qū)的不同3.原料品種的不同4.設(shè)備條件的不同5.生產(chǎn)能力的不同6.管理水平不同、工人素質(zhì)不同由于以上原因，造成單位產(chǎn)品耗水、耗汽量差別很大，我們在設(shè)計時，要注意收集這些指標(biāo)。6收集這些指標(biāo)的途徑：1.查閱資料2.到工廠中去調(diào)查采用這些指標(biāo)時，要注意擬建工廠和原有舊工廠之間的差別，盡可能選取生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平相近工廠的指標(biāo)。對于規(guī)模小的食品工廠在進(jìn)行供水衡算時可采用“單位產(chǎn)品耗水量定額”估算法，可分為三個步驟，即按單位噸產(chǎn)品耗水量來估算、按主要設(shè)備的用水量來估算和按食品工廠生產(chǎn)規(guī)模來擬定給水能力。7(一)平均每噸成品的耗水耗汽量

根據(jù)我國部分罐頭食品廠和乳品廠的調(diào)查統(tǒng)計，其單位耗水、耗汽量大致如表1和表2所示。味精廠每噸產(chǎn)品用水量：1000~1500噸左右；啤酒廠每噸產(chǎn)品用水量：40噸左右（包括麥芽生產(chǎn)）啤酒廠每噸產(chǎn)品用水量：10~20噸左右（不包括麥芽生產(chǎn)）89(二)一些設(shè)備的用水用汽量有些設(shè)備的用水用汽量較大，在安排管路系統(tǒng)時，要考慮它們在車間的分布情況。對用水壓力要求較高，用水量較大而又集中的地方(或?qū)φ羝麎毫σ筝^高，用汽量大而集中的地方)，應(yīng)單獨接入主干管路。表3-33和表3-34列出一些設(shè)備的用水和用汽量。10(三)按生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)模擬定給給水能力一個食品工廠廠要設(shè)置多大大的給水能力力，主要是根根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模模，特別是班班產(chǎn)量的大小小而定。用水水量與產(chǎn)量有有一定的比例例關(guān)系，但不不一定成正比比。班產(chǎn)量越越大，單位產(chǎn)產(chǎn)品耗水量相相應(yīng)越低。給給水能力因而而可相應(yīng)減低低。下面列舉舉罐頭和乳品品方面的部分分產(chǎn)品，按一一定的生產(chǎn)規(guī)規(guī)模建議設(shè)置置的給水能力力的大小(參參閱表3和表表4)。1112表3部部分乳制品按按生產(chǎn)規(guī)模供供汽能力表注：（1）指生產(chǎn)產(chǎn)用汽，不包包括采暖和生生活用汽；（2）北方寒寒冷，宜選用用較大值。13二、用計算方方法來估算用用水用汽量食品工廠生產(chǎn)產(chǎn)車間的用水水用汽量可根根據(jù)不同的的的產(chǎn)品、不同同原料品種、、不同地區(qū)，，再結(jié)合建廠廠的實際情況況，在設(shè)計時時參考上述各各表的數(shù)據(jù)或或到相同類型型、相同條件件的工廠中收收集有關(guān)水、、汽的消耗定定額作為設(shè)計計的依據(jù)。利利用“單位位產(chǎn)品耗水、、耗汽量定額額”來估算，，但是這種方方法又有不足足之處：1.目前我我國很多食食品廠缺乏乏對各產(chǎn)品品較準(zhǔn)確的的水汽消耗耗定額數(shù)據(jù)據(jù)；2.各廠由由于實際情情況不同而而定額有差差異；3.新產(chǎn)品品沒有這類類指標(biāo)。因此設(shè)計上上就不得不不用計算的的方法進(jìn)行行估算。但但算得的理理論數(shù)據(jù)往往往比實際際消耗的要要低得多。。至于低多多少，這與與廠領(lǐng)導(dǎo)的的企業(yè)管理理水平工人人素質(zhì)等因因素有關(guān)，，亦就是與與生產(chǎn)中的的浪費量有有關(guān)。所所以設(shè)計計時要擴(kuò)大大一個倍數(shù)數(shù)。有有關(guān)估算耗耗水、耗汽汽量的方法法及有關(guān)公公式列舉于于下：14(一)耗水水量估算（（以罐頭生生產(chǎn)為例））1.產(chǎn)品本本身用水：：調(diào)制食品品和添加湯湯計等2.工藝過過程用水：：清洗物料料、設(shè)備用用水，殺菌冷卻用用水，冷凝凝二次蒸汽汽用水等3.沖洗車車間地坪用用水(二)耗汽汽量估算以上為自學(xué)學(xué)部分151、耗水估估計（1）產(chǎn)品品添加用水水量W1=G.Z(噸)式中：G———班產(chǎn)量量，噸成品品。Z——每噸噸成品在加加工過程中中所需添加加的水量，，噸/噸成成品。（2）物料料清洗或容容器洗滌用用水量W2=〒/4d2.V.t.c（噸）式中：d———進(jìn)水管管直徑，mmV——進(jìn)水水管流速，，m/st——清洗洗時間，hc——水的的容重，噸噸/m316(3)冷卻卻產(chǎn)品用水水量W3=G.C(t1-t2)/(t4-t3).1000式中：G———需要冷冷卻產(chǎn)品的的重量，KgC——需要要冷卻產(chǎn)品品的比熱，，Kcal/Kg.Ct1——冷卻前前產(chǎn)品的初初溫，℃t2——冷卻后后產(chǎn)品的終終溫，℃t3——冷卻水水的初溫，，℃t4——冷卻水水的終溫，，℃17（4）冷卻卻二次蒸汽汽用水量W4=D.(i-i0)/C.(T2-T1)(噸)式中：D———二次蒸蒸汽量，Kg/hi——二次次蒸汽熱焓焓，J/Kgi0——二次蒸蒸汽冷凝液液熱焓，J/Kg.C——冷卻卻水比熱，，J/Kg.K.T2——冷卻水水出口溫度度，K.T1——冷卻水水進(jìn)口溫度度，K.18（5）沖洗洗地坪用水水量根據(jù)實測數(shù)數(shù)據(jù)，1噸噸水可沖地地坪40m2左右，若食食品加工廠廠生產(chǎn)車間間每小時4小時洗一一次，即每每班至少沖沖洗兩次，，則有：W5=S.2/40（噸噸）式中：S———生產(chǎn)車車間的面積積，m2。根據(jù)生產(chǎn)車車間的工藝藝要求，可可計算出每每班生產(chǎn)過過程的耗水水量。192耗汽量量估計食品工廠中中主要耗用用飽和水蒸蒸汽，消耗耗的熱量等等于加熱產(chǎn)品和和設(shè)備所消消耗的熱量量、生產(chǎn)過過程的熱效效應(yīng)、損失失到周圍介介質(zhì)中的熱熱量之和。?！芉入＝∑∑Q出＋∑∑Q損式中∑∑Q入———輸入的熱熱量總和，，（kJ））；∑Q出———輸出的熱熱量總和，，（kJ））；∑Q損———損失的熱熱量總和，，（kJ））。20第八節(jié)管管路計算算與設(shè)計管路系統(tǒng)是是食品工廠廠生產(chǎn)過程程中不可缺缺少的部分分，各種物物料、水、、蒸汽和氣氣體等都要要用管路來來輸送，設(shè)設(shè)備與設(shè)備備之間的連連接也要用用管路來連連接，可見見管道布置置設(shè)計是食食品工廠設(shè)設(shè)計中的一一個重要組組成部分和和一項主要要內(nèi)容。例：食品工工廠常用的的管道有：：物料、水水、蒸汽、、真空、煤煤氣和壓縮縮空氣等。。21管道設(shè)計是是否合理，，可以影響響到以下幾幾個方面：：1.直接關(guān)關(guān)系到建設(shè)設(shè)指標(biāo)是否否先進(jìn)合理理；2.生產(chǎn)操操作能否正正常進(jìn)行；；3.車間布布置的整齊齊美觀、通通風(fēng)、采光光等問題。。管道設(shè)計是是工藝設(shè)計計在施工圖圖階段花時時間最長、、工作量最最大的設(shè)計計，搞好它它具有十分分重要的意意義。第八節(jié)管管路計算算與設(shè)計222324一、公稱直直徑與常用用管材（一）公稱稱直徑為了便于設(shè)設(shè)計選用，，有利于成成批生產(chǎn)，，降低生產(chǎn)產(chǎn)成本和互互換，國家家有關(guān)部門門制定了管管子、法蘭蘭和閥門等等管道用零零部件標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。對管子子、法蘭和和閥門等標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的最最基本參數(shù)數(shù)就是公稱稱直徑和公公稱壓力。。將管子和管管道用的零零部件的直直徑加以標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化以后后的標(biāo)準(zhǔn)直直徑稱公稱稱直徑。251．公稱直直徑與管徑徑的關(guān)系(1)管子子的公稱直直徑是指管管子的名義義直徑，既既不是管子子的內(nèi)徑，，也不是管管子的外徑徑，而是與與管子的外外徑相近又又小于外徑徑的一個數(shù)數(shù)值。只要管子的的公稱直徑徑一定，管管子的外徑徑也就確定定了，而管管子的內(nèi)徑徑則根據(jù)壁壁厚不同而而不同。水煤氣管：：公稱直徑徑100mm，外徑114mm，壁厚4.0mm，內(nèi)徑106mm；無縫鋼管：：公稱直徑徑100mm，外徑108mm，壁厚6.0mm，內(nèi)徑96mm；26（2）在某某些情況下下，公稱直直徑等于管管子實際內(nèi)內(nèi)徑。例例：鑄鐵管管：公稱直直徑100mm，外外徑117mm，壁壁厚8.5mm，內(nèi)內(nèi)徑100mm。（3）對閥閥門或法蘭蘭來說，它它們的公稱稱直徑是指指與它們相相配合的管管子的公稱稱直徑。例例如：公公稱直徑為為200mm的閥門門或公稱直直徑為200mm法法蘭，指的的是連接公公稱直徑200mm的管子用用的管法蘭蘭或閥門。。管路路的的各各種種部部件件和和閥閥門門的的公公稱稱直直徑徑，，一一般般都都等等于于管管件件和和閥閥門門實實際際內(nèi)內(nèi)徑徑。。2728（1））公公稱稱直直徑徑用用符符號號Dg來表表示示，，其其后后附附加加公公稱稱直直徑徑的的尺尺寸寸。。如如：：公公稱稱直直徑徑100mm的的水煤煤氣氣管管表示示為為Dg100單位位：：mm或或in（（英英制制稱稱呼呼））（2））對對于于壁壁厚厚變變化化較較大大的的管管道道，，一一般般采采用用：：Φ外外徑徑××壁壁厚厚來來表表示示。。如如：：外外徑徑57mm，，壁壁厚厚4mm的的無無縫縫鋼鋼管管表表示示為為：：Φ57××4。。2．．管管徑徑的的表表示示方方法法29用作管管道的的材料料種類類很多多：鋼、鐵鐵及其其合金金：鑄鑄鐵管管、無無縫鋼鋼管等等有色金金屬：：銅、、黃銅銅、鋁鋁、鉛鉛等非金屬屬管：：陶瓷瓷、玻玻璃、、塑料料、橡橡膠等等根據(jù)輸輸送介介質(zhì)的的溫度度、壓壓力和和腐蝕蝕情況況來確確定管管材。。（二））管道道材料料的選選則30不銹鋼鋼管31無縫鋼鋼管32大口徑徑排水水管33植物型型可降降解塑塑料管管道34耐磨陶陶瓷管管道35銅管36黃銅管管37二、給給水管管道阻阻力計計算（一））管子子直徑徑的計計算和和選擇擇1．最最適宜宜管徑徑的選選擇管道原原始投投資費費用與與經(jīng)常常消耗耗于克克服管管道阻阻力的的動力力費用用之間間有著著相對對的關(guān)關(guān)系。。在相相同流流量時時，管管徑大大則：：壁厚厚增加加，重重量增增加；；所需需閥門門和管管件都都需相相應(yīng)加加大；；保溫溫材料料增加加；基基建費費用增增加。。導(dǎo)致致原始始投資資費用用增大大，但但動力力消耗耗降低低。管管徑小小，原原始投投資費費用小小，但但動力力消耗耗增大大。因因此最最適宜宜管徑徑選擇擇時，，與原原始投投資費費用和和生產(chǎn)產(chǎn)費用用大小小有關(guān)關(guān)即應(yīng)應(yīng)求：：M=θ+AP的最小小值。。38M—每每年生生產(chǎn)費費用和和原始始投資資費用用之和和。θ—每每年消消費于于克服服管道道阻力力的能能量費費用（（生產(chǎn)產(chǎn)費用用）。。A—管管道設(shè)設(shè)備材材料安安裝和和檢修修，維維護(hù)費費用的的總和和（設(shè)設(shè)備費費用））。P—設(shè)設(shè)備每每年消消耗部部分（（以占占設(shè)備備費用用的百百分比比表示示）。。用圖表表法可可以找找出M的最最小值值。將將任意意假定定的直直徑求求得的的M點點標(biāo)繪繪于圖圖，得得曲線線，便便可求求得最最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的管管徑。。在實際際中，，對于于大管管徑常常用此此法來來選；；對于于小管管徑或或短管管常根根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗來來選。。392．計計算法法（由由常用用流體體流速速計算算管徑徑）D—設(shè)計管管道斷斷面處處的實實際直直徑（（m））。Q—設(shè)計流流量（（m3）V—管道斷斷面處處的平平均流流速。。對Dg＜300毫米米的鋼鋼管和和鑄鐵鐵管，，考慮慮新管管用舊舊后的的銹蝕蝕、沉沉垢等等情況況，應(yīng)應(yīng)加1毫米米作為為管徑徑，而而后再再查管管子規(guī)規(guī)格選選用最最相近近的管管子。。此種方法法的關(guān)鍵鍵是確定定流速，，常用流流速見表表3-57（P121）。3．