【正文】 (4)在有相關(guān)條件。 有相變時(shí) ， 必須確定相態(tài)基準(zhǔn) ，不要忽略相變熱 。 但對(duì)計(jì)算影響很小的項(xiàng)目可以忽略不計(jì) ， 以簡(jiǎn)化計(jì)算 。 最后，根據(jù) Q２ 來確定加熱（或冷卻）介質(zhì)及其用量。 g 加熱 （ 或冷卻 ） 介質(zhì)傳入 （ 或帶出 ） 的熱量 Q２ 對(duì)于熱量計(jì)算的設(shè)計(jì)任務(wù) ， Q２ 是待求量 ， 也稱為有效熱負(fù)荷 。 λＴ 的計(jì)算： ① 空氣作自然對(duì)流 ， λＴ ＝８＋０ .０５ｔ Ｗ ② 強(qiáng)制對(duì)流時(shí) ， λＴ ＝５ .３＋３ .６ υ（ 空氣流速 υ＝ 5m／ s） 或又 λＴ ＝ 6． 7λＴ （ υ＞ 5m／ｓ） f 加熱物料需要的熱量 Q６ Q６ ＝ｍ １ ｃ（ｔ 2－ｔ 1） 式中 ｍ １ —— 物料質(zhì)量 ， kg； ｃ —— 物料比熱容 ， kJ／ （ kg e 設(shè)備向環(huán)境散熱 Q８ ： 為了簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 假定設(shè)備壁面的溫度是相同的 ， 則： Q８ ＝ AλＴ （ｔ Ｗ — ｔ ａ ） τ 式中 A—— 設(shè)備總表面 ， m； λＴ —— 壁面對(duì)空氣的聯(lián)合熱導(dǎo)率 ， W／ （ m d 氣體或蒸汽帶出熱量 Q7： Q7＝ ∑ｍ ３ (ｃ ３ ｔ＋ｒ ) 式中 ｍ ３ —— 離開設(shè)備的氣體物料 （ 如空氣 、ＣＯ 2等 ） 量 ， kg； ｃ ３ —— 液態(tài)物料由 0℃ 升溫至蒸發(fā)溫度的平均比熱容 ， kJ／ （ kg 其中 P為攪拌功率 ， (kW)； ， η為攪拌過程功熱轉(zhuǎn)化率 ，通常 η＝ 92％ c 加熱設(shè)備耗熱量 Q5： 為了簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 忽略設(shè)備不同部分的溫度差異 ， 則： Q5＝ｍ ２ ｃ ２ （ｔ 2－ｔ 1） 式中 ｍ ２ —— 設(shè)備總質(zhì)量 ， kg； ｃ ２ —— 設(shè)備材料比熱容 ， kJ／ （ kgK） ； t —— 物料進(jìn)入或離開設(shè)備的溫度， ℃ 。此外，為使計(jì)算方便、準(zhǔn)確，可靈活選取適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)，如按 100kg原料或成品、每小時(shí)或每批次處理量等做基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。所以必須選準(zhǔn)一個(gè)溫度基準(zhǔn)，且每一物料的進(jìn)出口基準(zhǔn)溫度必須一致。 這些有用的數(shù)據(jù)可以從專門手冊(cè)中查閱 ， 或取自工廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù) ， 或根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果選定 。 值得注意的是，對(duì)具體的單元設(shè)備，上述的 Q1～ Q8各項(xiàng)熱量不一定都存在，故進(jìn)行熱量計(jì)算時(shí)，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析。 通常 ∑ Q入 ＝ Q1＋ Q2＋ Q3 ∑ Q出 ＝ Q4＋ Q5＋ Q6＋ Q7 ∑ Q損 ＝ Q8 式中 Q１ —— 物料帶入的熱量 ， （ kJ） ； Q2—— 由加熱劑 （ 或冷卻劑 ） 傳給設(shè)備和所處理的物料的熱量； Q3—— 過程的熱效應(yīng) ， 包括生物反應(yīng)熱 、 攪拌熱等 ， （ kJ） ； Q4—— 物料帶出的熱量 ， （ kJ） ； Q5—— 加熱設(shè)備需要的熱量； （ kJ） ； Q6—— 加熱物料需要的熱量 ， （ kJ） ； 方法和步驟如下： 用汽量計(jì)算可以做全過程的或單元設(shè)備的用汽量計(jì)算 。 （ ２ ） 北方寒冷 ， 宜選用較大值 。 對(duì)于規(guī)模小的食品工廠 ， 在進(jìn)行用汽量計(jì)算時(shí)可采用 “ 單位產(chǎn)品耗汽量定額 ” 估算法 ， 可分為三個(gè)步驟 ， 即按單位噸產(chǎn)品耗汽量來估算 、 按主要設(shè)備的用汽量來估算和按食品工廠規(guī)模來擬定給汽能力 。 各廠的攤派方式不同 ， 其定額指標(biāo)亦不相同 ， 另外 ， 單位產(chǎn)品的耗汽額還因地區(qū)不同 、原料品種的差異以及設(shè)備條件 、 生產(chǎn)能力大小 、 管理水平等工廠實(shí)際情況的不同而有較大幅度的變化 。 “ 單位產(chǎn)品耗汽量定額 ” 估算 用 “ 單位產(chǎn)品耗汽量定額 ” 來估算生產(chǎn)車間的用汽量 ，其方法簡(jiǎn)便 ， 但目前在我國(guó)尚缺乏具體和確切的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 。所以在工藝流程設(shè)計(jì)時(shí) ， 必須妥善安排 ， 合理用汽 。 （ 二 ） 熱量衡算的方法和步驟 根據(jù)食品生產(chǎn)工藝 、 設(shè)備或規(guī)模不同 ， 生產(chǎn)過程用汽量也隨之改變 ， 有時(shí)差異很大 。如罐頭廠、乳品廠的主要用汽部分有：熱燙、配湯、濃縮、干燥、殺菌、保溫、設(shè)備和管道的消毒、車間的清潔衛(wèi)生等。 用水時(shí)間設(shè)為１ .５ｈ，最大用水量＝６／１ .５＝４（ t／ h） （ １０ ） 貯酒罐沖刷用水 ： 每天沖刷體積為１０ｍ ３ 的貯酒罐一個(gè) ， 用水為２ｔ ， 管路及地面沖刷用水１ｔ ， 沖刷時(shí)間為１ｈ ， 最大用水量為２＋１＝３ （ t／ h） 。K）］ 麥汁溫度ｔ ′ １ ＝５５ ℃ ｔ ′ ２ ＝２５ ℃ 水的比熱容ｃ＝４ .１８ ［ kJ／ （ kgK）］ 熱麥汁溫度ｔ ′１ ＝１００ ℃ ｔ ′２ ＝５５ ℃ 冷卻水溫度ｔ １ ＝１８ ℃ ｔ ２ ＝４５ ℃ 冷卻水比熱容ｃ＝４ .１８ ［ kJ／ （ kg 糖化用水量＝１４２１ ４００／１００＝５６８４ （ kg） 糖化用水時(shí)間設(shè)為０ .５ｈ ， 故： 每小時(shí)最大用水量＝５６８４／０ .５＝１１３７０（ kg／ h） （ ２ ） 洗槽用水 ：１００ kg原料約用水４５０ kg， 則需用水量： １４２１ ４５０／１００＝６３９４ .５ （ kg） 用水時(shí)間為１ .５ｈ ， 則每小時(shí)： 洗槽最大用水量＝６３９４ .５／１ .５＝４２６３ （ kg／ h） （ ３ ） 糖化鍋洗刷用水 ：有效體積為２０ｍ ３ 的糖化鍋及其設(shè)備洗刷用水每糖化一次 ， 用水約６ｔ ， 用水時(shí)間為２ｈ ， 故： 洗刷最大用水量＝６／２＝３（ｔ／ｈ） （ ４ ） 沉淀槽冷卻用水 ： 式中 熱麥汁放出熱量Ｑ＝Ｇ Ｐ 用供水衡算實(shí)例 以５０００ｔ／年啤酒為計(jì)算基準(zhǔn) ， 混合原料量為１４２１ kg(單位批次投料量 )。一但發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，必須及時(shí)重算更正，否則將耽誤設(shè)計(jì)進(jìn)度。 （７）校核與整理計(jì)算結(jié)果，列出水用量計(jì)算表。 （ ６ ） 由已知數(shù)據(jù) ， 根據(jù)質(zhì)量守恒定律列出相關(guān)數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式 ， 并求解 。如肉制品生產(chǎn)用水量計(jì)算 ， 可以以１００ kg原料來計(jì)算 。 在工業(yè)上 ， 常有的基準(zhǔn)有： ① 以單位時(shí)間產(chǎn)品或單位時(shí)間原料作為計(jì)算基準(zhǔn) 。 計(jì)算基準(zhǔn)是工藝計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)；選擇正確 ， 能使計(jì)算結(jié)果正確 ， 而且可使計(jì)算結(jié)果大為簡(jiǎn)化 。 設(shè)計(jì)所需的工藝指標(biāo) 、 原材料消耗定額及其他經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) ， 根據(jù)所用的生產(chǎn)方法 、 工藝流程和設(shè)備 ， 對(duì)照同類生產(chǎn)工廠的實(shí)際水平來確定 ， 這必須是先進(jìn)而又可行的 。 需收集的數(shù)據(jù)資料一般應(yīng)包括：生產(chǎn)規(guī)模 ， 年生產(chǎn)天數(shù) ， 原料 、 輔料和產(chǎn)品的規(guī)格 、 組成及質(zhì)量等 。 圖形表達(dá)的內(nèi)容應(yīng)準(zhǔn)確 、 詳細(xì) 。 （ ２ ） 繪出用水量計(jì)算流程示意圖 。 方法和步驟如下： （ １ ） 要充分了解水用量計(jì)算的目的要求 ， 從而采用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法 。 （ ２ ） 南方地區(qū)氣溫高 ， 冷卻水量較大 ， 應(yīng)取較大值 。給水能力因而可相應(yīng)減低。用水量與產(chǎn)量有一定的比例關(guān)系，但不一定成正比。 對(duì)用水壓力要求較高 ， 用水量大而集中的地方 ， 應(yīng)單獨(dú)接入主干管路 。 （ 2） 北方氣候寒冷 ， 應(yīng)取較大值 。 對(duì)于規(guī)模小的食品工廠在進(jìn)行供水衡算時(shí)可采用“ 單位產(chǎn)品耗水量定額 ” 估算法 ， 可分為三個(gè)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 。 一個(gè)食品工廠往往同時(shí)要生產(chǎn)幾種產(chǎn)品 ，而各產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中缺乏對(duì)耗水量的計(jì)量 ， 一般是按當(dāng)月所耗水之總量分?jǐn)偟礁鳟a(chǎn)品中去 。 供水衡算的方法有兩種：即按“單位產(chǎn)品耗水量定額”來估算和計(jì)算的方法。 即便是同一規(guī)模 、 工藝也相同的食品生產(chǎn) ， 單位成品耗水量往往也大不相同 。 所以 ， 對(duì)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(duì)水的不同需求 ， 進(jìn)行用水量的計(jì)算 ，是十分重要的 ， 并且與物料衡算 、 熱量衡算等工藝計(jì)算以及設(shè)備的計(jì)算和選型 、 產(chǎn)品成本 、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)等均有密切關(guān)系 。 可以說 ， 沒有水食品生產(chǎn)就無法進(jìn)行 。 第七節(jié) 水汽用量的計(jì)算 一 .用水量計(jì)算 (一 ).計(jì)算的意義 食品生產(chǎn)中 ， 水是必不可少的物料 。 總之 ， 食品工廠生產(chǎn)車間的 一般單層或多層建筑 ， 基本上選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ， 而單層建筑亦可選用混合結(jié)構(gòu) 。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高 ， 耐久性好 ， 所以是食品工廠生產(chǎn)車間常用的結(jié)構(gòu) 。 所謂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，其主要構(gòu)件梁 、 柱 、 屋架 、 基礎(chǔ)均采用 鋼筋混凝土 ，而 墻只作為防護(hù)設(shè)施 ， 這種結(jié)構(gòu)叫鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，也叫框架結(jié)構(gòu) 。 在建筑的 跨度 、 高度上可按生產(chǎn)要求加以放大 ， 而不受材料的影響 。 混合結(jié)構(gòu)可用于食品工廠生產(chǎn)車間的單層建筑 。 （ 2） 混合結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu)的 屋架用鋼筋混凝土 ， 由 承重墻 來支持 。 這種結(jié)構(gòu)因受木材長(zhǎng)度和強(qiáng)度的限制 ， 建筑物的 跨度一般小于１５ m， 往往在１０～ 1２ m左右 。 ３ .8 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求 食品工廠生產(chǎn)車間的建筑結(jié)構(gòu)大體上可分磚木結(jié)構(gòu) 、 混合結(jié)構(gòu) 、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等 。頂棚必須平整，防止積塵。填充物起隔音、隔熱作用。 ３ .7 樓蓋 樓蓋是由承重結(jié)構(gòu)、鋪面、天花、填充物等組成。密閉車間應(yīng)有機(jī)械送風(fēng)，空氣經(jīng)過過濾后送入車間，屋頂布有通風(fēng)器，風(fēng)管一般可用鋁板或塑料。在沒有空調(diào)的情況下，門窗應(yīng)設(shè)紗門紗窗。這種涂料對(duì)食品工廠車間內(nèi)墻面很適宜。 ３ . 內(nèi)墻粉刷 一般用白水泥沙漿粉刷，還要涂上耐化學(xué)腐蝕的過氯乙烯油漆或六偏水性內(nèi)墻防霉涂料。 轉(zhuǎn)角處理最好設(shè)計(jì)為圓弧形 ， 具體要求如下： ３ . 墻裙 一般有１ .５～２ .０ m的墻裙 （ 護(hù)墻 ） ， 可用白瓷磚 。 （ 加厚１２０～１５０ mm） 。 國(guó)內(nèi)食品工廠生產(chǎn)車間常用的地坪有地面磚 、 石板地面 、 高標(biāo)號(hào)混凝土地面 、 紅磚地面 、 塑料地面 。 地坪應(yīng)有１ .５ ％ ~２ .０ ％ 的坡度 ， 并設(shè)有明溝或地漏排水 。 生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)陶土磚或設(shè)計(jì)為水磨石地面 。 若房屋跨度過大或?qū)痈哌^低 ， 側(cè)窗采光面積小 ， 采光系數(shù)達(dá)不到要求 ，還需在屋子頂上開天窗增加采光面積 ， 也可多設(shè)日光燈照明 ，燈高離地２ .８ m， 每隔２ m安一組 。 窗的種類很多 ， 常用的是雙層內(nèi) 、 外開窗（ 紗窗和普通玻璃窗 ） 。 窗是車間主要透光的部分 ， 窗有側(cè)窗和天窗之分 。 采光面積不等于窗洞面積 。 ３ .3 對(duì)采光的要求 我國(guó)目前各食品工廠生產(chǎn)車間基本上是天然采光 ， 車間的采光系數(shù)一般要求為１／４～１／６ 。 一般對(duì)產(chǎn)生水蒸氣或油汽的設(shè)備需進(jìn)行機(jī)械通風(fēng) ， 可在設(shè)備附近的墻上或設(shè)備上部的屋頂開孔 ， 用軸流風(fēng)機(jī)在屋頂或墻上直接進(jìn)行排汽 。 在車間內(nèi)部各工段間要求差距不太大 ， 為便于各工段間往來運(yùn)輸及人員流動(dòng)一般均采用空洞門 。 生產(chǎn)車間的門應(yīng)按生產(chǎn)工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 一般要求設(shè)置防蠅 、 防蟲裝置 ， 車間的門常用的有空洞門 、 單扇門 、 雙扇門 、 單扇推拉門或雙扇推拉門 、 單扇雙面彈簧門 、 雙扇雙面彈簧門 、 單扇內(nèi)外開雙層門 、雙扇內(nèi)外開雙層門等 。 作為人流 、 貨流和設(shè)備的出入口 ， 門的規(guī)格應(yīng)比設(shè)備高０ .６～１ .０ m，比設(shè)備寬的０ .２～０ .５ m。 國(guó)外生產(chǎn)車間 — 般高度７～ 10m， 也有車間達(dá)１２ m以上 。 一般為長(zhǎng)方形 ， 其長(zhǎng)度取決于生產(chǎn)流水作業(yè)線的形式和生產(chǎn)規(guī)模 ， 一般６０ m左右適宜 ， 車間層高按房屋的跨度和生產(chǎn)工藝要求而定 ， — 般以６ m為宜 。 ３ 生產(chǎn)車間工藝布置對(duì)非工藝設(shè)計(jì)的要求 車間工藝布置設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)密切相關(guān) ， 在工藝布置過程中應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu) 、 外形 、 長(zhǎng)度 、 寬度及有關(guān)問題提出要求 。 ２ .８ 審查修改 。 ２ .６ 擺進(jìn)生活室 、 車間辦公室 。 ２ .４ 用硬紙板剪成小方塊 （ 按比例 ） ， 在草圖上布置 ， 排出多種方案分析比較 ， 以求最佳方案 。 在計(jì)算紙上畫出車間長(zhǎng)度 、寬度和柱子 。 其中笨重的 、 固定 、 專用的設(shè)備應(yīng)盡量排在車間四周 ， 輕的 、 可移動(dòng) 、 簡(jiǎn)單的設(shè)備可排在車間中央 ， 方便更換設(shè)備 ． ２ .２ 確定廠房地建筑結(jié)構(gòu) 、 形式 、 朝向 、 跨度 ， 繪出寬度和承重柱 、 墻的位置 。 ２ 生產(chǎn)車間工藝布置的步驟與方法 食品工廠生產(chǎn)車間平面設(shè)計(jì)一般有兩種情況 ， 一種是新設(shè)計(jì)車間平面布置；另一種是對(duì)原有廠房進(jìn)行平面布置設(shè)計(jì) 。 １ .６ 應(yīng)注意車間的