飼料廠的籌備與設(shè)計(jì)工作

褚慎強(qiáng)

(上海朗效生物科技有限公司，上海 200131)

飼料廠所生產(chǎn)的飼料品種很多，根據(jù)生產(chǎn)的飼料品種不同，可將飼料廠分為飼料原料廠、添加劑預(yù)混合飼料廠、濃縮飼料廠、全價(jià)配合飼料廠。工廠設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎O(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞不僅會(huì)影響基礎(chǔ)建設(shè)投資的費(fèi)用，而且會(huì)直接影響投產(chǎn)后的產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1 飼料廠籌備時(shí)需要考慮的事項(xiàng)

不管是新廠建設(shè)還是老廠改造均應(yīng)節(jié)約用地，因?yàn)橥恋刭Y源是一項(xiàng)重大的投入。由于飼料企業(yè)的物流車輛相對(duì)較多，在選址上應(yīng)盡可能選兩面或兩面以上臨路的位置，便于車輛一門進(jìn)、一門出，不需要在廠地里預(yù)留車輛調(diào)頭的位置，這即便于廠內(nèi)交通安全管理也節(jié)省了用地面積。

盡量采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，同時(shí)應(yīng)考慮自動(dòng)化控制系統(tǒng)的加入，這會(huì)使企業(yè)的生產(chǎn)、管理，以及后期的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷得到更多的資源預(yù)備。

必須充分考慮環(huán)保問(wèn)題。車間的粉塵、氣味、噪聲、抗震、物流、防雷、防火等都要符合相關(guān)的規(guī)定和規(guī)范，因此，在選址時(shí)要考慮遠(yuǎn)離居民生活區(qū)。

工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型應(yīng)相互配合。工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)與土建、動(dòng)力、給排水等多項(xiàng)設(shè)計(jì)密切相關(guān)的整體設(shè)計(jì)，不同類型的飼料廠有不同的工藝設(shè)計(jì)。設(shè)備的選型要配合工藝設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型的原則：減少人員來(lái)回走動(dòng)的浪費(fèi)、減少物料來(lái)回搬運(yùn)的浪費(fèi)、減少等待過(guò)程的浪費(fèi)、減少不合格品的浪費(fèi)。工藝設(shè)計(jì)應(yīng)為后期的生產(chǎn)精益化管理做好扎實(shí)的準(zhǔn)備。

飼料廠建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)行業(yè)或企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃提出。所謂長(zhǎng)期計(jì)劃是指對(duì)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)做出的5年以上的計(jì)劃。在做飼料廠的籌備工作之前，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)充分討論新建預(yù)混料工廠的選址、產(chǎn)品線組成、生產(chǎn)工藝、原料描述、設(shè)備描述等內(nèi)容。

工廠選址應(yīng)考慮各方面問(wèn)題。除了要考慮地質(zhì)環(huán)境、人文環(huán)境、物產(chǎn)資源、氣候等要素外，還要考慮周邊的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及交通的便利性。對(duì)于政策的導(dǎo)向性也應(yīng)該成為籌備團(tuán)隊(duì)考慮的要素之一，特別是全價(jià)料企業(yè)，隨著養(yǎng)殖區(qū)域的內(nèi)移，對(duì)于選址的前瞻性更需提前考慮。在充分考慮上述信息后，參與者應(yīng)形成相應(yīng)的文案以供團(tuán)隊(duì)討論并形成共識(shí)。

選址后，要對(duì)各工業(yè)園區(qū)的容積率、能否建設(shè)單層廠房、建筑密度、綠地率、建筑高度、機(jī)動(dòng)車車位配置、非機(jī)動(dòng)車車位配置等做統(tǒng)一考量。同時(shí)應(yīng)符合各地方城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定等現(xiàn)行的有關(guān)技術(shù)規(guī)定和規(guī)范要求，一切建筑或構(gòu)筑物均不得超越建筑紅線。人防、抗震、消防等均按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

事先的充分考慮和討論，會(huì)對(duì)后期的平面布局設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的指導(dǎo)性作用，讓企業(yè)少走很多彎路。

2 飼料廠的設(shè)計(jì)

在完成選址和規(guī)劃等一系列前期準(zhǔn)備工作后，我們需要進(jìn)入設(shè)計(jì)階段，飼料廠的設(shè)計(jì)包括廠區(qū)布局設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、廠房設(shè)計(jì)等。廠區(qū)布局設(shè)計(jì)需要對(duì)廠區(qū)內(nèi)各種生產(chǎn)和生活用建筑、道路、碼頭、公用工程管線以及綠化等進(jìn)行合理的布置。

2.1 廠區(qū)布局設(shè)計(jì)需要考慮的事項(xiàng)

(1)投資強(qiáng)度能否滿足各地方工業(yè)園區(qū)的要求。

(2)按工業(yè)園區(qū)給出的紅線圖確定廠區(qū)大門的位置和方向。

(3)廠房的間距應(yīng)考慮消防法的相關(guān)要求以及物流車輛通過(guò)的便利性。

(4)在設(shè)計(jì)建筑物的標(biāo)高、工程管網(wǎng)架空及地下敷設(shè)施工方案時(shí)，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和地質(zhì)地貌。

(5)廠內(nèi)物流的設(shè)計(jì)要盡可能防止人流和物流的交叉，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮好企業(yè)的運(yùn)行安全。

(6)要了解飼料行業(yè)最新的法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

(7)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，選用最佳方案。

2.2 工藝設(shè)計(jì)需要考慮的事項(xiàng)

工廠的工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，一個(gè)好的工藝設(shè)計(jì)不僅對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有保障，還可以降低投入和使用成本，兼具美觀性和實(shí)用性。同時(shí)，工藝設(shè)計(jì)還需要有相當(dāng)?shù)撵`活性和適應(yīng)性，以滿足生產(chǎn)各類產(chǎn)品的需要。廠區(qū)工藝設(shè)計(jì)需要考慮的事項(xiàng)：

(1)根據(jù)前期籌備階段產(chǎn)品線和原料的描述，做好工藝規(guī)范的選擇、工序的確定。

(2)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的描述，做好工藝參數(shù)的計(jì)算、工藝設(shè)備的選擇。

(3)根據(jù)確定好的生產(chǎn)工藝，做好工藝流程所需動(dòng)力、除塵、除味、降噪方案的確定。

(4)參照人機(jī)工程學(xué)，做好工藝操作程序的制定和程序控制方法的確定。

(5)做好企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和確定。

2.3 飼料廠工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)

工藝設(shè)計(jì)之前需要多收集工藝設(shè)計(jì)的有關(guān)資料，例如：

(1)飼料廠的預(yù)計(jì)規(guī)模，產(chǎn)品的商業(yè)半徑，客戶的產(chǎn)品使用習(xí)慣。

(2)產(chǎn)品品種、規(guī)格以及按法規(guī)要求的產(chǎn)品線的分類。

(3)原料的品種、質(zhì)量規(guī)格、物理性狀(包括密度、流動(dòng)性、存儲(chǔ)條件等)、接收方式。

(4)產(chǎn)品配方組成、預(yù)計(jì)原料的用量。

(5)工藝設(shè)計(jì)的具體指標(biāo)，如混合、液體添加、制粒、擠壓膨化的要求等。

(6)為滿足相關(guān)參數(shù)指標(biāo)所能采購(gòu)到或定制的設(shè)備。

2.4 飼料廠工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2.4.1 工藝流程圖的設(shè)計(jì)

一般情況下，工藝設(shè)計(jì)是以混合機(jī)為設(shè)計(jì)核心，先確定混合機(jī)的型號(hào)、規(guī)格，再計(jì)算混合工序前后工序的生產(chǎn)能力。為了確保生產(chǎn)過(guò)程無(wú)產(chǎn)能瓶頸，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮后續(xù)設(shè)備的生產(chǎn)能力比前一設(shè)備的大一些，通常大15%～20%。

2.4.2 車間設(shè)備布置

一般以配料桶倉(cāng)為設(shè)計(jì)核心，先確定其所在位置，再布置其他加工設(shè)備和輸送設(shè)備。有條件的可以用軟件先做一份3D 的布置圖，以便團(tuán)隊(duì)更深入地參與討論。

2.4.3 廠內(nèi)物流和人流的設(shè)計(jì)

廠內(nèi)物流方式主要是機(jī)械輸送或氣力輸送，需要確定原料的投送位置及下料的位置，同時(shí)需要考慮人員行走的路線，應(yīng)盡可能地避免物流與人流的交叉。

2.4.4 管網(wǎng)設(shè)計(jì)

管網(wǎng)設(shè)計(jì)主要包含除塵管網(wǎng)、氣力輸送管網(wǎng)、蒸汽系統(tǒng)管網(wǎng)、壓縮空氣管網(wǎng)以及物料溜管網(wǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮維修清潔所需空間。

2.4.5 供電設(shè)計(jì)

強(qiáng)弱電的設(shè)計(jì)需要分橋架，考慮到自動(dòng)化控制過(guò)程中的一些BUS 總線的設(shè)計(jì)，應(yīng)采用單獨(dú)的管線以避免信號(hào)干擾。

2.5 飼料廠工藝設(shè)計(jì)的4Q 原則

4Q 原則又稱為“4Q 確認(rèn)”，起先是國(guó)內(nèi)外藥品行業(yè)在對(duì)設(shè)備儀器進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)普遍采用的方法。“4Q 驗(yàn)證”是指通過(guò)4 個(gè)步驟完成對(duì)設(shè)備儀器的驗(yàn)證工作，由于這4 個(gè)步驟的英文縮寫中均包含了字母Q，故稱“4Q 驗(yàn)證”。4Q 驗(yàn)證分別代表設(shè)計(jì)確認(rèn)(design qualification，DQ)、安裝確認(rèn)(installation qualification，IQ)、運(yùn)行確認(rèn)(operational qualification，OQ) 和性能確認(rèn)(performance qualification，PQ)。4Q 原則同樣適用于飼料行業(yè)的項(xiàng)目建設(shè)。

設(shè)計(jì)確認(rèn)(design qualification，DQ)是確認(rèn)設(shè)備的設(shè)計(jì)符合用戶需求規(guī)范及相關(guān)法規(guī)。比如，我們需要生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品？產(chǎn)品的特點(diǎn)是什么？產(chǎn)品有什么與眾不同？產(chǎn)品的基本參數(shù)(如：水分、灰分、粒度、含量等)是多少？我們選擇的工藝設(shè)備及其安裝方法是要能夠生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品，并且要在一些特定參數(shù)上留有足夠的冗余量。現(xiàn)在，我們有了一個(gè)大致的設(shè)計(jì)確認(rèn)，可以與團(tuán)隊(duì)協(xié)商和討論了。

安裝確認(rèn)(installation qualification，IQ)是確認(rèn)儀器設(shè)備、部件及安裝過(guò)程?，F(xiàn)在可以按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)討論的設(shè)計(jì)對(duì)安裝的過(guò)程和結(jié)果做確認(rèn)了。所有的安裝和設(shè)備的選型都必須符合設(shè)計(jì)的內(nèi)容。如果遇到必須改動(dòng)的，要經(jīng)過(guò)變更管理(managenment of chang，MOC)流程。

運(yùn)行確認(rèn)(operational qualification，OQ)是按照經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)討論的設(shè)計(jì)，確認(rèn)儀器設(shè)備在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在操作的極限范圍內(nèi)能作正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括各設(shè)備的轉(zhuǎn)向、運(yùn)行噪聲、震動(dòng)、升溫的上限等。

性能確認(rèn)(performance qualification，PQ)是確認(rèn)儀器設(shè)備在負(fù)荷運(yùn)行下是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。這時(shí)可以做小批量的生產(chǎn)，以確認(rèn)所生產(chǎn)的產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)參數(shù)。接下來(lái)再做大批量生產(chǎn)，以確認(rèn)工藝設(shè)備能滿足產(chǎn)能的設(shè)計(jì)需求。

3 小結(jié)

飼料廠的設(shè)計(jì)工作需要結(jié)合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，包括機(jī)械工程、電氣工程、建筑設(shè)計(jì)、環(huán)境科學(xué)等；另外，也需要全面考慮各種因素，包括工藝流程、建筑、機(jī)械與設(shè)備選擇、電氣與自動(dòng)化、環(huán)境與安全以及管理與運(yùn)營(yíng)等方面，以確保飼料廠能夠?qū)崿F(xiàn)高效、安全和可持續(xù)的生產(chǎn)。