食品工厂设计工艺计算之物料衡算

食品工厂工艺计算主要是应用守恒定律来研究生产过程的物料衡算和能量衡算问题。
物料衡算和能量衡算是进行食品工厂工艺设计、过程经济评价、节能分析以及过程优化的基础，是数字化运营的重要工作。
以下对食品工厂设计中的物料衡算作分析。
物料衡算是食品工厂设计工艺计算中最基本也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础。
物料衡算的理论依据是质量守恒定律，即在一个孤立体系中，不论物质发生任何变化，它的质量始终不变(不包括核反应，因为核反应能量变化非常大，此定律不适用)。
根据这定律，输入某一设备的原料量必定等于生产后所得产品的量加上生产过程中物料损失的量。
物料衡算适用于整个生产过程，也适用于生产过程的每阶段。 计算时，既可做总的物料衡算，也可以对混合物中某组分做物料衡算。
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食品工厂设计时经过物料衡算，可以得出加人设备和离开设备的物料(包括原料、中间产品、产品)各组分的成分重量和体积。由此可以进步计算出产 品的原料消耗定额、昼夜或年消耗量，以及有关的排出物料量。
在设计中往往要进行全厂的物料衡算和工序的物料衡算两种计算，根据计算结果分别绘制出全厂的物料平衡图和工序的物料平衡图。
# 食品工厂设计物料衡算的作用
(1)取得原料、辅助材料的消耗量及主、副产品的得率。
(2)为热量衡算、设备计算和设备选型提供依据。
(3)是编制设计说明书的原始资料。
(4)帮助制定最经济合理的工艺条件，确定最佳工艺路线。
(5)为成本核算提供计算依据。
# 食品工厂设计物料衡算的依据
(1)生产工艺流程示意图。
(2)所需的理化参数和选定的工艺参数，产成品的质量指标。
# 食品工厂设计物料衡算的结果
(1)加人设备和离开设备的物料各组分名称。
(2)各组分的重量。
(3)各组分的成分。
(4)各组分的100%物料重量(即干物料量)。
(5)各组分物料的相对密度。
(6)各组分物料的体积。
# 食品工厂设计物料衡算计算步骤
(1)收集计算数据，列出已知条件和选定工艺参数。
(2)按工艺流程顺序用方块图和箭头画出物料衡算示意图。
图中用简单的方框表示过程中的设备，用线条和箭头表示每个流股的途途径和流向，并标出每个流股的已知交量(如流量、组成)及单位。对些未知的交量， 可用符号表示。
(3)选定计算基准，一般以t/d或kg/h为单位。
(4)列出物料衡算式，然后用数学方法求解。
在食品工厂设计时还要考虑食品生产过程中，一些只有物理变化、未发生化学反应的单元操作，如混合、蒸馏、干燥、吸收、结晶、萃取等，这些过程可以根据物料衡算式，列出总物料和各组分的衡算式，再用代数法求解。
(5)将计算结果用物料平衡图或物料平衡表(输入输出物料平衡表)表示物料平衡图是根据任何种物料的重量与经过加工处理后得到的成品及少量损耗之和在数值上是相等的原理绘制的。食品工厂设计平衡图的内容包括:物料名称、质量、物料流向、投料顺序等。绘制食品工厂设计平衡图(见上图)时，实线箭头表示物料主流向，必要时用细实线表示物料支流向。
(6)校核计算结果。