第五章 物料衡算和能量衡算

1、整理ppt第五章第五章 物料衡算和能量衡算物料衡算和能量衡算 食品工廠工藝設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用守恒定律來研究生產(chǎn)過程的物料衡算和能量衡算。物料衡算和能量衡算是進(jìn)行食品工廠工藝設(shè)計(jì)、過程經(jīng)濟(jì)評價(jià)、節(jié)能分析以及過程優(yōu)化的基礎(chǔ)。因此，其計(jì)算在工藝設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)既細(xì)致又重要的工作。 整理ppt第一節(jié)第一節(jié) 物料衡算物料衡算整理ppt（一）物料衡算的作用（一）物料衡算的作用整理ppt（二）物料衡算的依據(jù)（二）物料衡算的依據(jù) 生產(chǎn)工藝流程示意圖 所需要的理化參數(shù)和選定的工藝參數(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。整理ppt（三）物料衡算的結(jié)果（三）物料衡算的結(jié)果整理ppt（四）計(jì)算步驟（四）計(jì)算步驟 搜集計(jì)算數(shù)據(jù)、列出已知條件和選

2、定工藝參數(shù)。 按工藝流程順序用方塊圖和箭頭畫出物料衡算示意圖。 圖中用簡單的方框表示過程中的設(shè)備，用線條和箭頭表示每個(gè)流股的途徑和流向。并標(biāo)出每個(gè)流股的已知變量（如流量、組成）及單位。對一些未知的變量，可用符號表示。整理ppt（四）計(jì)算步驟（四）計(jì)算步驟 選定計(jì)算基準(zhǔn)，一般以噸/日或kg/h為單位。 列出物料衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解。 在食品生產(chǎn)過程中，一些只有物理變化、未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的單元操作，如混合、蒸餾、干燥、吸收、結(jié)晶、萃取等，這些過程可以根據(jù)物料衡算式，列出總物料和各組分的衡算式，再用代數(shù)法求解。 對于有化學(xué)反應(yīng)的單元操作，可以采用化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行衡算。 整理ppt（四）計(jì)算步驟四）

3、計(jì)算步驟 將計(jì)算結(jié)果用物料平衡圖或物料平衡表表示。 物料平衡表是根據(jù)任何一種物料的重量與經(jīng)過加工處理后得到的成品及少量損耗之和在數(shù)值上時(shí)相等的原理繪制的。平衡表的內(nèi)容包括：工序名稱、物料名稱、輸入量、輸出量、技術(shù)指標(biāo)等組成。整理ppt（1 1）物料平衡圖）物料平衡圖 物料平衡圖是根據(jù)任何一種物料的重量與經(jīng)過加工處理后所得的成品及少量損耗之和在數(shù)值上是相等的原理來繪制的，平衡圖的內(nèi)容包括：物料名稱、質(zhì)量、成品質(zhì)量、物料的流向、投料順序等項(xiàng)。繪制物料平衡圖時(shí)，實(shí)線箭頭表示物料主流向，必要時(shí)用細(xì)實(shí)線表示物料支流向，見下圖。整理ppt圖圖6-1 班產(chǎn)班產(chǎn)2500kg可可奶糖物料平衡圖（單位：可可奶糖物

4、料平衡圖（單位：kg）整理ppt圖6-2班產(chǎn)12.5 噸原汁豬肉物料平衡圖整理ppt（2 2）物料平衡表）物料平衡表 物料平衡表是物料平衡計(jì)算的另一種表示形式，其內(nèi)容與平衡圖相同，其格式 如下：物料平衡表整理ppt物料衡算實(shí)例物料衡算實(shí)例整理ppt大米加工工藝流程框圖物料平衡圖大米加工工藝的物料衡算（一）整理ppt物料平衡表整理ppt奶粉生產(chǎn)工藝流程框圖全脂奶粉的物料衡算( 二)整理ppt乳脂肪 水分 非脂乳固體20% 3% 77%產(chǎn)品成分產(chǎn)品成分需要添加脫脂乳或稀奶油 ?整理ppt全脂奶粉的物料衡算整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt乳脂肪 水分 非脂乳固體

5、20% 3% 77%脫脂乳脫脂乳乳脂肪 非脂乳固體0.01% 8.92%產(chǎn)品成分產(chǎn)品成分稀奶油稀奶油乳脂肪 非脂乳固體40% 5.16%1000kg原料乳能得到多少標(biāo)準(zhǔn)乳?整理ppt30000噸啤酒廠糖化車間的物料衡算（三） 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 整理ppt 根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)原料生產(chǎn)啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行啤酒的物料衡算，最后進(jìn)啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行行30000t/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。整理ppt100kg原料（原料（60%麥芽，麥芽，40%大米）生產(chǎn)大米）生產(chǎn)12o啤酒的物啤

6、酒的物料衡算料衡算（1）熱麥汁量 根據(jù)表3-1可得原料收率分別為： 麥芽收率為： 0.75（1006）100=70.5% 大米收率為： 0.92（10013）100=80.04% 混合原料收得率為： 0.6070.5%（10.1）+ 0.4080.04%98.5%=73.16% 由上述可得100kg混合原料可制得的熱麥汁量為： （73.1612）100=609.66（kg） 又知汁在20時(shí)的相對密度為1.084，而100熱麥汁比20時(shí)的麥汁 體積增加1.04倍，故熱麥汁（100）體積為： （609.661.084）1.04=584.92L（2） 添加酒花量： 609.660.2%=1.22kg

7、（3） 冷麥汁量為： 584.92（10.075）=541.05L（4） 發(fā)酵成品液量： 541.05（10.016）=532.39L（5） 清酒量（過濾）為：532.39（10.015）=524.41L（6） 成品啤酒量為： 524.41（10.02）=513.92L整理ppt生產(chǎn)生產(chǎn)100L啤酒啤酒 ？整理ppt生產(chǎn)生產(chǎn)100L啤酒的物料衡算啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)12成品啤酒513.92L，故可得出下述結(jié)果：（1） 生產(chǎn)100L啤酒需耗混合原料量為： （100513.92）100=19.46kg（2） 麥芽耗用量： 19.4660%=11.68kg（3）

8、 大米耗用量： 19.4611.68=7.78kg（4） 酒花用量為 對淡色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故酒花耗用量為： （584.92/513.92）1000.2%=0.2276kg（5） 熱麥汁量為：（584.92/513.92）100=113.82L（6） 冷麥汁量為：（541.05/513.92）100=105.28L（7）發(fā)酵成品液量：（532.39/513.92）100=103.60L（8）清酒量： （524.41/513.92）100=102.04L整理ppt 全年生產(chǎn)天數(shù)為300天，設(shè)旺季生產(chǎn)240天，淡季生產(chǎn)60天。旺季每天糖化數(shù)為7次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為5次，則全

9、年糖化次數(shù)為： 2407+605=1980（次）計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。（1）每次糖化的原料量為:混合原料: (30000000/1980)(100/513.92)=2948.3(kg)大麥: 2948.30.75=2211.2(kg)大米: 2948.30.25=737.1(kg)（2）熱麥汁量: (609.66/100)2948.3=17974.6(L)（3）冷麥汁量: (541.05/100)2948.3=15951.77(L)（4）酒花用量: (1.22/100)2948.3=35.97(kg)（5）發(fā)酵成品液： (532.39/100)2948.3=156

10、96(L)（6）清酒液：(524.41/100)2948.3=15461(L)整理ppt整理ppt第二節(jié)第二節(jié) 能量衡算能量衡算 在食品工廠生產(chǎn)中，能量的消耗是一項(xiàng)在食品工廠生產(chǎn)中，能量的消耗是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它是衡量工藝過程、重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它是衡量工藝過程、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作制度是否先進(jìn)合理的主要指設(shè)備設(shè)計(jì)、操作制度是否先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一。標(biāo)之一。 能量衡算的基礎(chǔ)是物料衡算，只有在進(jìn)能量衡算的基礎(chǔ)是物料衡算，只有在進(jìn)行完物料衡算后才能做能量衡算。行完物料衡算后才能做能量衡算。整理ppt（一）熱量衡算（一）熱量衡算（1 1）熱量衡算的依據(jù)）熱量衡算的依據(jù)整理ppt（2 2）熱量衡

11、算的依據(jù)）熱量衡算的依據(jù)整理ppt（3 3）熱量衡算的方法和步驟）熱量衡算的方法和步驟整理ppt熱量衡算實(shí)例熱量衡算實(shí)例棉籽油熱量計(jì)算實(shí)例棉籽油熱量計(jì)算實(shí)例整理ppt板式換熱器板式換熱器，脫色棉籽油從原油罐進(jìn)入結(jié)晶罐過程中的第一次冷卻，脫色棉籽油從原油罐進(jìn)入結(jié)晶罐過程中的第一次冷卻采用采用20冷卻水冷卻；冷卻水冷卻；脫色油經(jīng)過水冷卻器換熱后，溫度降至脫色油經(jīng)過水冷卻器換熱后，溫度降至60；100，60時(shí)棉籽油的比熱分別為時(shí)棉籽油的比熱分別為0.495 calg，0.455 calg則則Cp=0.475 calg單位換算：單位換算：0.455 calg=0.4554.2=1.911 kJkg0.

12、495 calg=0.4954.2=2.079 kJkg0.475 calg=0.4754.2=1.995 kJkg冷卻脫色棉籽油耗用的熱量：冷卻脫色棉籽油耗用的熱量：Q=q脫色脂脫色脂Cp(t1t2)=62501.995(100-60)=498750kJh=138541.7 W整理ppt取熱損失為取熱損失為5，Q放放=Q吸吸 95= 498750 0.95=473812.5 kJh50，20時(shí)的水的比熱分別為時(shí)的水的比熱分別為4.174 kJkg，4.183 kJkg，則則Cp=4.1785 kJkg水的流量：水的流量：q水水=Q放放/Cp(t1一一t2)= 473812.54.1785(5020)=3779.77 kgh板式換熱器的傳熱器數(shù)：板式換熱器的傳熱器數(shù)：K=300 Wm2，t1=100-50=50， t2=6020=40。tn=(t1-t2)lnt1t2=44.8換熱面積：換熱面積：S=QKtn=131615(30044.8)=9.79 m2選用換熱器的型號：選用換熱器的型號：B20010整理p