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 食品工廠工藝設計主要是應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行食品工廠工藝設計、過程經(jīng)濟評價、節(jié)能分析以及過程優(yōu)化的基礎。因此，其計算在工藝設計中是一項既細致又重要的工作。 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)品的質量指標。整理ppt（三）物料衡算的結果（三）物料衡算的結果整理ppt（四）計算步驟（四）計算步驟 搜集計算數(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備，用線條和箭頭表示每個流股的途徑和流向。并標出每個流股的已知變量（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）計算步驟（四）計算步驟 選定計算基準，一般以噸/日或kg/h為單位。 列出物料衡算式，然后用數(shù)學方法求解。 在食品生產(chǎn)過程中，一些只有物理變化、未發(fā)生化學反應的單元操作，如混合、蒸餾、干燥、吸收、結晶、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。 對于有化學反應的單元操作，可以采用化學反應式進行衡算。 整理ppt（四）計算步驟四）

3、計算步驟 將計算結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)值上時相等的原理繪制的。平衡表的內容包括：工序名稱、物料名稱、輸入量、輸出量、技術指標等組成。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，平衡圖的內容包括：物料名稱、質量、成品質量、物料的流向、投料順序等項。繪制物料平衡圖時，實線箭頭表示物料主流向，必要時用細實線表示物料支流向，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算的另一種表示形式，其內容與平衡圖相同，其格式 如下：物料平衡表整理ppt物料衡算實例物料衡算實例整理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準乳?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)上表的基礎數(shù)據(jù)首先進行根據(jù)上表的基礎數(shù)據(jù)首先進行100kg原料生產(chǎn)原料生產(chǎn)啤酒的物料衡算，然后進行啤酒的物料衡算，最后進啤酒的物料衡算，然后進行啤酒的物料衡算，最后進行行30000t/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。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時的相對密度為1.084，而100熱麥汁比20時的麥汁 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）計算的基礎數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項目的物料平衡。（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，能量的消耗是一項在食品工廠生產(chǎn)中，能量的消耗是一項重要的技術經(jīng)濟指標，它是衡量工藝過程、重要的技術經(jīng)濟指標，它是衡量工藝過程、設備設計、操作制度是否先進合理的主要指設備設計、操作制度是否先進合理的主要指標之一。標之一。 能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進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熱量衡算實例熱量衡算實例棉籽油熱量計算實例棉籽油熱量計算實例整理ppt板式換熱器板式換熱器，脫色棉籽油從原油罐進入結晶罐過程中的第一次冷卻，脫色棉籽油從原油罐進入結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時棉籽油的比熱分別為時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時的水的比熱分別為時的水的比熱分別為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