Глава 5. Общие положения по расчету продуктов

К основным технологическим понятиям относятся материальный и энергетический балансы и выход продукта.

При проектировании технологических линий выбор оптимального варианта возможен только при учете всего комплекса показателей технологической и экономической эффективности. Например, расчеты материальных технологических потоков должны сочетаться с энергетическими расчетами, т.к. снижение удельного расхода энергии бывает иногда решающим при выборе варианта технологического процесса.

Материальный и энергетические балансы составляют и для анализа работы существующих линий с целью определения расходов основного продукта и рабочих агентов на каждой технологической операции, расчета выхода, организации учета продукции, повышения ее качества, снижения себестоимости.

Материальный баланс выражает закон сохранения массы вещества, согласно которому во всякой замкнутой системе масса веществ, вступающих во взаимодействие, равна массе веществ, образующихся в результате этого взаимодействия. Применительно к условиям пищевых производств материальный баланс называют продуктовым расчетом и выполняют его на основе тщательного химического анализа сырья и нормируемых потерь ценных компонентов. Поскольку в производственных условиях в процессе обработки (переработки) продукта кроме основной реакции происходят и побочные, то учитывают только наиболее существенные превращения, т.е. продуктовый расчет имеет приближенный характер.

Продуктовый расчет позволяет по заданной массе сырья определить получаемые массы полуфабрикатов, вторичного сырья и готовой продукции и, наоборот, по заданной массе готовой продукции рассчитать потребную массу сырья и получаемые массы полуфабрикатов и вторичного сырья. Результаты продуктового расчета используются при определении объемов производства, потребностей в электроэнергии, во вспомогательных материалах, воде и т.п., а также при подборе технологического оборудования.

Исходными данными для продуктового расчета служат:

- ассортимент выпускаемой продукции;

- распределение сырья на каждый вид продукции;

- расчетный состав первичного и вторичного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

- нормы предельно допустимых потерь массы и составляющих компонентов сырья при выработке продукции;

- нормы расхода сырья и полуфабрикатов на выработку готовой продукции с учетом предельно допустимых потерь сырья и составляющих компонентов на отдельных этапах производства.

Продуктовый расчет ведется по формулам материального баланса, рецептурам и нормам расхода сырья на 1 т с учетом соответствующих потерь и расчетного состава. В расчетах используются понятия «теоретическая» и «нормативная» масса сырья и полуфабрикатов. Под теоретической массой понимают расход сырья (полуфабрикатов) на выработку готовой продукции без учета предельно допустимых потерь составных частей сырья при его переработке. Под нормативной массой - тот же расход с учетом потерь.

Энергетический баланс составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Для технологических процессов пищевых производств составляют тепловой баланс. Закон сохранения энергии в этом случае формулируется следующим образом: приход теплоты в аппарат за какой-то промежуток времени равен ее расходу. Тепловой баланс составляют по количеству материальных потоков с учетом тепловых эффектов физических превращений и химических реакций, а также тепловых потерь через стенки аппарата в окружающую среду.

Выходом продукта называется отношение количества фактически полученного конечного продукта (В_к) к содержанию этого продукта в исходном сырье (В_н):

Х = В_к / В_н. (6)

За В_н принимается все количество вещества в исходном сырье (например, массовая доля жира в молоке). Выход продукта определяет степень совершенства технологического процесса и рассчитывается в каждом конкретном случае по-разному. Проще всего определить выход продукта для таких типов производств, в которых продукт получают в результате смешивания либо накладывания компонентов (в производстве кондитерских изделий, консервов и др.). За исходное количество продукта берется сумма его компонентов во всех видах сырья.

Вопросы для самоконтроля

1. Какова цель составления материального баланса в пищевых производствах?

2. Какие показатели являются результатами проведения продуктового расчета в пищевых производствах?

3. Какие данные являются исходными для проведения продуктового расчета?

4. Что понимают под теоретической массой сырья и полуфабрикатов?

5. Что такое нормативная масса сырья?

6. Каковы особенности составления энергетического баланса в пищевых производствах?

7. Охарактеризуйте показатель «выход продукта».