工艺技术-工艺衡算培训教材(ppt 64页)

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1、第四章工艺衡算第一节物料衡算一、物料衡算的意义发酵工厂设计中的物料衡算是对整个发酵生产过程(即由原料至成品)物料变化的汁算。它包括产品的原辅材料、半成品和成品等的平衡计算，可以确定各种主要物料的需要量、采购运输量和仓库储存量，并对生产过程所需设备和劳动定员及包装材料用量等提供依据。物料衡算就是我们通常说的“收人＝支出”的关系。一、物料衡算的意义在发酵生产中，物料衡算是根据质量守恒定律来进行的，即凡引入某一系统或设备的物料质量m，必等于所得到的产物质量mp和物料损失量md之和，即m＝mp十md。这个运算法则，既适用于每一个单元操作过程，

2、也适合于整个生产过程，既可进行总物料衡算，也可对混合物中某—组分作部分物料衡算。一、物料衡算的意义工厂设计进行物料衡算时有两种情况：一种是在给定生产规模下，算出生产过程所需要的原料量，以及副产品和“三废”生成量；另一种是在已知原料量的情况下，算出产品、副产品和“三废”生成量，从而确定原料消耗定额。二、物料衡算的步骤各类型发酵工厂设计中，其物料衡算各有特点，要求也不尽相同，但都大同小异，其原理是相同的，通常按下列步骤来进行：(1)弄清题意，并充分了解具体项目对物料衡算的要求。(2)画出物料衡算流程示意图。对规定物料衡算的系统应绘出物料流程示意图

3、，并用箭头标示各股物料的进出方向、数量、组成，以及温度和压力等条件，并用恰当符号标明待求的未知量。二、物料衡算的步骤(3)收集有关设计基础数据和物化常数，一般包括生产规模，年生产天数，原料、辅料和产品的规格、组成及质量等，以及密度、比热等物化常数。(4)确定上艺指标及消耗定额等。设计所用的工艺指标，原材料清耗定额及其他经验数据，可根据所用的生产方法、工艺流程和设备，对照同类型生产工厂的实际水平来确定，这必须是先进而又可行的，它是衡量设计水平高低的标志。二、物料衡算的步骤(5)选定计算基准。计算基准是工艺计算的出发点，选择正确能使计算结果合理，

4、而且可使计算大为简化。在工业生产上，常用的基准有：以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准，以单位质量、单位体积或单位物质的量的产品或原料量为计算基准，以加入设备的一批次物料量为计算基准。二、物料衡算的步骤(6)计算。由已知数据进行物料衔算。根据物料衡算式和待求项的数目列出数学关系式。关系式数目应等于未知项数目，当关系式数目少于未知项数时，可用试差法求解。二、物料衡算的步骤(7)整理计算结果。将物料衡算的结果加以整理，列成物料衡算表，或绘制成物料流程图。物料流程图是物料衡算结果的一种简单表示方法，它能清楚地表示出各种物料在流程中的位置、相

5、互关系以及物料变化情况等。通过上述物料衡算，可对所设计的工厂、车间或工段的生产状况进行分析，也可为确定实际生产能力，衡量操作水平，寻找薄弱环节，挖掘生产潜力，开展技术革新，改进生产提供依据。三、计算实例(一)6000t／a味精工厂发酵车间的物料衡算1．味精发酵工艺流程示意图味精发酵采用淀粉原料，双酶法或水解法制糖，中糖发酵，一次等电点提取的工艺，其工艺流程示意图如图4—l所示。2．工艺技术指标及基础数据(1)主要技术指标如表4—l所示。(2)主要原材料质量指标淀粉原料中淀粉含量为80％，含水14％。(3)二级种子培养基(g/L)配方如下。3．

6、味精发酵车间的物料衡算以生产1000kg纯度100％的味精，需耗用的原辅材料及其他物料量为例。(1)发酵液量4．6000t／a味精厂发酵车间的物料衡算表由上述生产1000kg味精(100％纯度)的物料衡算结果，可求得6000t／a味精厂发酵车间的物料平衡计算，具体计算结果如表4—2。第二节热量衡算一、热量衡算的意义热量衡算的目的是在于定量研究生产，为过程设计和操作最佳化提供依据。(1)通过对发酵过程的热量衡算，计算生产过程能耗定额指标。应用蒸汽等能量消耗的指标，可对工艺设计的多种方案进行比较，选定先进的生产工艺；或对已投产的生产系统提出改

7、造或革新方案，根据少产过程的经验，分析过程的合理性和先进什，并找出生产上存在的问题。一、热量衡算的意义(2)热量衡算的数据是设备类型选择及确定其尺寸和台数的依据。(3)热量衡算是组织管理生产，进行经济核算和实行最优化的基础。热量衡算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达到节约能源、降低生产成本的目的。二、热量衡算的步骤对工厂的热量街算，一般都把整个生产流程分开逐个计算，以便简化计算过程，有利于指导工作和进行生产控制。通常按下列步骤进行：(1)画出单元设备的物料流向和变化示意图。二、热量衡算的步骤二、热量衡算的步骤(3)合理确定计算基准。取不同的

8、基准温度，计算出的数据就不同；一般选择—个设计温度，而且每一物料的进出口基堆必须一致。通常取0℃为基准温度进行计算，这样可以简化计算。基准也可视计算需要任意确定，主