Как составить уравнение материального баланса

Материальный баланс – это соотношение
между количествами исходных материалов,
полученного готового продукта, отходами
производства и материальными потерями.
Он лежит в основе производственного
регламента, дает возможность оценить
правильность организации технологического
процесса, сравнить эффективность его
проведения на разных производствах и
может быть выражен уравнением, диаграммой
или в виде таблицы.

Уравнение материального баланса имеет
следующий вид:

G₁= G₂+ G₃+ G₄+
G₅,

где G₁– масса исходных материалов;
G₂– готового продукта; G₃–
побочных продуктов; G₄– отбросов;
G₅– материальных потерь.

В случае отсутствия отходов производства
уравнение материального баланса примет
более простой вид:

G₁= G₂+ G₅

Материальный баланс может быть составлен
как в отношении всего технологического
процесса, так и в отношении каждой
отдельной стадии или производственной
операции. Он может охватывать все
материалы (общий, суммарный баланс) или
каждый отдельный компонент.

Например, для приготовления 100 кг борной
мази взято 5 кг кислоты борной и 95 кг
вазелина. Получено 96 кг мази с содержанием
кислоты борной 4,9%. Уравнение материального
баланса будет иметь вид:

100 = 96 + 4.

Материальный баланс можно представить
в следующем виде.

Взято исходных материалов, кг	Получено, кг
Кислоты борной 5 Вазелина 95 Всего 100	Борной мази 96 Потери 4 Всего 100

Материальный баланс на каждый компонент
составляют с учетом его процентного
содержания в готовом продукте.

В данном случае для кислоты борной G₁= 5 кг, величину G₂следует рассчитать
следующим образом:

4,9 · 96 / 100 = 4,704 кг.

Т

огда G₅= 0,296 кг.

Уравнение материального баланса для
кислоты борной примет следующий вид: 5
= 4,704 + 0,296.

Для вазелина G₁= 95 кг, G₂=
91,296 кг, так как всего потери – 4 кг, из них
потери вазелина 4 – 0,296 = 3,704 кг.

Уравнение материального баланса для
вазелина будет

95 = 91,296 + 3,704.

Таким образом, материальный баланс дает
возможность определить абсолютную
величину материальных потерь (трату
Σ). Из уравнения материального баланса
находят технологический выход (η) и
расходный коэффициент (К_расх).

Технологический выход η – это отношение
массы готового продукта (G₂) к массе
взятых исходных материалов (G1), выраженное
в процентах:

η = G₂/ G₁· 100% ,

или при наличии отходов производства:

η =	G2	· 100%
G1– (G3+ G4)

Технологическая трата (Σ) – это отношение
массы материальных потерь (G₅) к
массе исходных материалов (G₁),
выраженное в процентах:

Σ = G₅/ G₁· 100% ,

или при наличии отходов производства

Σ =	G5	· 100%
G1– (G3+ G4)

Чем меньше технологическая трата (Σ),
тем рентабельнее производство.

Расходный коэффициент (К_расх)-
это отношение массы взятых исходных
материалов к массе полученного готового
продукта. К_расхвеличина
безразмерная.

К_расх= G₁
/ G₂·
100%

или

Красх=	G1– (G3+ G4)
G2

Расходный коэффициент всегда больше
единицы, рассчитывается с точностью до
0,001.

Чем меньше К_расх, тем лучше
организован технологический процесс.
Умножая цифры прописи, составленной
без учета материальных потерь, на
расходный коэффициент получают рабочие
прописи. Это необходимо для обеспечения
выхода заданного количества готового
продукта.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА

Материальный баланс служит для контроля производства, регулирования состава продукции, установления производственных потерь. С помощью материального баланса можно определить экономические показатели технологических процессов и способов производства (производственные потери, степень использования составных частей молока, расход сырья, выход готового продукта)

В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества, записанный математически в виде двух уравнений.

Первое уравнение – это баланс сырья и вырабатываемых из него продуктов

(1)

где m_с, m_г, m_п – масса соответственно сырья, готового и побочного продуктов, кг, П – производственные потери, кг.

После переработки масса получаемых продуктов меньше массы переработанного сырья. Разницу между ними составляют производственные потери. Производственные потери выражают также в процентах от количества переработанного сырья:

Тогда уравнение (1) примет вид

(2)

Второе уравнение материального баланса составляют по массе сухих веществ молока или отдельных составных частей

Если составные части молока не претерпевают химических изменений в ходе технологических процессов, то количество их в сырье должно быть равно количеству в готовом и побочном продуктах. Баланс составных частей молока при его переработке можно составить так:

(3)

где ч_с, ч_г, ч_п – массовая доля составных частей молока соответственно в сырье, в готовом и побочном продуктах, %; П_ч, – потери составных частей молока, кг.

Потери выражают в процентах от составных частей молока, cодержащихся в сырье:

где n_ч – потери составных частей молока, %.

После подстановки П_ч в уравнение (3) второе уравнение материального баланса примет вид

(4)

Потери составных частей молока n_ч и потери сырья n, выраженные в процентах, численно равны.

Баланс можно составить по любой части молока – жиру Ж, сухому остатку молока С, сухому обезжиренному молочному остатку (СОМО) О. Так, баланс по жиру при сепарировании молока

где Ж_м, Ж_сл, Ж_об, – массовая доля жира соответственно в молоке, сливках и обезжиренном молоке, %; n_ж – потери жира при сепарировании, %

Для производства сухого и сгущенного молока баланс можно составить по сухому молочному остатку:

(5)

где m_сг – масса сгущенного молока, кг, С_н.м, С_сг – массовая доля сухого молочного остатка соответственно в нормализованном и сгущенном молоке, %; n_c.в – потери сухих веществ при производстве сгущенного молока, %.

В уравнении (5) отсутствует одно слагаемое, так как при сгущении и сушке побочный продукт (вода) не содержит сухих веществ молока.

Решая совместно первое (2) и второе (4) уравнения материального баланса, можно определить массу сырья по готовому продукту при известном составе сырья, готового и побочных продуктов или установить массу готового продукта по массе сырья:

(6)

(7)

(8)

Материальные расчеты обычно проводят с учетом производственных потерь. При ориентировочных расчетах ими пренебрегают. Массу сырья готового и побочных продуктов без учета потерь определяют по формулам

(9)

(10)

(11)

Необходимо определить массу сливок для производства 500 кг масла, если массовая доля жира в масле составляет 78 %, в сливках – 38, в пахте – 0,7%. Нормативные потери при производстве масла составляют 0,6 %.

Для решения задачи воспользуемся формулой (7):

Массу готового продукта по сырью или массу сырья по готовому продукту можно определить как алгебраическим методом (по формулам), так и графическим (по расчетному треугольнику).

Сущность способа расчета с помощью треугольника состоит в следующем. В вершинах треугольника записывают массовую долю одной из составных частей молока, содержащихся в сырье ч_с, в готовом ч_г и побочном ч_п продукта.

ч_г На внутренних сторонах треугольника

записывают значение массы сырья т_с,

m_п m_c напротив соответствующей им массовой

им массовой доли составной части моло-

ч_с – ч_п располагают величину разности между массовыми долями составных частей молока (расположенными в вершинах треугольника), полученную вычитанием из большей величины меньшей.

В соответствии с правилом расчетного треугольника составляют пропорцию: отношение внутренних сторон к внешним – величина постоянная для данного треугольника:

Из этого соотношения определяют необходимые величины.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОТЕРИ

При производстве различных молочных продуктов на молокопроводах, в емкостях, аппаратах и другом оборудовании задерживаются остатки сырья, готового и побочного продуктов. Часть сырья и продуктов расходуется на анализы. Все эти остатки сырья, готового и побочного продуктов составляют неизбежные технологические потери.

В целях контроля за производством разработаны нормы потерь, включающие только технологические потери. При этом не учитываются непроизводственные потери (потери от брака, неисправности оборудования и т. п.).

Нормативные потери устанавливают на основании экспериментальных замеров остатков сырья и жира на технологическом оборудовании.

Фактические потери в производстве рассчитывают по балансу жира или сухих веществ.

Потери представляют собой разность между массой жира или сухих веществ в сырье и массой их в готовом и побочном продуктах:

где П_ж, П_с.в – потери жира и сухих веществ, кг.

Потери выражают также и в процентах от переработанного жира, сухих веществ или сырья:

где п_ж, n_с.в – потери жира, сухих веществ, % от массы жира или сухих веществ в переработанном сырье.

Материальный баланс

Составление баланса обычно ассоциируется с бухгалтерской отчетностью и непосредственно бухгалтерским балансом, в котором обеспечено равенство актива и пассива в силу двойной записи. Однако существуют и другие виды баланса, которые могут быть составлены в организации. Это материальный баланс, трудовой баланс, баланс денежных средств и прочие. Они не относятся напрямую к бухгалтерской отчетности, хотя также касаются определенных аспектов деятельности организации.

Что входит в понятие материального баланса

Этот вид баланса обычно составляют в производственных целях, и к бухгалтерской отчетности он никак не относится. Сам по себе материальный баланс служит подтверждением закона сохранения масс: он характеризует соотношение между количеством исходного материала, используемого на производстве, числом готовой продукции, полученных отходов, а также материальных потерь.

В виде формулы этот баланс обычно представляют как равенство между количеством выделенного для использования исходного материала и суммы всех остальных перечисленных факторов.

Показатели могут быть выражены в натуральных мерах измерения, например – килограммы или литры, так и в виде количества денежных средств. В каких-то ситуациях показатели, входящие в число составляющих материального баланса, могут отсутствовать. Тогда формула будет короче. Например, если в нее не включены материальные потери, которых не произошло в процессе производства.

Формула может быть расширена, если в число показателей вошел какой-то дополнительный признак, который тоже необходимо указать. Например, выпускать на фабрике могут не только основную продукцию, но и побочную или полуфабрикаты. Тогда их тоже включают в общую формулу в качестве отдельного пункта.

Таким образом, можно выделить несколько наиболее часто используемых в составлении материального баланса позиций:

• исходный материал – выступает обязательной составляющей формулы;
• готовая продукция – также входит в число обязательных пунктов;
• количество отходов;
• возможные материальные потери;
• возможная дополнительная продукция.

Формула может изменяться в зависимости от особенностей анализируемого производства. Как правило, такие расчеты составляют для рассмотрения чисто производственной деятельности и повышения эффективность управления материальными ресурсами в рамках организации.

Материальный баланс

Производство лекарственных средств является сложным, многоэтапным процессом и связано с использованием, как различных исходных материалов, так и их количеств. В ходе технологического процесса может быть получен не только готовый продукт – лекарственное средство, но и отходы и побочные продукты. В соответствии с законом сохранения массы – количество (масса) исходных компонентов должно быть равно сумме (массе) полученных продуктов после проведения технологического процесса (баланс). Материальный баланс можно выразить математическим уравнением:

где g1 – исходные материалы; g2 – готовый продукт; g3- побочные продукты; g4 – отбросы (в килограммах).

Однако на практике количество полученных продуктов всегда меньше взятых количеств исходных материалов. Объясняется это имеющимися вовсяком производстве материальными потерями. Поэтому в уравнение материального баланса добавляется еще один показатель – материальные потери и уравнение имеет следующий вид:

где g5- материальные потери в килограммах.

Таким образом, под материальным балансомпонимают соотношение между количеством исходных материалов, готового продукта, побочных продуктов, отбросов и материальных потерь.

Материальный баланс имеет большое практическое значение, так как он отражает степень совершенства технологического процесса. Пользуясь уравнением материального баланса, можно определить такие важные характеристики технологического процесса, как величины выхода, технологической траты, расходных коэффициентов, расходных норм.

Выход (з)-процентное отношение количества готовой продукции (g1) к количеству исходных материалов (g2):

Технологическая трата (е) – отношение количества материальных потерь к количеству исходных материалов, выраженное в процентах:

Расходный коэффициент(Kpacx.) – отношение суммарной массы исходных сырьевых материалов к массе полученного готового продукта (величина безразмерная):

Пользуясь расходным коэффициентом, рассчитывают необходимое количество исходных материалов – расходные нормы (Npacx), умножая количества каждого ингредиента фармакопейной прописи на расходный коэффициент.

Если технологический процесс сопровождается образованием отходов, которые перерабатываются на побочные продукты и отбросы, все перечисленные расчеты несколько усложняются. В этом случае выход и технологическая трата определяются не от массы сырьевых материалов, а в процентах от теоретического выхода:

Ю =ġ2/ġ1 – (ġ 3+ġ 4) 100% (6)

е=ġ5/ġ 1 – (ġ 3+ġ 4) 100% (7)

Расходный коэффициент также рассчитывается как отношение теоретического выхода к массе готового продукта:

Kpacx.=ġ 1 – (ġ 3+ġ 4) /ġ 2 (8)

Материальный баланс может быть составлен: 1) на одну стадию, операцию или загрузку; 2) на единицу времени (час, смена, сутки); 3) на единицу готового продукта (на 1000 или 100 кг). Материальный баланс, составленный на 1000 или 100 кг готового продукта, удобен тем, что сразу дает расходные нормы на сырье.

Примеры решения задачпо материальному балансу

На фармацевтическом предприятии по производственному заданиюнеобходимо выпустить соли карловарской искусственной в количестве 100 кг. В ходе технологического процесса получено 99,7 кг готового продукта.

Составьте уравнение материального баланса, определите технологическую трату и расходный коэффициент. Рассчитайте расходные нормы по каждому ингредиенту на 100 кг готового продукта.

Уравнение материального баланса сокращенное ввиду отсутствия отходов и побочных продуктов:

Выходпо готовому продукту составил: 99,7/100 = 0,997х100 = 99,7%

Технологическая трата: 0,3/100 = 0,003х100 = 0,3%

К расх.: 100/99,7 = 1,003

Состав соли карловарской искусственной

Натрия гидрокарбоната 36, 0 кг

Натрия хлорида 18,0 кг

Натрия сульфата высушенного 44,0 кг

Калия сульфата 2,0 кг

Натрия гидрокарбоната 36, 0 кг х 1,003= 36,108 кг

Натрия хлорида 18,0 кг х 1,003 = 18,054 кг

Натрия сульфата высушенного 44,0 кг х 1,003 = 44,132 кг

Калия сульфата 2,0 кг х 1,003 = 2,006 кг

На фармацевтическом предприятии при получении опытной партии настойки пустырника израсходовано 14 л 70% спирта. Получено 9,6 л настойки с содержанием спирта 68%, а также 10 л рекуперата с содержанием спирта 25%.

Составьте уравнение материального баланса по абсолютному спирту (абс. сп.), определите технологическую трату и расходный коэффициент для расчета расходных норм.

Количество абсолютного спирта, взятого для экстрагирования составляет:

70 мл спирта в 100 мл раствора 70%, 700 мл в 1 000 мл раствора,

в 10 л раствора –7 л абс. сп.

в 14 л – Х л – Х = 9, 8 лабс. сп.

Количество спирта в готовой настойке:

68 мл в 100 мл настойки

680 мл в 1000 мл настойки

6,8 л в 10 л настойки

Х л абс. сп. в 9,6 л настойки Х = 6, 528 л

Количество спирта в рекуперате:

2,5 л абс спирта в 10 л рекуперата

Уравнение материального баланса

9,8 = 6,528 + 2,5 + 0,772

0,772/9,8 х100 = 7,88%

Красх. = 9,8/9,028 = 1,086

Уравнение материального баланса

9,8 = 6,528 + 2,5 + 0,772

Составьте расходные нормы на производство 300 кг пластыря свинцового, если материальные потери:

-оксида свинца на стадии измельчения составили 2%;

– жира свиного очищенного на стадии плавления -0,5%;

– оксида свинца, жира свиного и масла растительного на стадии смешивания компонентов – 1%.

1. Для составления расходных норм необходимо рассчитать расходный коэффициент для каждого компонента прописи, для чего необходимо знать массу исходных материалов и массу полученного готового продукта.

2. Состав пластыря свинцового простого:

Свинца оксида (СО) 100,0 кг

Жира свиного очищенного (ЖСО) 100,0 кг

Масла растительного (МР) 100,0 кг

Воды очищенной достаточное количество

для оксида свинца

х = 2 кг – материальные потери, следовательно:

100 – 2 = 98 кг свинца оксида направлено на дальнейшие технологические стадии.

Стадия введенияоксида свинца в основу:

х = 0,98 кгматериальные потери, следовательно:

98 – 0,98 = 97,02 (кг)

уравнение материального баланса по оксиду свинца имеет вид:

Красх. = 100 / 97,02 = 1,03

для жира свиного очищенного

х = 0,5 кгматериальные потери

100 – 0,5 = 99,5 (кг)

Стадия смешивания компонентов:

х = 0,995 кг – материальные потери; следовательно, масса жира свиного очищенного, введенная в реактор для варки пластыря составила:

99,5 – 0,995 = 98,51 кг;

уравнение материального баланса по жиру свиному очищенному имеет вид: 100 = 98,505+1,495

Красх. (ЖСО) = 100 / 98,505 = 1,01518 = 1,0152

для масла растительного

Стадия смешивания ингредиентов:

х = 1,0 кг – материальные потери

100 – 1 = 99,0 кг масла растительного поступило в реактор

Красх. (МР) = 100 / 99,0 = 1,01

4. Для составления расходных норм находим количества компонентов по прописи с учетом Красх. для каждого ингредиента:

m (СО)= 100 ∙ 1,03 = 103 (кг)

m (ЖСО) = 100 ∙ 1,0152 = 101,52 (кг)

m (МР) = 100 ∙ 1,01 = 101,0 (кг)

Расходные нормы на производство 300 кг пластыря свинцового простого:

Свинца оксида 103,0 кг

Жира свиного очищенного 101,52 кг

Масла растительного 101,0 кг

Воды достаточное количество

На фармацевтическом предприятии при производстве порошка кислоты борной на стадии измельчения из 100 кг взятого исходного продукта получено 98 кг порошка. При просеивании порошка получили просева в количестве 78 кг и отсева 16,6 кг.

Составьте общее уравнение материального баланса и по стадиям(измельчения и просеивания) с учетом отходов. Найдите выход, трату и расходный коэффициент.

уравнение материального баланса на стадии измельчения имеет вид:

технологическая трата 2/100= 0,02х100 = 2%

К расх. = 100/98 = 1,020

Уравнение материального баланса на стадии просеивания имеет вид:

Отсюда выход составляет: 78 /(98 -16,6)= 78 / 81,4 = 95,82%

Технологическая трата: 3,4/(98 -16,6) = 4, 18%.

К расх. = 98 -16,6/78=1,044

общее уравнение материального баланса с учетом отходов (побочных продуктов) имеет вид:

100,0 = 78,0 + 16,6 + 5,4

Выход 78х100/100 – 16,6 = 93,53%

Технологическая трата 5,4х100/100 – 16,6 = 6,47%

К расх. = 100 – 16,6/78 = 1,069

Общее уравнение материального баланса:

100,0 = 78,0 + 16,6 + 5,4

Выход 78х100/100 – 16,6 = 93,53 %

Технологическая трата 6,47%

К расх. = 100 – 16,6/78 = 1,069

Задачи по материальному балансу

В таблеточном цехе фармацевтического предприятия при производстве таблеток получено 96 кг ядер таблеток. Для их покрытия прессованными оболочками взято 5 кг вспомогательных веществ. После нанесения оболочки масса готового продукта составила 100 кг. Составьте уравнение материального баланса на стадии покрытия таблеток оболочками. Рассчитайте выход, трату и расходный коэффициент.

В цехе фармацевтического предприятия при производстве детской присыпки (Aspersiopuerilis) израсходовано 10 кг крахмала, 10 кг цинка оксида и 80 кг талька. Получено 95 кг готового продукта.

Составьте уравнение материального баланса. Рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы для получения 1 000 кг присыпки.

В цехе фармацевтического предприятия при производстве препарата «Гальманин» (Galmaninum) израсходованокислоты салициловой – 2 кг, цинка оксида – 10 кг, талька 44 кг, крахмала – 44 кг.

Получено 97 кг готового продукта.

Составьте уравнение материального баланса. Рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы для получения 1 000 кг препарата.

В цехе фармацевтического предприятия при производстве препарата «Порошок корня солодкового сложный (PulvisGlycyrrhizaecompositus) – израсходовано корня солодкового и листьев сены – по 20 кг, плодов фенхеля и серы очищенной – по 10 кг, сахара – 40 кг. Получено 98 кг готового продукта.

Составьте уравнение материального баланса. Рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы для получения 1 000 кг препарата.

При изготовлении 10 кг пластыря свинцового сложного получено 8 кг готового продукта. Составьте материальный баланс, рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы на получение 100 кг пластыря.

Рассчитайте расходные нормы на изготовление 30 ментоловых карандашей, если масса карандаша – 5 г и расходный коэффициент равен 1,030.

При изготовлении 100 кг эпилинового пластыря получено 96 кг готового продукта. Составьте материальный баланс, рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы на получение 150 кг пластыря.

Составьте расходные нормы на получение 50 кровоостанавливающих карандашей, если масса карандаша – 10,0 г и расходный коэффициент равен 1,008.

При изготовлении 100 кг мозольного пластыря получено 98 кг готового продукта. Составьте материальный баланс, рассчитайте выход, трату, расходный коэффициент и расходные нормы на получение 150 кг пластыря.

Составьте расходные нормы на получение 500 карандашей ляписных, если масса одного карандаша равна 0,55 г, а коэффициент расходный равен 1,035.

[spoiler title=”источники:”]

http://buhguru.com/buhgalteria/materialnyj-balans.html

http://pandia.ru/text/80/431/50048.php

[/spoiler]

Предложите, как улучшить StudyLib

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)