3.2.3. Материальный баланс

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 G₂ следует рассчитать следующим образом:

4,9 · 96 / 100 = 4,704 кг.

Тогда 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_расх величина 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.