Материальный баланс технологического процесса

Для определения расхода продуктов при проведении того или иного технологического процесса приготовления пищи, выхода готовой продукции, размеров и производительности аппаратов, а также расхода теплоты необходимо предварительно составить материальный баланс.

Для периодических процессов, материальный баланс составляется на одну операцию, для непрерывных процессов – на единицу времени, например на 1 ч.

По закону сохранения материи масса веществ, поступающих на переработку, должна быть равна массе веществ, прошедших переработку. Практически в процессе переработки пищевых продуктов имеют место потери, поэтому масса готовых продуктов, прошедших тот или иной технологический процесс, всегда меньше массы исходных продуктов, поступающих на обработку:

М₁ = М₂+ М_пот, (6.1)

где М₁ – масса продуктов, поступающих на тепловую обработку, кг;

М₂ – масса готовой продукции, кг;

М_пот – потери массы продуктов, кг.

В свою очередь

М₁ = m₁ + m₂ + … + m_n, (6.2)

где m₁, m₂ … m_n – массы отдельных составляющих продуктов.

Уравнение (6.1) называют уравнением материального баланса. Оно применимо ко всему процессу в целом и к любой его стадии. Материальный баланс может быть составлен для всех продуктов, участвующих в технологическом процессе, либо для отдельных его компонентов.

Материальный баланс для технологического процесса варки продуктов в большом количестве воды (например, картофеля) принимает следующий вид:

М₁ + W₁ = М₂ + W₂ + ∆W, (6.3)

где W₁ – масса воды, загружаемой в аппарат, кг;

W₂ – масса воды удаляемой после тепловой обработки, кг;

∆W – масса выпариваемой воды, кг.

Для технологического процесса варки первых блюд

М₁ + W₁ = М₂ + ∆W, (6.4)

где W₁ – масса жидкости (воды, бульона или молока), загружаемой в аппарат, кг;

Данные материального баланса обычно сводят в таблицу прихода и расхода продуктов (продуктовые ведомости). Материальный баланс имеет большое значение для правильного ведения технологических процессов. При проектировании новых предприятий он позволяет правильно выбирать схему технологического процесса, размеры аппаратов и машин. По материальному балансу выявляют непроизводительные потери, а также определяют состав и качество различных отходов или побочных продуктов.

Кроме того, на основании материального баланса определяют выход продуктов. Отношение массы готового продукта (М₂), полученного в результате проведения процесса, к массе исходных продуктов М₁ (М₁ + W₁) выраженное в процентах, называется выходом продукта. Обозначив выход готового продукта Z, получим

Z = ; Z = . (6.5)

Вследствие испарения воды в процессе тепловой обработки выход продукта всегда меньше 100%. Чем ближе выход к 100%, тем совершеннее процесс, тем меньше расход исходных продуктов и тем ниже стоимость полуфабрикатов или готовой продукции.

При осуществлении многих технологических процессов масса выпариваемой воды представляет собой значительную величину, которая зависит от вида продукта, продолжительности тепловой обработки и интенсивности подвода теплоты. Так, при жарке мясных натуральных изделий потери составляют 37…40%, рубленых – 19…30%; рыбных натуральных изделий – 18…20%; картофеля во фритюре – 50%.

Иногда выход готового продукта относят не к общему количеству загруженных продуктов, а к массе какого-либо одного из исходных продуктов (компонентов), в этом случае выход продукции может быть и больше 100%. Например, выход каш в кулинарной практике определяется по отношению к мaccе круп, загруженных в варочный котел.

Массу продуктов, загруженных в аппарат, и потери массы при тепловой обработке определяют по соответствующим нормам из сборника рецептур блюд и кулинарных изделий [8].

Нагрев пищевых продуктов связан с затратами тепловой энергии. При расчетах тепловых аппаратов, а также при оценке и исследовании существующих конструкций количество подводимой извне теплоты обычно приходится определять из уравнения теплового баланса, на основании чего вычисляется общий расход теплоты и мощность нагревателей или расход топлива.

Дата добавления: 2015-06-30