ويعد تحليل التوازن المادي أمرا أساسيا في هندسة العمليات لتحديد معدلات التدفق وتكوينات المواد الغذائية والمنتجات، وتساعد الحسابات الدقيقة على تحقيق أفضل مستوى من العمليات وضمان السلامة والكفاءة، وتوضح هذه المادة الخطوات التي تنطوي عليها حساب تركيبات المواد الغذائية والمنتجات في توازن مادي نموذجي.

الرصيد المادي

ويشمل الرصيد المادي المحاسبة لجميع المواد التي تدخل وتترك نظاما، والمبدأ الأساسي هو أن حجم المدخلات يساوي كتلة النواتج بالإضافة إلى أي تراكم داخل النظام، وفي العمليات الثابتة للدول، يكون التراكم صفرا، مما يبسط الحسابات.

الجدول الزمني للتغذية

ويعرف تركيبة التغذية عادة أو يقاس مباشرة، ويُعبر عنها بالنسب المئوية أو بالقطع لكل عنصر في مجرى التغذية.

  • قياس معدل تدفق التغذية الإجمالي.
  • تحليل عينة التغذية لإيجاد تركيزات العناصر
  • حساب تدفق كل عنصر من العناصر أو الطحالب.

الجدول الزمني حسب المنتجات

وتستمد تركيبات المنتجات من معادلة التوازن المادي، ويمكنك، مع معرفة تركيبة التغذية ومعدلات التدفق، أن تحدد كمية كل عنصر من مكونات المنتجات.

وتشمل الخطوات العامة ما يلي:

  • (ب) كتابة معادلة التوازن المادي لكل عنصر.
  • استخدام معدلات تدفق الأغذية والتكوينات المعروفة.
  • حل المعادلات المتعلقة بمعدلات وتركيبات تدفق المنتجات غير المعروفة.

حساب نموذجي

يفترض أن يكون مجرى التغذية يحتوي على 30 في المائة من العنصر ألف و70 في المائة من العنصر باء، مع معدل تدفق قدره 100 كيلوغرام/ساعة. وتنتج هذه العملية منتجاً يبلغ معدل تدفقه 80 كيلوغراماً/ساعة.

(أ) حساب المبلغ الإجمالي للمكون ألف في التغذية: 100 كيلوغرام/ساعة x 0.30 = 30 كيلوغرام/ساعة. وبافتراض عدم تكبد أي خسائر، يجب أن يحتوي المنتج على 30 كيلوغرام/ساعة من العنصر ألف. ومن ثم، فإن تكوين المنتج في العنصر ألف يبلغ 30 كيلوغرام/ساعة 01: 80 كيلوغرام/ساعة = 37.5%.