والتوازن المادي مفهوم أساسي في الهندسة الكيميائية يشمل حصر كتلة المواد التي تدخل وتترك نظاما، ومن الضروري في عمليات الدفع فهم المعادلات الأساسية لضمان المراقبة السليمة للعملية وتحقيق الحد الأمثل لها، وتناقش هذه المادة المعادلات والحسابات الرئيسية المستخدمة في تحقيق التوازن المادي في عمليات الدفع.

معادلة الرصيد المادي الأساسي

والمعادلة الأساسية للتوازن المادي في عملية دفعة هي:

Input - Output + Generation - Consumption = Change in Storage]

وبالنسبة لمعظم عمليات الدفع، لا يُذكر توليد واستهلاك المواد، مما يبسط المعادلة على ما يلي:

Input - Output = Change in Storage]

التطبيق في عمليات الصيد

وفي عملية دفعة نموذجية، ينطوي الرصيد المادي على تتبع الكمية الأولية من المواد الخام، وأي إضافات خلال العملية، والمنتج النهائي، ويعكس التغيير في التخزين الفرق بين الكميات الأولية والكميات النهائية.

فعلى سبيل المثال، إذا أضيفت المواد الخام أثناء العملية، فإن مجموع المواد في النظام يزداد تبعا لذلك، وعلى العكس من ذلك، إذا أزيلت المواد أو حولت إلى منتجات، فإن مجموع الانخفاضات.

الحسابات والأمثلة

يُفترض أن يبدأ مفاعل دفعة ب 100 كيلوغرام من المواد الخام، وأثناء التجهيز، يتم تشكيل 20 كيلوغراما من المنتجات، و 5 كيلوغرامات من المواد غير المُصَدَّدة كهدر، ويؤكد التوازن المادي ما يلي:

المواد الأولية + الإضافات = المواد النهائية + الاستهلاك

100 كغم + صفر كغم = 20 كغم + 85 كغم

أما هنا، فإن المادة النهائية تبلغ 105 كيلوغرامات، وهي تمثل المنتج والنفايات، وتؤمن الحسابات السليمة كفاءة العمليات والمساءلة المادية.