Bilans masowy

Bilans masowy to zestawienie wszystkich mas, które wchodzą do procesu i z niego wychodzą. Opiera się na zasadzie, że w procesie produkcyjnym masa nie znika i nie powstaje z niczego, więc wszystko, co do niego trafiło, musi się z niego wydostać albo w nim pozostać.

W najprostszej postaci bilans masowy zapisuje się tak:

masa na wejściu = masa na wyjściu + masa, która została w procesie

Na wejściu są surowce, woda, dodatki i wszystko inne, co trafia do procesu. Na wyjściu jest gotowy produkt, ale też woda odparowana podczas gotowania czy suszenia, odpady, ścieki, pył czy produkt odrzucony przez kontrolę jakości. Masa, która została w procesie, to np. produkt zalegający w zbiornikach i rurach. W procesie ciągłym, który pracuje stabilnie, nic się nie gromadzi, więc masa na wejściu jest równa masie na wyjściu.

Bilans można liczyć dla całego zakładu, jednej linii, jednego urządzenia albo jednego składnika, np. suchej masy, cukru czy tłuszczu. Bilans składnika jest szczególnie przydatny, gdy w procesie zmienia się ilość wody, bo ilość tego składnika pozostaje taka sama, mimo że zmienia się masa całego produktu.

Bilans masowy wykorzystuje się m.in. do:

• projektowania instalacji: na jego podstawie dobiera się wielkość zbiorników, wydajność pomp, suszarni czy wyparek,
• obliczania receptur: np. ile surowca potrzeba, żeby otrzymać określoną ilość produktu o zadanej zawartości wody,
• wykrywania strat: jeśli na wyjściu jest mniej, niż wynika z obliczeń, gdzieś w procesie produkt się traci,
• liczenia uzysku produkcyjnego: czyli jaka część surowców zamienia się w produkt na sprzedaż,
• planowania gospodarki odpadami i ściekami: ile odpadów i ścieków powstaje i co trzeba z nimi zrobić.

Przykład: Zakład produkujący karmę suchą dla psów suszy 1000 kg granulek, które zawierają 25% wody. Gotowa karma ma mieć 10% wody.

Najpierw liczy się suchą masę, której ilość podczas suszenia się nie zmienia: 75% z 1000 kg to 750 kg. W gotowej karmie te 750 kg ma stanowić 90% masy, więc karmy powinno być 750 : 0,9 ≈ 833 kg. Różnica, czyli około 167 kg, to woda, która odparowała w suszarni.

Bilans wygląda więc tak: 1000 kg na wejściu = 833 kg karmy + 167 kg odparowanej wody.

Jeśli po suszeniu zakład zważy tylko 810 kg karmy, w bilansie brakuje około 23 kg. To sygnał, że produkt gdzieś się traci, np. jako pył porywany z suszarni albo pokruszone granulki odsiewane przed pakowaniem. Bilans masowy pokazuje, że straty są, i pozwala oszacować ich wielkość, a dalsza analiza ustala, gdzie dokładnie powstają.