（6）选定计算基准。计算基准是工艺计算的出发点，选得正确，能使计算结果正确，而且可使计算结果大为简化。因此，应该根据生产过程特点，选定统一的基准。在工业上，常用的基准有：
①以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准。这类基准适用于连续操作过程及设备的计算。如酒精工厂设计，可以每小时所需千克原料量或每小时产千克酒精量为计算基准。
②以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料为计算基准。对于固体或液体常用单位质量(t或kg)，对于气体常用单位体积或单位摩尔数(L，m3或mol)，热量一般以焦耳为单位(J)。例如啤酒工厂物料衡算，可以100kg原料出发进行计算，或以100L啤酒出发进行计算。
③以加入设备的一批物料量为计算基准。如啤酒生产，味精、酶制剂、柠檬酸生产，均可以投入糖化锅、发酵罐的每批次物料量为计算基准。
上述第②和③类基准常用于间歇操作过程及设备的计算。
（7）由已知数据，根据物料衡算式进行物料衡算。
根据物料衡算式和待求项的数目列出数学关联式，关联式数目应等于未知项数目。当关联式数目小于未知项数时，可用试差法求解。
（8）校核与整理计算结果，列出物料衡算表（表2-9），包括：进入和离开设备的各物料名称、各物料的组成成分、100%物料量（即干物料量）、密度和体积等。
（9）绘出物料流程图。
根据计算结果绘制物料流程图。物料流程图能直观地表明各物料在生产工艺过程的位置和相互关系，是一种简单、清楚的表示方法。物料流程图要作为正式设计成果，编入设计文件，以便于审核和设计施工。
3.物料衡算实例
（1）每班实际生产量计算：
成品率99-7%，班产20t成品罐头需每班实际生产量为：20÷99-7%=20-06t；
每班实际生产850g装整菇罐头量为：20×30%×60%÷99-7%=3-611t。
（2）每班整菇原料消耗量计算：
850g装整菇罐头的每吨成品所需整菇原料为0-87t，则生产850g装整菇罐头每班实际所需整菇原料消耗量为：3-611×0-87=3-14t。
（3）每班空罐耗用量计算：
每班实际生产850g装罐头(包括整菇和片菇，其包装所用罐形一致)量为6-018t，每吨产品需用9124号空罐1189只，每班共需9124号空罐量为：6-018×1189=7155只。
（4）每班包装纸箱耗用量计算：生产850g装罐头(包括整菇和片菇)，7155只罐头在生产过程中损耗1%，每个纸箱包装24只罐头，则每班共需包装9124号罐头的包装纸箱量为：7155×99%÷24=296只。
（5）其他不同规格产品的计算方式可以类推，将所有计算结果汇总后填入物料衡算表中。
在进行物料衡算时，往往通过查阅相关手册，先查得原辅料消耗定额，然后根据各工序的得率分步进行计算。以下列举了部分食品原料利用率表以及几种食品的原辅料消耗定额表，供参考。
二、水、汽用量计算
大部分食品加工企业在生产中都需要用水、汽（热），特别是水，几乎所有食品厂都要用。
这里的水、汽用量“估算”由于种种原因而造成的生产车间水、汽用量不可能得出或计算出与实际用量相符的较精确的数据。但“估算”的结果可为供水、汽管道的管径选择，管道的保温及水处理设备锅炉选择提供依据。
食品工厂中主要的载热体是饱和水蒸气，有时亦有热油、空气和水，而饱和水蒸气容易取得，输送方便，对压力、温度与蒸汽量的控制都较容易，同时，饱和蒸汽无毒，且具有较大的凝结潜热，对金属无显着的腐蚀性，价格便宜，可直接和食品接触等优点。所以，食品工厂广泛采用饱和水蒸气作为载热体。对蒸汽量的消耗、加热面积的大小、加热过程的时间以及加热设备的生产能力，都应通过最大负荷时热量衡算来确定。每台设备在加热过程中所消耗的热量应等于加热产品和设备所消耗的热量、生产过程的热效应以及借对流和辐射损失到周围介质中去的热量之和。
车间用水、汽量由于生产品种存在差异，一般计算有下列两种方法。
（一）用“单位产品耗水耗汽量定额”进行估算
这是一个粗略的估算，因为单位产品的耗水、耗汽定额因地区（南北）不同，原料品种差异及设备条件、生产能力大小以及工厂管理水平和职工素质等工厂实际情况的不同而有着较大幅度的变化。我国目前还缺乏具体和确切的技术经济指标。
1.按平均每吨成品的耗水耗汽量来估算
水、汽用量(kg／班)＝单位成品耗水、汽量(kg／kg成品)×班产量
根据对我国部分乳品厂耗水耗汽量数据的调查统计，其单位耗水耗汽量大致如表2-16所示。在对某厂进行水、汽耗量估算时可用该表中数据按上式计算每班的耗水耗汽量。
需要注意的是，有些设备的用水用汽量较大，在安排管路系统时，要考虑到它们在生产车间的分布情况。用水压力要求较高，用水量较大而又集中的地方，对蒸汽压力要求较高；用汽量较大而又集中的地方，应单独接入主干管路。
3.按生产规模拟定给水、汽能力
一个食品加工厂要设置多大的给水供汽能力，主要是根据生产规模，特别是班产量的大小而定。用水量与产量有一定的比例关系，但不一定成正比。班产量越大，单位产品的平均耗水量会越低，给水能力因而相应降低。
下面列举乳品方面的部分产品，按一定的生产规模推荐设置的给水能力如表2-19，供汽能力如表2-20所示。
②南方地区气温高，冷却水量较大，应取较大值。
以上三种“单位产品耗水耗汽量定额”估算方法，方法简便，但由于目前我国尚缺少具体和确切的定额指标，且单位产品的耗水耗汽额还因地区不同、原料品种的差异以及设备条件、生产能力大小、管理水平等工厂实际情况的不同而有较大幅度的变化，因而该计算方法所得结果往往与实际有较大出入。所以，用“单位产品耗水耗汽量定额”来计算就只能看作是粗略的估算。
（二）按实际生产所耗用的水、汽用量计算
按照实际用水用汽点采用逐项计算的方法进行用水用汽量的计算，车间的总耗水、汽量等于各用水用汽点的用量之和，经认真计算和核实后的用水用汽量结果比估算法更为准确。
以下是一些实际用水用汽量的计算公式举例。
1.生产车间的主要用水
（1）调配食品和添加汤汁的需水量W1（kg），一般根据工艺、班产量来定量。
W1＝GZρ［1+(10%~15%)］
式中：G——班产量，kg；
Z——单位产品在调制过程中或添加汤汁时所需水量，m3/kg；
ρ——水的密度，kg/m3。
（2）清洗物料或容器用水W2（kg），根据清洁程度和容器数量来定。
W2＝πd2vtρ 4
式中：d——进水管内径，m；
ρ——水的密度，kg/m3；
v——水的流速，m／s；
t——清洗时间，s。
（3）冷却用水W3（kg），包括冷却产品和二次蒸汽的冷凝。
W3＝D（i-i0） C(t2-t1)
式中：D——被冷却产品量，kg/h；
i——产品初始热焓，J/kg；
i0——产品冷却后热焓，J/kg；
C——冷却水比热，J/kg·K；
t2——冷却水出口温度，K；
t1——冷却水进口温度，K。
（4）冲洗地坪用水量。
根据实测数据，1t水可冲地坪40m2左右，若食品加工厂生产车间每4h洗1次，即每班至少冲洗2次，则有：
W4=2S 40（t）
式中：S——生产车间的面积，m2。
根据生产车间的工艺要求，可计算出每班生产过程的耗水量。
2.主要用汽部分
食品厂常用饱和水蒸气作为热源，因为它容易获得、输送方便、温度和压力等参数易于控制，且具有较大的凝结潜热，对食品不会带来有害影响。
（1）物料升温用汽量Q1（J），如热烫、杀菌、保温等。
Q1＝GC（t2-t1）
（2）固体熔化Q2（J），如熬糖。
Q2＝Gq
式中：q——熔化热，J/kg。
（3）溶剂、蒸汽浓缩和干燥用汽Q3（J）。
Q3＝Wγ
式中：W——蒸发了的溶剂量，kg；
γ——汽化潜热，J/kg。
（4）卫生用汽量Q4（J），如设备、管道等消毒用汽量。
（5）热损失Q5（J），在加热操作过程中设备向环境散热所消耗的热量。
Q5＝Fτa0（t1-t2）
式中：F——设备的传热面积，m2；
τ——操作时间，s；
a0——设备传热面外侧对空气的传热系数，W/(m2·K)。
在进行用水、汽量计算时，按生产工艺要求，把生产车间内的凡需用水、汽的工序、设备、设施都要进行水、汽量的计算，它们的总和即为所需估算的耗水、汽量。由此计算出每班所耗水、汽量，再根据班产量得出单位成品的耗水、汽量。由于这种单位产品耗水、汽量并未反映出生产用水、汽高峰进时耗用量。我们还必须根据生产过程编制用水（汽）作业表，在表中可看出高峰时耗量，生产时按高峰时耗量供水或汽，以保证正常的生产。计算法所得结果的虽然比估算准确，但因为实际使用中或多或少存在浪费现象，所以计算的理论数据往往还是比较实际所耗要低。这种差异随企业不同而不同，主要取决于企业管理水平和工人素质等因素。
三、耗冷量计算
食品营养丰富、含水量高，容易发生腐烂变质。冷藏与冷冻是食品常用的保藏方法之一。将食品快速降温能够减缓其品质劣变速度，防止品质下降。果蔬等植物性食品采收以后需要及时地进行冷却以排除田间热，抑制呼吸作用，保持其新鲜品质。有些食品加工工序需要在低温下进行，即低温是其加工生产所必需的条件，例如冰激凌生产过程中的保温、凝冻和冷藏等工序需要在低温条件下进行。
目前，有很多食品厂，尤其是冷冻食品厂，都建有配套的冷藏和冻藏库，用于对食品原料、辅料、半成品或成品的保藏。因此，应结合具体生产工艺要求，进行耗冷量的计算，为选定制冷系统以及其使用设备的型号、规格等提供依据。
（一）食品冷却过程中的传热问题
食品的冷却本质上是一种热交换过程，即让易腐食品的热量传递给周围的低温介质，在尽可能短的时间内（一般数小时），使食品温度降低到高于食品冻结点的某一预定温度，以便及时地抑制食品内的生物生化和微生物的生长繁殖的过程。
食品在冷却过程中的热交换，主要包括传导传热和对流传热。
1.传导传热
食品冷却时，热量从内部向表面的传递就是传导传热。食品内部有许多不同温度的面，热量从温度高的一面向温度低的一面传递。单位时间内以热传导方式传递的热量用Q表示。
Q=λA（t1-t2） x
式中：λ——食品的热导系数，W/（m·K）；
A——传热面积，m2；
t1、t2——两个面各自的温度，K；
x——两个面之间的距离，m。
2.对流传热
对流传热是流体和固体表面接触时互相间的热交换过程。食品冷却时，热量从食品表面向冷风或冷水传递就属于对流传热。单位时间内从食品表面传递给冷却介质的热量用Q（W）表示。
Q（W）=αA(ts-tr)
式中：α——对流传热系数，W/(m2·K)；
A——食品的冷却表面积，m2；
ts——食品的表面温度，K；
tr——冷却介质的温度，K。
从上式可以看出，对流放热的热量与对流传热系数，传热面积，食品表面与冷却介质的温差成正比。
由于导热系数是食品的物性参数，其值一般可以由实验确定，也可从有关手册或参考书中查到。而对流传热系数非食品的物性参数，受到多种因素的影响，确定某种具体条件下的对流传热系数是一项比较复杂且困难的工作，需要用到对流传热系数的准数关联式。这部分内容请参阅《食品工程原理》中的相关章节的内容。
从表2-22可以看出，流体的流动速度越快，则对流传热系数越大。因此当食品进行冷却时，常采用风机或搅拌器强制地驱使流体对流，以提高食品的冷却速度。
（二）食品材料的热物理数据
1.查表法
目前通过查表法获得的食品材料的热物理数据是通过实验测得的结果，这些数据的测量是从18世纪开始的。目前的数据中约有2/3是在20世纪50~60年代发表的。这些数据虽然有些离散度很大，但如果不是特别精确的计算，通过直接查表获得的数据计算是非常简便的方法。
2.估算法
在进行传热计算时需要用到许多热物理数据(如密度、比热容、导热系数等)，而由于食品种类繁多，有许多数据通过查表法可能无法直接查到这些热物理数据，这种情况下，我们可以通过以下一些经验公式对其进行估算。
食品材料的热物理性质的估算法是根据食品的组分、各组分的热物理性质（表2-23）进行估算的结果。由于食品的热物理性质与其含水量、组分、温度，以及食品的结构、水和组分的结合情况等有关，所以估算结果可能存在较大的偏差，但该方法在工程上仍然有着重要的应用。
（1）密度。
1 ρ=wv1 ρv+ws1 ρs+wi1 ρi=∑iwi ρi
式中：ρv、ρs、ρi——未冻水、固体成分和冰的密度；
wv、ws、wi——未冻水、固体成分和冰的质量分数。
