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啤酒糟加工的成本分析

    发表人:李留纪  附:本文同时刊登在2006年8月<<今日啤酒>>和2006年9月<<中国啤酒>>刊物上
 

啤酒糟加工的可利用价值

       啤酒糟是啤酒厂将生产啤酒的主要原料——麦芽、大米和啤酒花经糖化、糊化工艺进行过滤或压滤之后残留的固体物质。它的主要组成成份是麦壳、麦胚、米胚及胚乳,这些组成成份中含有大量未分解和难以分解的粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等高分子营养物质,它被加工后现已成为饲料生产蛋白原料来源之一。
      下表是 99 年河南省农业科学研究院和 2005 年郑州牧业专科学校化验的结果(见表一)
   

检验项目

粗蛋白

粗脂肪

粗纤维

水分

灰分

检测结果

34 %

7.4 %

14 %

9.5 %

3.4 %

 

、啤酒糟加工的工艺与设备:

   

   目前啤酒厂家加工啤酒糟的工艺主要是:先机械脱水,后烘干处理。

   

   啤酒厂糖化后的鲜啤酒糟含水率一般大于 85 %,此时将啤酒糟进行机械脱水可使啤酒糟中大部分游离水分由原来的 85 %以上降低到 65 %以下,而这种生产方式是经多家啤酒厂实践证明加工成本最低的一种生产方式,这种生产方式采用的主要设备就是脱水机或者叫压榨机。

   

   接着进行烘干处理,啤酒糟的烘干就是将啤酒糟中一小部分游离水分和大部分结合水分经过热交换方式蒸发掉,使啤酒糟的水分由 65 %降低到 10 %以下,这种烘干工艺实际上也叫干燥工艺。目前大多数厂家采用的设备主要是回转滚筒干燥机或沸腾床干燥机。

 

、啤酒糟加工的主要成本和成本分析

   

   啤酒糟加工的主要成本项目是:煤、电、工资、设备折旧与维修费。下面是关于成本分析的理论计算,我把回转滚筒干燥机和沸腾床干燥机作以比较(以年产 5 万吨啤酒厂为例),以便用户将来投资时参考。

   

理论计算有关参数:

啤酒糟烘干前水分 65 %

啤酒糟烘干后水分 10 %

啤酒糟进干燥设备的平均温度 50 ℃

啤酒糟出干燥设备的平均温度 63 ℃

湿啤酒糟的平均比热 0.78 kcal/kg · ℃

回转滚筒干燥机产量 500 kg/h

沸腾床干燥机产量 500 kg/h

(以上数据为我单位多次测定的平均值)

1) 生产 1 吨干啤酒糟需蒸发的水分

计算公式: ω = × 100 ( % ) = × 100 ( % )

式中: ω — 啤酒糟的含水率( % )

W — 啤酒糟的水分含量 ( kg )

G — 啤酒糟的总质量 ( kg )

Gg — 啤酒糟干物质的质量 ( kg )

啤酒糟干燥前后物料的干物质质量是不变 的,假设干燥前所需啤酒糟的质量为 G ' , 那么:

G ' =

=2.57 (吨)


干燥 2.57 吨脱水后的湿 啤酒糟,才能生产 1 吨干啤酒糟。

需要蒸发的水分量为 G 水 = 2.57-1 = 1.57 (吨)
   

2) 生产 1 吨干 啤酒糟所需的煤量

干燥 1 吨啤酒糟吸收热量

水分在干燥设备中升温吸热 Q 1 = G 水 × C ×△ t = 1570 × 0.78 ×( 63-50 ) =15919.8 ( kcal )

水分在干燥设备中蒸发吸热 Q 2 = G 水 × C ×△ t + G 水 ( i - t )

= 1570 × 1 × (100-63) + 1570 × (639.0-99.1)

= 58090 + 847643

= 905733 ( kcal )

Q = Q 1 + Q 2 =15919.8+905733=921652.8 ( kcal )

1 吨 6000 大卡标煤的发热量 Q = 6000 × 1000 = 6 × 10 6 ( kcal )

干燥 1 吨干啤酒糟所需煤量 921652.8 ÷ 6 × 10 6 = 154 ( kg )

考虑 20 %的热损后所需煤量 154 ×( 1+20 %) =184 ( kg )

   在实际生产过程中,由于煤中含有不可燃物质,如煤干石等,再加上煤燃烧不可能非常彻底,经过多年来对直热式回转滚筒干燥机的现场测量和年平均耗煤统计,实际 1 吨干啤酒糟需煤量为 240 kg 左右 ,而沸腾床式干燥机采用的是蒸汽干燥,其耗汽量在 2.0~2.4 吨,折标煤为 500 kg 左右。

    3) 生产 1 吨干啤酒糟所需电量

  以下是二种设备配套 5 万吨啤酒厂的使用情况比较。
  ⑴ 回转滚筒干燥机所用的主要设备及配置功率(见下表二)
   

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

动力( kw )

1

预脱水

LSG — 250

1

1.5

2

脱水机

TH — 350

1

11

3

上料机

LSG — 250

1

2.2

4

干燥滚筒

GZT — 1416

1

7.5

5

出料机

LSG — 200

1

1.5

6

引风机

Y5 — 47 — 6C

1

18.5

7

闭风器

TGFY — b

1

0.75

8

粉碎机

5FSP

1

18.5

9

粉碎机进出料机

LSG — 200

2

1.5

合计

10

62.95

       该套设备动力配置共计 10 台,总装机容量为 62.95 kw 。本套设备基本上是连续转动的,经过多年来多家使用,我们也在仪表盘多次观测,其正常电源和电压数据(见下表三):
   

项目名称

仪表显示

备注

供电电压

380V

正常生产电压

连续生产电流

58A

24 小时运转

功率因数

0.95

补偿电容后的 COS ψ

   

计算耗电量 P= V × I × COS ψ =1.73 × 380 × 58 × 0.95=36.3 ( kw)

每小时耗电 N=P × H=36.3 ( kw) × 1( 小时 ) =36.3 (度)

每吨耗电 36.3 × (1000/500)=72.6 (度)

此理论计算值和多年来我们的实测值数据是基本一致的。

   

  ⑵ 沸腾床干燥机所用的主要设备及配置功率(见下表四)

   

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

动力( kw )

1

预脱水机

LSG — 300

1

1.5

2

螺旋压榨机

TL — 450

1

15

3

松散机

BSS — 165

1

2.5

4

控制供料机

LSG — 165

1

2.2

5

离心风机

15580m 3 /h

1

45

6

斗提机

DTG36/23

1

4

7

粉碎机

FSP — 56 × 40

1

30

8

封闭喂料机

TWY30

2

30.75

       该套设备动力配置 13 台,总装机容量为 112.2 kw ,连续 24 小时运转的电压与电流(见下表五)
   

项目

表盘显示

说明

供电电压

380V

供电正常电压

连续生产电流

125A

24 小时连续运转

瞬时运行电流

160A

功率因数

0.95

电容补偿后的 COS ψ

   

计算耗电量 P= V × I × COS ψ =1.73 × 380 × 140 × 0.95=87434 ( w)

每小时电度量 N=P × H=87.4 ( kw) × 1 (小时 ) =87.4 (度)

每吨产品电耗 87.4 ×( 1000/500 ) =175 (度)
    4) 工资
   

   一个年产 5 万吨 啤酒厂,不论使用回转滚筒干燥机或者沸腾床干燥机,每班人工确定 3~4 人都能满足正常生产要求。由于各地方经济条件不同,一般情况下 1 吨干啤酒糟合 20 元左右。

   

5) 设备投资折旧及维护费用

   

下表列出生产啤酒 5 万吨配套设备的投资费用 :

   

项目名称

回转滚筒

沸腾床

设备费

22~24

50~53

安装及非标制作费

2

5

调试及培训费

1

3

项目合计

25~27

58~61

    (另沸腾床不含热源设备费,回转滚筒含热源设备费)
       一般情况下,设备折旧按使用寿命为 10 年进行计算,回转滚筒每年需 2.6 万元,沸腾床每年需 6 万元;维修费回转滚筒每年需 0.5 万元足够,沸腾床因制作复杂些每年需 3 万元左右。
 

、结束语:

   

95 年第一期《中国啤酒通讯》发表了“啤酒糟脱水干燥的理论计算和实际效果”, 98 年第六期《中国啤酒通讯》发表了“啤酒糟饲料化加工技术的研究和应用”,这两篇文章从不同侧面都分析了啤酒糟干燥设备投资效益。本文参考这两篇文章并结合多年实际生产操作经验加以理论化计算,概括得出以上结论,希望对大家投资啤酒糟干燥设备有所帮助。

 

2006年10月20日

 

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