、啤酒糟加工的可利用價值
啤酒糟是啤酒廠將生產(chǎn)啤酒的主要原料——麥芽、大米和啤酒花經(jīng)糖化、糊化工藝進行過濾或壓濾之后殘留的固體物質(zhì)。它的主要組成成份是麥殼、麥胚、米胚及胚乳,這些組成成份中含有大量未分解和難以分解的粗蛋白、粗纖維和粗脂肪等高分子營養(yǎng)物質(zhì),它被加工后現(xiàn)已成為飼料生產(chǎn)蛋白原料來源之一。 下表是 99 年河南省農(nóng)業(yè)科學研究院和 2005 年鄭州牧業(yè)?茖W;灥慕Y(jié)果(見表一)檢驗項目
粗蛋白
粗脂肪
粗纖維
水分
灰分
檢測結(jié)果
34 %
7.4 %
14 %
9.5 %
3.4 %
二、啤酒糟加工的工藝與設備:
目前啤酒廠家加工啤酒糟的工藝主要是:先機械脫水,后烘干處理。
啤酒廠糖化后的鮮啤酒糟含水率一般大于 85 %,此時將啤酒糟進行機械脫水可使啤酒糟中大部分游離水分由原來的 85 %以上降低到 65 %以下,而這種生產(chǎn)方式是經(jīng)多家啤酒廠實踐證明加工成本最低的一種生產(chǎn)方式,這種生產(chǎn)方式采用的主要設備就是脫水機或者叫壓榨機。
接著進行烘干處理,啤酒糟的烘干就是將啤酒糟中一小部分游離水分和大部分結(jié)合水分經(jīng)過熱交換方式蒸發(fā)掉,使啤酒糟的水分由 65 %降低到 10 %以下,這種烘干工藝實際上也叫干燥工藝。目前大多數(shù)廠家采用的設備主要是回轉(zhuǎn)滾筒干燥機或沸騰床干燥機。
三、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項目是:煤、電、工資、設備折舊與維修費。下面是關于成本分析的理論計算,我把回轉(zhuǎn)滾筒干燥機和沸騰床干燥機作以比較(以年產(chǎn) 5 萬噸啤酒廠為例),以便用戶將來投資時參考。
理論計算有關參數(shù):
啤酒糟烘干前水分 65 %
啤酒糟烘干后水分 10 %
啤酒糟進干燥設備的平均溫度 50 ℃
啤酒糟出干燥設備的平均溫度 63 ℃
濕啤酒糟的平均比熱 0.78 kcal/kg · ℃
回轉(zhuǎn)滾筒干燥機產(chǎn)量 500 kg/h
沸騰床干燥機產(chǎn)量 500 kg/h
(以上數(shù)據(jù)為我單位多次測定的平均值)
1) 生產(chǎn) 1 噸干啤酒糟需蒸發(fā)的水分
計算公式: ω = × 100 ( % ) = × 100 ( % )
式中: ω — 啤酒糟的含水率( % )
W — 啤酒糟的水分含量 ( kg )
G — 啤酒糟的總質(zhì)量 ( kg )
Gg — 啤酒糟干物質(zhì)的質(zhì)量 ( kg )
啤酒糟干燥前后物料的干物質(zhì)質(zhì)量是不變 的,假設干燥前所需啤酒糟的質(zhì)量為 G ' , 那么:
G ' =
=2.57 (噸)
干燥 2.57 噸脫水后的濕 啤酒糟,才能生產(chǎn) 1 噸干啤酒糟。
需要蒸發(fā)的水分量為 G 水 = 2.57-1 = 1.57 (噸)2) 生產(chǎn) 1 噸干 啤酒糟所需的煤量
干燥 1 噸啤酒糟吸收熱量水分在干燥設備中升溫吸熱 Q 1 = G 水 × C ×△ t = 1570 × 0.78 ×( 63-50 ) =15919.8 ( kcal )
水分在干燥設備中蒸發(fā)吸熱 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 噸 6000 大卡標煤的發(fā)熱量 Q = 6000 × 1000 = 6 × 10 6 ( kcal )
干燥 1 噸干啤酒糟所需煤量 921652.8 ÷ 6 × 10 6 = 154 ( kg )
考慮 20 %的熱損后所需煤量 154 ×( 1+20 %) =184 ( kg )
在實際生產(chǎn)過程中,由于煤中含有不可燃物質(zhì),如煤干石等,再加上煤燃燒不可能非常徹底,經(jīng)過多年來對直熱式回轉(zhuǎn)滾筒干燥機的現(xiàn)場測量和年平均耗煤統(tǒng)計,實際 1 噸干啤酒糟需煤量為 240 kg 左右 ,而沸騰床式干燥機采用的是蒸汽干燥,其耗汽量在 2.0~2.4 噸,折標煤為 500 kg 左右。
3) 生產(chǎn) 1 噸干啤酒糟所需電量序號
設備名稱
規(guī)格型號
單位
數(shù)量
動力( kw )
1
預脫水
LSG — 250
臺
1
1.5
2
脫水機
TH — 350
臺
1
11
3
上料機
LSG — 250
臺
1
2.2
4
干燥滾筒
GZT — 1416
臺
1
7.5
5
出料機
LSG — 200
臺
1
1.5
6
引風機
Y5 — 47 — 6C
臺
1
18.5
7
閉風器
TGFY — b
臺
1
0.75
8
粉碎機
5FSP
臺
1
18.5
9
粉碎機進出料機
LSG — 200
臺
2
1.5
合計
10
62.95
該套設備動力配置共計 10 臺,總裝機容量為 62.95 kw 。本套設備基本上是連續(xù)轉(zhuǎn)動的,經(jīng)過多年來多家使用,我們也在儀表盤多次觀測,其正常電源和電壓數(shù)據(jù)(見下表三):項目名稱
儀表顯示
備注
供電電壓
380V
正常生產(chǎn)電壓
連續(xù)生產(chǎn)電流
58A
24 小時運轉(zhuǎn)
功率因數(shù)
0.95
補償電容后的 COS ψ
計算耗電量 P= V × I × COS ψ =1.73 × 380 × 58 × 0.95=36.3 ( kw)
每小時耗電 N=P × H=36.3 ( kw) × 1( 小時 ) =36.3 (度)
每噸耗電 36.3 × (1000/500)=72.6 (度)
此理論計算值和多年來我們的實測值數(shù)據(jù)是基本一致的。
⑵ 沸騰床干燥機所用的主要設備及配置功率(見下表四)
序號
設備名稱
規(guī)格型號
單位
數(shù)量
動力( kw )
1
預脫水機
LSG — 300
臺
1
1.5
2
螺旋壓榨機
TL — 450
臺
1
15
3
松散機
BSS — 165
臺
1
2.5
4
控制供料機
LSG — 165
臺
1
2.2
5
離心風機
15580m 3 /h
臺
1
45
6
斗提機
DTG36/23
臺
1
4
7
粉碎機
FSP — 56 × 40
臺
1
30
8
封閉喂料機
TWY30
臺
2
30.75
該套設備動力配置 13 臺,總裝機容量為 112.2 kw ,連續(xù) 24 小時運轉(zhuǎn)的電壓與電流(見下表五)項目
表盤顯示
說明
供電電壓
380V
供電正常電壓
連續(xù)生產(chǎn)電流
125A
24 小時連續(xù)運轉(zhuǎn)
瞬時運行電流
160A
功率因數(shù)
0.95
電容補償后的 COS ψ
計算耗電量 P= V × I × COS ψ =1.73 × 380 × 140 × 0.95=87434 ( w)
每小時電度量 N=P × H=87.4 ( kw) × 1 (小時 ) =87.4 (度)
每噸產(chǎn)品電耗 87.4 ×( 1000/500 ) =175 (度) 4) 工資一個年產(chǎn) 5 萬噸 啤酒廠,不論使用回轉(zhuǎn)滾筒干燥機或者沸騰床干燥機,每班人工確定 3~4 人都能滿足正常生產(chǎn)要求。由于各地方經(jīng)濟條件不同,一般情況下 1 噸干啤酒糟合 20 元左右。
5) 設備投資折舊及維護費用
下表列出生產(chǎn)啤酒 5 萬噸配套設備的投資費用 :
項目名稱
回轉(zhuǎn)滾筒
沸騰床
設備費
22~24
50~53
安裝及非標制作費
2
5
調(diào)試及培訓費
1
3
項目合計
25~27
58~61
(另沸騰床不含熱源設備費,回轉(zhuǎn)滾筒含熱源設備費) 一般情況下,設備折舊按使用壽命為 10 年進行計算,回轉(zhuǎn)滾筒每年需 2.6 萬元,沸騰床每年需 6 萬元;維修費回轉(zhuǎn)滾筒每年需 0.5 萬元足夠,沸騰床因制作復雜些每年需 3 萬元左右。 四、結(jié)束語:
95 年第一期《中國啤酒通訊》發(fā)表了“啤酒糟脫水干燥的理論計算和實際效果”, 98 年第六期《中國啤酒通訊》發(fā)表了“啤酒糟飼料化加工技術的研究和應用”,這兩篇文章從不同側(cè)面都分析了啤酒糟干燥設備投資效益。本文參考這兩篇文章并結(jié)合多年實際生產(chǎn)操作經(jīng)驗加以理論化計算,概括得出以上結(jié)論,希望對大家投資啤酒糟干燥設備有所幫助。
2006年10月20日
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