Автор : Николай Камынин
Все органические отходы пищевой промышленности и сельского хозяйства имеют одно общее свойство — большое содержание воды.
При этом, отходы пищевой промышленности представляют собой водные растворы органических составляющих исходного сырья с малой концентрацией последних.
Так как в таких отходах вода составляет от 80 до 95 процентов, то очевидным решением задачи утилизации отходов является их обезвоживание.
Т е повышение концентрации содержащихся в отходах органических веществ, для последующей реализации получаемого продукта.
Прежде, чем рассмотреть варианты возможного решения данной проблемы, определим исходные данные.
Для реализации сушки будем использовать в качестве теплоносителя водяной пар, с давлением не более 5 бар т е температурой не более 150 гр С.
В настоящее время, стоимость одной Гкал такого пара составляет 1120 руб. или 0.75 руб за кг пара.
Полученные далее результаты легко пересчитать на природный газ, учитывая, что стоимость его тепловой энергии в 1.5 раза меньше, чем стоимость энергии этого пара.
Для иллюстрации эффективности системного подхода к решению проблемы утилизации органических отходов, возьмем для примера пивную дробину — отходы пивоваренной промышленности. Далее кратко представлены возможные результаты, получаемые при усложнении реализуемой технологии с учетом реальной рыночной ситуации.
Сырая пивная дробина имеет влажность 80%. Поэтому ее необходимо либо в течении 24 часов использовать для питания животных, либо , что делают чаще всего, вывозить на свалку или в овраги под видом продажи на корм.
Теперь предположим, что мы высушили дробину до влажности 10% и получили сухую пивную дробину (ТУ9184-001-2008) — экологически чистый продукт, стоек при хранении и транспортабелен. Если сушка осуществляется при высокой температуре, то часть белковых веществ дробины превращается в не перевариваемую при скармливании животным форму, что вызывает снижение питательной ценности сухой дробины по сравнению со свежей.
Предположим, что сушку мы осуществили щадящую и ухудшение свойств белка не произошло.
При влажности 80%, в 1 кг сырой дробины содержится 0.2 кг сухого вещества.
В конечном продукте влажность составляет 10%.
Поэтому для получения 1 кг сухой дробины , содержащей 0.9 сухого вещества, нам необходимо переработать 4.5 кг сырой дробины, удалив из нее 3.5 кг воды.
Для барабанной паровой сушилки удельный расход пара составляет 1.65 кг.
Таким образом, для получения 1 кг сухой дробины необходимо затратить 5.77 кг пара, что будет стоить нам 4.35 руб.
Кормовые свойства сухой дробины близки по свойствам к фуражному ячменю, поэтому цена дробины также близка к цене последнего, которая составляет в настоящее время 7 руб. за кг, а цена сухой дробины составляет 6 руб. за кг.
Таким образом, при применении простейшей технологии, прибыль без учета зарплаты и стоимость оборудования при прямой сушке пивной дробины, составит всего 28% от стоимости теплоносителя.
Сухая дробина имеет очень ограниченное применение в кормлении животных. Поэтому для больших объемов отходов возникает проблема сбыта ее или проблема хранения.
При хорошем урожае, стоимость сухой дробины будет ниже стоимости затраченного на сушку пара, так как стоимость энергоносителей со временем лишь увеличивается.
Чаще всего, для экономии затрат энергоносителей реализуют схему неполной переработки дробины.
Для этого исходную сырую дробину с помощью пресса или сепаратора разделяют на два потока твердую часть (кек) и жидкую часть (фугат).
Влажность твердой части при этом составляет обычно 65%.
При этом, фугат, как правило, тихо сливают в канализацию, а кек сушат.
В этом случае, для получения 1 кг сухой дробины, содержащей 0.9 сухого вещества, нам необходимо переработать 2.57 кг сырой дробины, испарив из нее 1.57 кг воды и тихо слить в канализацию на каждый кг сухой дробины 1 кг фугата.
В таком варианте затраты теплоносителя на получение 1 кг сухой дробины составят 2.59 кг пара, что будет стоить нам 1.95 руб.
Слив в канализацию фугата не только не решает проблему загрязнения окружающей среды, но и приводит к существенному обеднению получаемой сухой части дробины углеводными растворенными питательными веществами.
В результате получаемую в большом количестве сухую дробину сложно продать, что вынуждает снижать цену продажи с 6 до 3 руб.
При этом , прибыль без учета зарплаты и стоимость оборудования при сливе фугата и сушке отжатой пивной дробины, составит уже 50% от стоимости пара.
Но проблема в сбыте остается в силе, особенно для больших производств.
Реальное решение проблемы переработки пивной дробины в высоко рентабельный продукт возможно лишь при условии видоизменения биохимического состава получаемого продукта.
Так существенным недостатком сухой дробины является высокое содержание в ее составе клетчатки, что ограничивает ее применение в основном для откорма жвачных животных.
Существующие в настоящее время технологии позволяют изменить биохимический состав сухой дробины и получить в результате углеводно-белковый корм (УБК) и углеводно-белковые пищевые добавки (УБПБ).
Для примера в таблице приведен биохимический состав УБК в сравнении с сырой и сухой пивной дробиной:
|
Показатель |
Дробина сырая | Дробина сухая |
УБК |
| Влага,% | 76.8 | 11.3 | 10.0 |
| Обменная энергия(КРС),Мдж | 2.4 | 8.7 | 13.3 |
| Обменная энергия(свиньи),Мдж | 2.0 | 7.6 | 12.5 |
| Обменная энергия(овцы),Мдж | 2.4 | 8.7 | 14.3 |
| Кормовые единицы | 0.2 | 0.8 | 1.3 |
| Сырой протеин, % | 5.8 | 23.9 | 30.8 |
| Сырая клетчатка, % | 3.9 | 22.3 | 10.4 |
| Сырой жир, % | 17.0 | 77.5 | 64.7 |
| БЭВ, г/кг | 107.0 | 406.0 | 410.7 |
| Зола, г/кг | 4.4 | 25.0 | 23.3 |
| Кальций, г/кг | 0.5 | 0.4 | 7.2 |
| Фосфор, г/кг | 1.1 | 0.5 | 6.0 |
Сравнительные данные, приведенные в таблице, показывают, что между УБК и сырой и сухой пивной дробиной, имеются существенные различия:
Обменная энергия для КРС и овец УБК больше на 5,67 МДж/кг или 65,39%, чем у сухой пивной дробины и на 11,99 МДж/кг или 610,2%, чем у сырой пивной дробины.
Обменная энергия для свиней УБК больше на 4,91 МДж/кг или 64,52%, чем у сухой пивной дробины и на 10,52 МДж/кг или 526,0%, чем у сырой пивной дробины.
Кормовых единиц в УБК больше на 0,52 корм. ед. или 69,33%, чем в сухой пивной дробине и на 1,6 корм. ед. или 504,76%, чем в сырой пивной дробине.
Содержание сырого протеина в УБК больше на 69,0 г/кг или 28,87%, чем в сухой пивной дробине и на 250,0 г/кг или 431,03%, чем в сырой пивной дробине.
Содержание сырой клетчатки в УБК меньше на 119,0 г/кг или 53,36%, чем в сухой пивной дробине и на 65,0 г/кг или 166,67% больше, чем в сырой пивной дробине.
Содержание сырого жира в УБК меньше на 12,83 г/кг или 16,55%, чем в сухой пивной дробине и на 47,67 г/кг или 280,41% больше, чем в сырой пивной дробине.
Содержание БЭВ в УБК больше на 4,70 г/кг или 1,16%, чем в сухой пивной дробине и на 303,70 г/кг или 283,83%, чем в сырой пивной дробине.
Содержание золы в УБК меньше на 1,73 г/кг или 6,92%, чем в сухой пивной дробине.
Содержание кальция в УБК больше на 6,83 г/кг или 1845,95%, чем в сухой пивной дробине и на 6,70 г/кг или 1340,00%, чем в сырой пивной дробине.
Содержание фосфора в УБК больше на 5,50 г/кг или 1100,00%, чем в сухой пивной дробине и на 4,90 г/кг или 545,45%, чем в сырой пивной дробине.
Реализация подобной технологии имеет несколько вариантов и зависит от конкретного предприятия и рыночной ситуации на близлежащей территории.
В некоторых случаях, себестоимость получаемой продукции может быть даже ниже, чем при производстве сухой дробины.
Получаемый продукт по своей ценности соответствует полноценному комбикорму и может быть реализован по цене не ниже 10 руб. за кг, при стоимости комбикорма в настоящее время в 13 руб. за кг.
Таким образом, по данной технологии реализуется не только безотходная переработка пивной дробины, но и получается прибыль без учета зарплаты и стоимость оборудования в размере не менее 130% от стоимости теплоносителя.
Учитывая постоянно существующий спрос на полноценные корма, обеспечить постоянный сбыт УБК, при дисконте цены в 25% относительно аналога, вполне реально.
Следующая технология преобразования биохимического состава пивной дробины обеспечивает возможность получения УБПД для производства продуктов питания.
Технологии переработки пивной дробины в корм могут быть реализованы как на самом пивоваренном заводе, так и на комбикормовом заводе или на животноводческой ферме.
Безусловно, что реализация технологии получения пищевых добавок наиболее оптимально реализуется на самом пивоваренном предприятии.
Конечно, требования для реализации такой технологии более жесткие, но и получаемый продукт имеет несравненно более высокую цену.
Так аналог получаемой из пивной дробины УБПД имеет рыночную цену в настоящее время 100 руб за кг.
Таким образом, по данной технологии реализуется не только безотходная переработка пивной дробины, но и получается прибыль без учета зарплаты и стоимость оборудования в размере 2000% от стоимости теплоносителя.
Таким образом, системный подход к решению проблемы переработки отходов пищевой промышленности, на примере переработки пивной дробины, потенциально обеспечивает возможность превращения убыточной утилизации отходов в высоко прибыльное производство, с нормой прибыли соизмеримой с основным производством, например, производством пива.
Естественно возникает вопрос, почему же не реализуются такие технологии?
Предлагаю следующий вариант ответа:
Внедрение таких технологий требует учета многих технических и экономических факторов,
при этом особенности реализация этих технологий лежат вне области интересов и понимания владельцев основного производства.
Поэтому для реализации таких технологий, как в производстве пива, так и в других пищевых и сельхоз. производствах, требуется создание новых самостоятельных производственно-торговых предприятий в структуре существующих производств.
Т е необходима структурная перестройка существующих производств, что требует освоения системного подхода к данной проблеме владельцами данных производств.
А это еще большая проблема, чем высоко рентабельная переработка органических отходов.
