Затратного метода производства твердых жиров методом переэтерификации

 

Одним из способов получения твердых жиров является их переэтерифи-кация.

Переэтерификация жиров представляет собой процесс, при котором происходит перегруппировка жирных кислот внутри молекул и между молекулами глицеридов одного жира и смесей различных жиров.

В результате переэтерификации можно получить продукт, обладающий новыми свойствами, отличающимися от свойств исходных жиров.

Процесс переэтерификации изменяет глицеридный состав жира благодаря внутри - и межмолекулярному перемещению жирных кислот. Но в отличии от процесса гидрогенизации в процесс переэтерификации сохраняется кислотный состав исходных жиров.

Перемещение жирных кислот из одной молекулы в другую или из одного положения в другое происходит в присутствии катализатора. Катализаторы ускоряют этот процесс и делают возможным протекание его при более низких температурах со снижением или даже исключением термического распада эфиров. В качестве катализаторов чаще всего применяют алкоголяты щелочных металлов. В настоящее время переэтерификацию проводят главным образом с метилатом или этилатом натрия фирм Degussa AG и другие. Краткая характеристика этих продуктов представлена в табл. 3.1.1

Таблица 3.1.1

Характеристика продуктов, участвующие в процессе                         переэтерификации

Показатель	Метил натрия Белый порошок	Этилат натрия Белый/желтоватый порошок
А	1	2
Массовая доля алкоголята, %	>=98	>=96
Насыпная плотность, г/см3	0,45-0,6	0,5-0,6
Температура самоплавления на воздухе, 0С	80	50
Температура плавления, 0С	300	260
Продолжение табл. 3.1.1
А	1	2
Температура разложения, 0С	400	320
Рабочий интервал температур, 0С		50-120
Реакционная способность	Разрушаются водой, кислотами,перекисями, О2, СО2	Разрушаются водой, кислотами,перекисями, О2, СО2

 

 Для переэтерификации могут быть использованы натуральные, гидрированные и фракционные растительные масла, животные жиры и их смеси.

Жиры, поступающие на переэтерификацию, должны быть полностью рафинированы, включая отбеливание и дезодорацию.

Основные требования к качеству жиров для переэтерификации:

§ содержание влаги, %, не более – 0,015;

§ кислотное число, мг КОН, не более – 0,2;

§ перекисное число, ммоль/кг ½ О, не более – 4.

Технологический процесс получения переэтерифицированного жира показан на рисунке 3.1.

 

1-бак исходного сырья (существующий вакуум-промывной аппарат);

2, 11, 14-насосы (существующие на производстве);

3-теплообменник для подогрева масла (существующий на производстве);

4-сушилка (существующая на производстве, фирмы «Альфа-Лаваль»);

5-насос АНГМ12,5-50У2,5 (производство г. Суммы НПП «Технолог»), для масложировой промышленности, исполнение из н/с:

· подача 12,5 м³ч;

· напор 50 м;

· частота вращения 3000 об/мин;

-мощность электродвигателя 5,5 кВт.

6-емкость для катализатора (существующий на производстве);

7-емкость для лимонной кислоты (существующий на производстве);

8-емкость для воды (существующий на производстве);

9-емкость для отбельной глины (суспензии) (существующий на производстве);

10-переэтерификатор(существующий вакуум-промывной аппарат);

12-фильтр(существующий на производстве);

13-бак готового продукта(существующий на производстве).

 

Рис.3.1 Блок-схема процесса переэтерификации

 

Процесс переэтерификации предусматривает использование существующего оборудования, кроме одного насоса, указанного в блок-схеме.

Таблица 3.1.2

Оборудование по технологическому процессу получения

переэтерифицированного жира и характеристика

Наименование аппарата	Характеристика
А	1
Вакуум-промывной аппарат	Ур=12 м3, ост. давл.=5,3-6 Кпа. мощность электродвигателя=2,8 квт/ч, давл. пара в рубашке=3 кг/см2
Фильтр-пресс рамный	Размер рам: 820x820, количество рам=30 шт, поверхность фильтрации=40,3 м2
Насос ВК 4/24	Производительность 14,4 м3/час, напор 24 м.
Насос ВК 5/24	Производительность 18 м3/час, напор 24 м.
Теплообменник 800 ТКГ-1,0-МН-С/25 РЗ-1-У	Давление 10 кг/см2, поверхность теплообмена - 112 м2, температура 100 0С

 

Исходя из технических характеристик оборудования и времени проведения технологического процесса, были подсчитаны расходы на производство 1 тн. переэтерифицированного жира. Технологический цикл получения переэтерифицированного жира на загрузку 10 тн. составляет 8 час, т.е. за сутки можно получить 30 тн. переэтерифицированного жира. В данном расчете не принимаем во внимание такие статьи расходов. Как сырье, вспомогательные материалы. А также начисления на заработную плату и цеховые расходы.

 

Таблица 3.1.3

Данные расчета по расходу энергозатрат необходимые для РУП                    "Гомельский Ордена Трудового Красного Знамени жировой комбинат"

Энергозатраты на производство саломаса М-5	Ед. изм.	Норма расхода на 1 тн.*	Цена за ед., долл. экв.**	Себестоимость в долл. экв.
А	1	2	3	4
Теплоэнергия (пар)	кг Гкал	Низкого давления 1013 Высокого давления 1200 Всего 2213 или 1,43	8,85	12,39
Электроэнергия	КВт/час	680 (с учетом рафинации)	0,05	34
Вода	м3	1,3	0,2	0,26
Итого	-	-	-	46,65
Энергозатраты на производство переэтерифицированного жира	Ед. изм.	Норма расхода на 1 тн.***	Цена за ед., долл. экв.	Себестоимость в долл. экв.
Теплоэнергия (пар)	кг Гкал	230 0,14	8,85	1,29
Электроэнергия	КВт/час	14,12	0,05	0,706
Вода	м3	85	0,2	17
Итого	-	-	-	18,9

 

Примечание:

1. *-данные Гомельского жирокомбината;

2. **-данные Гомельского жирокомбината «Анализ себестоимости                                                  по гидрогенизационному цеху в долларах на саломас М-1»;

3. ***- рассчитанные данные.

 

Рассчитаем экономический эффект от внедрения процесса переэтерификации. Себестоимость на производство саломаса М-5 46,65 долл. экв., себестоимость на производство переэтерифицированного жира 18,9 долл. экв. Тогда затраты на получение твердых жиров (З_т1 и З_т2) при плановой потребности 30 тн. в сутки, а в год 10 950 тн. будут соответственно равны:

 

З_Т1 = 46,65 *10 950 = 510 818 долл. экв.

З_Т2 = 18,9*10 950 = 206 955 долл. экв.

 

Годовая экономия затрат на получение твердых жиров (Э_Г) составит:

 

Э_Г = 510 818 – 206 955 = 303 863 долл. экв.

 

 Затраты на реконструкцию линии по производству твердых жиров составляют 500 000 долл. экв. с учетом монтажных работ. Тогда срок окупаемости без учета дисконтирования (ТО) составит:

 

Т_О = 500 000 / 303 863 = 1,7 года 

 

Далее рассчитаем чистый дисконтированный доход. Для этого необходимо определить норматив дисконтирования (Е). В нем также необходимо учесть уровень инфляции (25 % за год).

Используя формулу, находим:

 

                                  Е = Е_н + Е_и + Е_н*Е_и,,                                 (3.1)

где Е_н – выбранная ставка дисконтирования;

Е_и    - темп инфляции.

 

E= 0,10 + 0,25 + 0,10*0,25 = 0,375 – за год;

Рассчитаем чистый дисконтированный доход (ЧДД), используя формулу:

                ЧДД = ,                   (3.2)

где R_t  - результат, достигнутый на t-м шаге расчета;

З_t - затраты, осуществляемые на t-м шаге расчета.

                                                                                     

 

 

  Таблица 3.1.4

Расчет чистого дисконтированного дохода

Этап реализации проекта по годам	Поток наличности, долл. экв.	Коэффициент дисконтирования	Дисконтированный поток наличности (ЧДД t )	ЧДД
А	1	2	3	4
0	-500 000	1	-500 000	-500 000
2005	303863	0,727	220 991	-279 009
Продолжение табл. 3.1.4
А	1	2	3	4
2006	303863	0,529	160 721	-118 288
2007	303863	0,385	116 888	-1 400
2008	303863	0,280	85 009	83 610

 

  Проанализировав таблицу 3.1.4., видим, что проект является приемлемым и его необходимо принять, так как ЧДД= 83 610, а это величина положительная. 

  Рассчитаем индекс доходности проекта (ИД). Индекс доходности находится как отношение суммы приведенных эффектов к величине капиталовложений:

 

                          ,                            (3.3)

где К – сумма дисконтированных капиталовложений, которая определяется как:

                             ,                                 (3.4)     Значение ИД связано со значением ЧДД следующим образом: если ЧДД > 0 и ИД > 1, то проект эффективен.

 

ИД=(220 91+160 721+116 888+85 009)/500 000=1,167

 

Исходя из вычислений, можно говорить об эффективности проекта.

Т.к. инвестиции в проект только исходные, то индекс доходности равен индексу рентабельности.

    Затем рассчитаем внутреннюю норму доходности. Внутренняя норма доходности – это такая норма дисконта, при которой величина приведенных эффектов равна величине приведенных капиталовложений. ВНД рассчитывается исходя из формулы (6) таким образом:

 

                   ,                       (3.5)

Расчёт представлен в табл. 3.1.5                    

                                                      

 

        

Таблица 3.1.5

Расчет внутренней нормы доходности

Этап реализации проекта по годам	Поток наличности, долл. экв.	Коэф-т дисконтирования при ставке (10%),  Е1	ЧДД1	Коэф-т дисконтирования при ставке (25%), Е2	ЧДД2
А	1	2	3	4	5
0	-500 000	1	-500 000	1	-500 000
2005	303863	0,727	-279 009	0,640	-305528
2006	303863	0,529	-118 288	0,410	-181065
2007	303863	0,385	-1 400	0,262	-101410
2008	303863	0,280	83 610	0,168	-50430

 

Исходя из расчётов, приведённых в табл. 3.1.5, можно сделать вывод, что ЧДД=f(Е) меняет знак на интервале (10%; 25%). РассчитаемВНД:

    ВНД=0,1 + 83 610/(83 610 –(- 50430))*( 0,25 – 0,1) = 0,1936

 

  Если ВНД равна или больше требуемой инвестором нормы доходности, то инвестиции в данный проект оправданы (19,36>10). 

  Теперь необходимо определить срок окупаемости (Т_ок) проекта. Срок окупаемости определяется по формуле:

 

                                                       ЧДД_t

                        Т_ок = t -                         ,                                    (3.6)

                                     (ЧДД_t+1 – ЧДД_t)  

где t –год, после которого значение ЧДД будет положительным.

    Используя данные таблицы 3.1.5. получим:

 

    Т_ок = 3 – (-1 400/ (83 610 – (-1 400))) ≈ 3,02.

 

    Таким образом, данный проект окупится за 3 года и 2 месяца.

Данное мероприятие по внедрению более дешевого и менее энергетически затратного метода производства твердых жиров методом переэтерификации позволит:уменьшить затраты энергоресурсов по сравнению с существующим процессом гидрогенизации на 70%;позволяет (при варьировании рецептурным наборам) регулировать жирно-кислотный и триглицеридный состав жиров и физико-химические характеристики получаемого продукта сохраняет в активном состоянии биологически важные компоненты жирового сырья; позволяет получать жиры с небольшим содержанием транс-измеров; жиры обладают в твердом состоянии стабильной мелкокристаллической структурой, главным образом полиморфной формы и сохраняют ее при длительном хранении; значительно расширить ассортимент и снизить себестоимость за счет переработки более дешевого сырья тропической группы (олеин, пальмовый стеарин и т.д.).