河南省农科院粮食作物研究所 肖利贞
甘薯又名红薯、白薯、番薯、红苕、地瓜、山芋等。是我国重要的高产稳产、耐干旱、耐瘠簿、适应性广,营养丰富,用途多,即粮食、饲料、工业原料及新型能源用块根作物。我国是世界最大的甘薯生产国家,近五年甘薯种植面积平均为500万hm2左右,占世界甘薯种植面积的54.0%,年平均产量约1.05 亿吨,占世界甘薯总产量的81.8%,2006--2010年甘薯总产量维持在8000万吨以上,甘薯是富含淀粉的块根作物,甘薯是富含淀粉的块根作物,甘薯品种一般含淀粉15%~20%左右,有些高淀粉品种的淀粉含量高达28%以上。以干物质计,粗淀粉含量37.6%~77.8%。甘薯加工最主要的产品仍为淀粉,淀粉加工的次产品主要为粉丝。甘薯的消费己由粮食和饲料,转变成为重要的食品、化工等工业原料,并逐步向效益型经济作物转变,甘薯淀粉以其独有的特性广泛应用于食品、医药、轻工、化工、能源、纺织等十多个行业。食品加工中利用甘薯淀粉可直接加工成粉条(丝)、方便粉丝、粉皮、凉粉等食品,其韧性口感均优于谷类淀粉食品。淀粉在其它食品加工中的应用对其品质改善,具有明显的作用。甘薯淀粉的精深加工产品,如变性淀粉、柠檬酸、乙酸、味精等。在更广阔的领域和行业发挥着重要的作用。
一、甘薯淀粉产品市场需求
①高吸水性甘薯淀粉接枝共聚物。应用于农业、林业医学卫生、环保、食品化工等领域。
②高纯度结晶葡萄糖。注射针剂葡萄糖用。
③羧甲基淀粉钠。广泛用于纺织、医药、食品和日用化工等领域。
④甘薯酯化淀粉。可作食品的增稠剂、保形剂(如软糖、果冻、药品的配料)和纺织厂的浆料等。
⑤甘薯磷酸淀粉。可作为食品的增稠剂、保湿剂、稳定剂、纺织厂的浆料
⑥甘薯氧化淀粉,造纸厂的表面胶料,低黏度食品的配料。
⑦甘薯酸变性淀粉。应用领域与氧化淀粉相同。
⑧甘薯可溶性淀粉。可作为建筑、包装、广告、邮票的黏合剂,以及食品医药的添加剂。
⑨甘薯精白粉丝。以甘薯淀粉为原料制成。
⑩甘薯虾片。以甘薯淀粉和变性淀粉为原料制成。
⑾β-淀粉酶。鲜甘薯中含有较丰富的β-淀粉酶,活性高。可代替麦芽用于生产饴糖和啤酒。
二、甘薯精制淀工程生产工艺及主要设备
1.生产工艺:
本项目生产线采用国内先进的逆流洗涤、高效分离加工工艺,最大限度地提取精白淀粉,增加白度。
工艺流程为:
红薯输送→去石→清洗→破碎→筛分→浓缩→精制→脱水→干燥→计量→包装
↓
薯渣
2.工艺设备描述
图1 红薯精制淀粉生产线
红薯精制淀粉生产线主要由原料的储存、清洗和除石、破碎、淀粉的浓缩与精制、脱水、烘干、包装等工序组成。对淀粉质量和生产线经济效益有重大影响的工序是破碎、淀粉的分离与提纯、烘干。破碎就是将红薯块茎磨削成鱼鳞状的小片,使结合淀粉尽可能多的游离出来(只有游离淀粉才有可能被分离和提纯,结合淀粉是不可能被分离的),破碎设备好坏直接决定淀粉的游离率,淀粉提取率;淀粉的分离与提纯就是将游离淀粉与其他物质分离,并提高其纯度,它的分离效果直接影响淀粉的白度、粘度、灰份、蛋白含量等品质指标和淀粉提取率;烘干工序就是将脱水后的淀粉滤饼烘干至含水14-15%,它的好坏影响产品湿分均匀性、淀粉粒度均匀性、尾气含粉量,从而影响产品品质和淀粉提取率。淀粉提取率表示每吨马红薯能产出的淀粉的比率,提取率的大小直接影响经济效益。如图1所示。
1) 清洗去石单元
清洗去石单元主要由清洗机、去石机和输送搅龙组成。红薯从产地运到工厂并贮藏在缓冲库里。然后由水力输送(在输送过程中去掉大部分悬浮物,如木头、石头、草等)到预处理车间,由去石机和回转清洗机近一步去除红薯牙眼处的杂质。清洗干净后的红薯由螺旋输送机提升到粉碎单元。
图2
图3
2) 破碎单元
破碎单元主要由我院自主开发的BS-12型高速锉磨机和输送泵组成。BS-12型高速锉磨机电机功率为75 kW,V形带传动。转鼓宽
图4
3)提取筛站
在提取筛站,分离粗渣与其他物质。主要包括4台850型离心筛,全部安装在同一支架上,包括所有内部连接管道和阀、仪表和压力计。每台离心筛都装配有淀粉乳液消沫泵和薯渣泵。筛室和所有与液体接触的部件都由不锈钢制造。锥形筛篮装有特殊筛板,极大的提高了筛分效率。带有标准低压物料清洗喷淋管道和反冲洗装置。
图5
4)浓缩单元
在浓缩单元将低浓度的淀粉乳液提纯浓缩。主要包括6级旋流器、配6台离心泵(不锈钢制造,带双端机械密封)、内部连接管道、阀和压力表安装在同一支架上。所有与物料/液体接触的部件都由不锈钢制造。
图6
5) 除砂单元
淀粉乳液中的重杂在除砂单元被除去。其主要包括储罐、除砂器(尼龙或不锈钢制造)和离心泵(不锈钢制造,带双端机械密封)组成。
6)精制单元
在精制单元,淀粉乳液进一步被提纯浓缩,除去蛋白纤维等轻杂。其主要包括14级旋流器、配14台离心泵(不锈钢制造,带双端机械密封)、内部连接管道、阀和压力表安装在同一支架上。所有与物料/液体接触的部件都由不锈钢制造。
图7
7)脱水单元
在脱水单元,将淀粉乳的含水量由60%降低到40%。主要包括真空脱水机、真空泵和不锈钢滤液泵等。所有与物料接触的部件都由不锈钢制造。
8)烘干单元
经脱水后的湿淀粉由节能型烘干机烘干至含水14%,之后过筛、称量、包装、入库。
图8
3.年产6000吨甘薯精制淀工程主要设备及技术参数
该生产线全部采用国产设备,工艺成熟,技术先进,设备经济高效。配套的主要设备见前表。
㈠主要技术指标:
1、生产能力:处理红薯10吨/小时10t/h,按120天生产周期计(以鲜薯为原料加工60天,再以鲜粗淀粉为原料加工100-120天,生产净化精制淀粉),年产精淀粉6000吨。
2、耗 水 量:70吨/小时(循环用);清洗水(饮用水标准)10吨/小时
3、耗汽量:2吨/小时(用2吨锅炉)
4、装机功率:约533.8kW
5、设备车间占地面积:约
6、淀粉提取率:≥92%
7、副 产 品:湿渣含水≤80%
8、生产人员:10人/班,鲜薯生产时间:90-120天
9、产品质量:符合国家有关标准;
㈡、主要技术参数:
1、 设计产量: 红薯10左右 t/h;
2、 淀粉含量: 20- 22 %;
3、 总淀粉得率: 92 %;
4、 可提取干粉(干基):
5、 商品成品淀粉水分: 15 %;
6、 可提取商业淀粉: 2.08 t/h;
7、 脱水淀粉水分: 39-40 %;
8、 脱水淀粉产量: 3.34t/h;
9、 日加工甘薯: 240 t;
10、 日产淀粉: 49.9t;
11、 纤维(薯渣,干基):
12、商业纤维含水(薯渣):
13、软水消耗:约 10t/h;
14、清洗水消耗: 15t/h;
15、安装容量:约 600 kw(含备用电机);
16、消耗功率:约 480kw(实际运行的80%);
17、蒸汽消耗:约
㈢、成品淀粉主要质量保证指标(主要参照《工业甘薯淀粉行业标准》):QB.3-92
水分(%): 15 ;
灰分(%): 0.6 ;
白度: 85 ;
细度(m/m,%): 99.8 ;
斑点(个/?3): 5 。
㈣:设备清单:(见后附表)
㈤:投资概算:
总投资: 710 万元
其中设备投资: 300 万元;设计费用: 10 万元;安装费用:5 万元;其它:
安装周期: 15 天;
㈥:需要厂房面积: 700平米
㈦:需要生产工人数:10人/班
三、原料供应及配套设施要求
1.原料要求:
原料须成熟新鲜,淀粉含量22--25%,无发芽、发绿、霉变、腐烂等病害。
2.原料供应:
根据我国薯类资源调查,适宜淀粉加工的红薯薯品种很多如:
徐薯22、徐薯32,(徐食5)、商薯19、徐薯25、郑红22、西成薯007、心香、冀薯98、洛薯10号、桂粉2号、广薯421、等。淀粉含量在22-25%,原料与产品的产出比为4.5?5.0:1,生产线年需红薯原料2.8?3.0万吨。
3.配套设施:
(1)用水:项目最大用水量25t/h,采用井水或自来水作水源,部分洗涤水循环使用,年耗水6万吨。
(2)用电:装机容量600kW,需配置200+400kVA变压器。用电负荷等级为Ⅲ级。企业条件具备时,应采用双电源供电,一路备用电源。
(3)用汽:生产线最大用汽量为2t/h,配2t/h、12kgf/cm2蒸汽锅炉1台。锅炉年耗煤960吨。
四、劳动定员及工资计划
项目需生产工人20人(两班),全部员工30人。
五、环境保护
本项目主要污染物是锅炉烟尘烟气、生活污水、生产污水、变质薯、煤渣等部分固废以及振动噪声,采用相应的方法措施进行处理,即可达到环保要求。厂区周围、道路两旁、厂前区应做植物绿化。
六、年产6000吨甘薯精制淀工程投资估算与效益分析
1. 投资估算
项目总投资包括建设投资、建设期贷款利息和铺底流动资金,其中建设投资包括固定资产和递延资产投资、固定资产投资方向调节税。建设投资估算和总投资估算见表1、表2。
表1 建设投资估算表(万元)
序号 |
费 用 项 目 |
建筑工程 |
设备购置 |
安装工程 |
其它费用 |
合计 |
1 |
固定资产投资 |
127 |
283 |
10 |
170 |
590 |
1.1 |
工程费用 |
127 |
283 |
10 |
170 |
590 |
|
主要生产工程 |
0 |
188 |
5 |
20 |
213 |
|
淀粉车间 |
0 |
188 |
5 |
20 |
213 |
|
辅助生产工程 |
41 |
35 |
0 |
0 |
76 |
|
堆场、原料库 |
10 |
0 |
|
|
10 |
|
综合库 |
5 |
|
|
|
5 |
|
成品库 |
20 |
|
|
|
20 |
|
化验室(含在综合楼内) |
|
5 |
|
|
5 |
|
机修车间及工器具购置费 |
|
10 |
|
|
10 |
|
地磅房、皮渣池 |
6 |
20 |
|
|
26 |
|
公用工程 |
23 |
60 |
5 |
0 |
88 |
|
变配电系统 |
5 |
10 |
|
|
15 |
|
供热(汽)系统 |
5 |
20 |
5 |
|
30 |
|
给排水及循环水系统 |
5 |
5 |
|
|
10 |
|
污水处理系统 |
0 |
0 |
|
|
0 |
|
运输系统 |
3 |
20 |
|
|
23 |
|
厂区消防、绿化、道路等 |
5 |
5 |
|
|
10 |
|
服务性工程 |
63 |
0 |
0 |
0 |
63 |
|
综合楼 |
36 |
|
|
|
36 |
|
食堂、浴室、传达室 |
27 |
|
|
|
27 |
1.2 |
工程建设其它费用 |
0 |
0 |
0 |
55 |
55 |
|
设计费 |
|
|
|
15 |
15 |
|
环评费 |
|
|
|
10 |
10 |
|
开办费 |
|
|
|
20 |
20 |
|
其它费用 |
|
|
|
10 |
10 |
1.3 |
生产准备费 |
0 |
0 |
0 |
45 |
45 |
|
职工培训费 |
|
|
|
3 |
3 |
|
联合试运转费 |
|
|
|
10 |
10 |
|
办公家具费 |
|
|
|
10 |
10 |
1.4 |
预备费用 5% |
0 |
0 |
0 |
50 |
50 |
2 |
固定资产投资方向调节税 |
|
|
|
0 |
0 |
3 |
合计(1+2) |
127 |
283 |
10 |
170 |
590 |
表2 总投资估算表(万元)
序号 |
投 资 内 容 |
投 资 额 |
占总投资额 |
1 |
建设投资 |
590 |
81.9% |
1.1 |
固定资产及递延资产 |
590 |
|
1.2 |
固定资产投资方向调节税 |
0 |
|
2 |
建设期利息 |
30 |
4.3% |
3 |
铺底流动资金 |
100 |
14.1% |
4 |
总投资(1+2+3) |
710 |
|
2. 资金筹措
项目投资采取自筹和贷款相结合的融资方式,比例按自筹、贷款3:7。
3. 年产6000吨甘薯精制淀工程效益分析
(1)产量与价格:年产精淀粉6000吨,2008年前出厂价4200元/吨(2012年出厂价7500元/吨),。年消耗鲜薯2.7万吨,2008年前鲜薯到厂价500元/吨(2011年出厂价800--900元/吨)。
(2)消耗:年耗水6万吨,耗煤0.096万吨(600元/吨),耗电107万度(0.7元/度),计133万元;年消耗添加剂等辅料6吨,计1.5万元;包装袋24万个,计28.8万元;年人员工资与福利30万元。
(3)成本估算:总成本费用= 外购原材料+燃料动力+工资福利+修理费+折旧摊销+利息+其他费用。其他费用包括销售费用和管理费,按销售收入的3%计算。采用年限法折旧和摊销。(计1648.4万元)
(4)利润估算:利润总额 = 年销售收入-总成本-销售税金。(2011年虽原料价增长,但红薯淀粉出厂价保持7500元/吨,淀粉毛利润仍高达1500元,)按国家新税法缴纳增值税,税率17%。采用扣税法计算,即销项税减进项税(税率11.0%)。城市维护建设税按5%,教育附加费按3%计征。吨净利润1160元,年利润总额796万元,税后利润533万元。
(5)按利润总额交纳33%的所得税,税后利润用于偿还借款、提留盈余公积公益金及应付利润。投资利润率75 %,投资利税率37 %。
(6)财务内部收益率23.1 %。投资回收期为1.5年(税后,包括建设期1年),低于行业标准9年。
(7)长期借款偿还期为3年(税后,包括建设期1年)。用于偿还借款的资金来源是折旧、摊销费和未分配利润。
企业全机械化精制淀粉加工经济效益
大型全机械化精制淀粉加工企业,以每小时加工处理鲜薯10-12吨(生产2吨干精淀粉)的生产规模(设备投资约200万元左右,土建投资60万元左右)计算,生产1吨精制淀粉(2009年前,内销价4200-4600 元/t,出口价600--650美元/t),内销可获净利800-1000元。一天生产24小时,日产精制干淀粉40吨,可获净利润3.5-4万元,一年加工150天(含粗淀粉净化100天),生产精制淀粉6000吨,可获利500-600万元。大型全机械化精制淀粉加工企业,经济效益更为明显,如山东泗水的“利丰食品”和“河南天豫薯业”甘薯淀粉出口每吨价600多美元,折合人民币5300元,纯利润1100元/ 吨左右;甘薯粉丝出口价每吨1100美元,折合人民币7000元,利润2500元 /吨。2010年,虽然吨淀粉原料(鲜薯5.5-6.0t,4000-4200元),较上年超出1000元;而精淀粉价恪(7000-7800元/t),较上年超出高达2500元/吨,)生产1吨精制淀粉可可获净利1500元/t左右。大型全机械化精制淀粉加工企业(日产精制干淀粉80-100t),一年加工150-200天(含净化精制100-140天)约生产精制淀粉15000吨,可获净利1500-2000万元。
七.淀粉加工业的市场前景
我国甘薯淀粉及其制品深加工具有很好的市场前景,国内市埸需要量很大,尤其,西北、西南各省区甘薯淀粉制品不仅需求量价大,而且价格高出我国北部的30%-50%,有更大的价格优势。国际市埸可观,发达国家如美国、日本、韩国等,因甘薯生产机械化程度差,目前甘薯栽培面积压缩到相当于60年代的5%。人均消费2
八、年产6000吨甘薯精制淀工程可行性分析结论
通过对该项目的原料供应、产品市场、生产技术水平、技术成熟度的简要分析,以及对项目建成后的经济效益估算,认为该项目原料供应稳定可靠,产品结构和规模设计合理,市场广大,生产技术成熟先进,企业建成后具有较好的经济效益和社会效益。与项目有关的环保措施能够使各项排放指标达到国家规定的标准。项目符合国家产业结构调整政策和发展方向,能带动农民提高收入。对相关产业如包装材料、运输等行业的发展起到促进作用,对地方产业结构调整和经济发展起到积极的带动作用。项目的投资利润率、利税率、财务内部收益率等指标均符合相关行业的评价标准,项目立项建设是可行的。
另附说明1:日产淀粉48吨,每小时处理10吨红薯,红薯精淀粉生产线车间设备清单
表3:车间内生产线设备表总价:301.7万元,装机容量533.8kW(不含锅炉房和办公用电)
单元名称 |
设备名称 |
数 量 (台) |
总 价 (万元) |
总功率 (千瓦) |
备 注 | ||
|
1 |
冲料池泵 |
1 |
0.8 |
18.5 |
碳钢 | |
2 |
冲流槽泵 |
1 |
0.7 |
15 |
碳钢 | ||
|
回水泵 |
1 |
0.7 |
11 |
碳钢 | ||
3 |
管道增压泵 |
2 |
1.5 |
2X5.5 |
碳钢 | ||
| |||||||
清洗去石 |
1 |
除石机 |
1 |
3.5 |
2.2 |
碳钢 | |
2 |
一级输送机 |
1 |
2.95 |
5.5 |
碳钢 | ||
3 |
二级输送机 |
1 |
3.2 |
5.5 |
碳钢 | ||
|
三级输送机 |
1 |
3.2 |
5.5 |
碳钢 | ||
4 |
逆流清洗机 |
1 |
6.5 |
15 |
碳钢 | ||
5 |
储料斗 |
1 |
1.2 |
|
碳钢 | ||
6 |
调速输送搅龙 |
1 |
2.4 |
2.2 |
电调、碳钢 | ||
刨丝单元 |
1 |
预破机 |
1 |
4.6 |
15 |
不锈钢 | |
1 |
刨丝机 |
2 |
27.8 |
55 |
不锈钢, 1备1用 | ||
2 |
螺杆泵 |
1 |
0.75 |
5.5 |
不锈 | ||
|
3 |
试剂罐 |
1 |
1.8 |
|
不锈 | |
粗渣筛分 |
1 |
筛分机组 |
4 |
33.6 |
121 |
不锈、含泵、支架等 | |
2 |
耐驰渣输送泵 |
1 |
0.70 |
5.5 |
碳钢 | ||
|
3 |
筛站供水罐 |
1 |
2.5 |
4 |
不锈、含泵 | |
浓缩单元 |
1 |
除沙器 |
1 |
0.8 |
|
不锈 | |
2 |
自清过滤器 |
1 |
1.6 |
1.1 |
不锈 | ||
3 |
浓缩旋流站 |
6 |
12.8 |
45 |
不锈、含泵等 | ||
4 |
精制旋流站 |
15 |
30.2 |
82.5 |
不锈、含泵等 | ||
5 |
淀粉乳中间罐 |
1 |
1.6 |
1.5 |
不锈、含泵 | ||
|
6 |
弧形曲筛 |
2 |
4.8 |
1.5 |
不锈、含泵 | |
|
7 |
细胞水输送泵 |
1 |
0.5 |
5.5 |
不锈钢 | |
| |||||||
脱水单元 |
1 |
淀粉乳储罐 |
1 |
3.5 |
2.6 |
不锈、含泵、带搅拌 | |
2 |
真空过滤机等 |
1 |
19.6 |
26.5 |
不锈 | ||
干燥 |
1 |
气流烘干机 |
1 |
32 |
55+7.5 +2.2+1.5 |
与物料接触部分为不锈钢。用户自保温、不含烘干机支架 | |
2 |
成品旋振筛 |
1 |
3.8 |
4 |
| ||
3 |
液晶秤 |
2 |
0.3 |
|
| ||
4 |
缝袋机 |
2 |
0.2 |
|
| ||
车间设备电控柜 |
|
|
8 |
|
不含车间内外的电缆、电线 | ||
车间内设备间安装材料 |
|
|
3.6 |
|
| ||
技术服务费 |
|
|
10 |
|
| ||
合 计 |
|
|
301.7 |
533.8 |
| ||
注:
1.车间以外的水、电、锅炉等配套设施费用由用户付;
2. 车间内外的操作平台、浆池、基础设施,均由用户建筑;
另附说明2:重视粗淀粉生产,确保精淀粉全年生产
㈠加工原料生产量与红薯种植面积:
以淀粉加工专用品种:徐薯22、商薯19、徐薯32(徐食5),亩产鲜薯3吨,干淀粉半吨左右,实现年产6000吨精淀粉,需鲜薯3.6万吨,红薯种植面积约需1.2万亩。
㈡全机械精淀粉设备生产能力的选择:
需建1条“日产48吨全机械淀粉生产线 (每小时处理鲜红薯10-11吨,每小时产干淀粉2吨,1条全机械日产48吨淀粉生产线,加工鲜薯50日,生产折干淀粉2400吨;再以湿粗淀粉为原料,生产净化淀粉120?140日,生产干淀粉36000吨。1条全机械日产48吨淀粉生产线,?间内设备价300万元,装机容量533.8kW(不含锅炉房和办公用电)。
㈢粗淀粉生产:需购置3套 “10吨级粗淀粉成套设备”( 每套每小时处理10吨鲜薯),要求每日生产20小时,30天, 3套“10吨级粗淀粉成套设备”生产折干基粗淀粉3600吨,购置3套“10吨级粗淀粉成套设备”,每日生产20小时. 生产,30天可满足生产需求。
3套“10吨级粗淀粉成套设备”共需100万元,(含3套“10吨级”粗淀粉成套设设备费约50万元、“?浆”工艺沉淀池土建费约20万元、水、电设施、铲?、简易?问土建等30万元)如每日每班生产12个小时. 粗淀粉加工时间需加工40多天。年产6000吨精淀粉.如单靠全机械化精淀粉设备,要求购置日产100吨精淀粉生产线,仅设备投资需500万元以上,与全机械化精淀粉设备配合粗淀粉成套设备相结合生产精淀粉相比较.总固定投资节省一半费用.