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饲料厂的能耗成本:配方如何影响电费

粉碎和制粒占饲料厂能耗的大部分,而能耗随配方而变。我们用一个例子计算每吨千瓦时,并说明如何把配方决策和能耗成本放在一起考虑。

一家饲料厂的电费在过去两年明显上涨。生产经理检查了电机效率、空压机和照明,也做了一些改进。但他说不清为什么电费每个月波动这么大。对比记录后发现,电费高的月份,正是配方中大麦和高纤维副产品比例上升、颗粒料比例提高的月份。

能量用在哪里?

在配合饲料厂,大部分电能用于两道工序:粉碎和制粒。混合、输送和冷却也耗能,但占比较小。调质用的蒸汽是另一项能源支出,通常用天然气或其他燃料产生。

粉碎所需能量取决于原料的硬度、水分和目标粒度。玉米、大麦和小麦的粉碎能耗各不相同。高纤维原料通常需要更多能量。粉碎越细,每吨能耗上升越快。在制粒环节,配方组成、环模厚度和调质质量决定结果。黏结性好、调质充分的配方,通过环模时耗能更少。

一个例子

以下数字仅为示例。假设一家饲料厂每吨饲料粉碎耗电8 kWh,制粒15 kWh,其他工序7 kWh,合计30 kWh。按每千瓦时4 TRY计算,能耗成本为每吨120 TRY。月产10,000吨的饲料厂,每月就是120万TRY。

假设配方中大麦和高纤维副产品比例上升后,由于混合物更硬、黏结性更差,粉碎能耗升至每吨10 kWh,制粒能耗升至每吨18 kWh。合计变为35 kWh,能耗成本升至每吨140 TRY。差额为每吨20 TRY,每月200,000 TRY。如果这次配方调整在原料成本上每吨节省了30 TRY,能耗差额就抵掉了三分之二的节省。

这说明配方决策不能只看原料价格。原料在厂内的加工成本也是其真实成本的一部分。

把加工成本纳入配方

在配方中体现这一点的实用办法,是给每种原料加上加工成本。例如,硬质谷物可以带有每吨粉碎成本,而不经粉碎直接使用的原料则不带。把这些成本加到原料价格上后,OptiFormula 就按原料对饲料厂的真实成本进行比较。

把制粒成本直接写到原料上比较难,因为混合物的制粒表现取决于各原料之间的相互作用。这时用于颗粒质量的评分体系就能派上用场。黏结性好的配方,既意味着颗粒质量更好,也意味着制粒能耗更低。为颗粒质量设定下限,也间接控制了能耗。

粉碎粒度

粉碎粒度是能耗和动物生产性能之间的平衡点。粉碎更细的饲料通常颗粒质量更好,在某些畜种中消化率也更高。但能耗成本上升,而且在家禽中,过细的粉碎会削弱肌胃发育。在反刍动物饲料中,粉碎很细的谷物在瘤胃中发酵很快,会增加酸中毒风险。

因此,应为每类饲料分别设定目标粉碎粒度,并据此选择筛片孔径。所有饲料都用同一个筛片粉碎,对能耗和生产性能来说通常都是最差的折中。

生产计划

生产计划是影响能耗成本的另一个因素。在电价分时段的地区,把高耗能的粉碎工序移到电价低的时段,可以节省可观的费用。这需要有足够的粉碎后原料仓容。频繁更换配方也会增加生产线空转或清理的时间,从而提高每吨能耗。

在共同约束下把一家饲料厂的各种饲料一起求解的计划,也可以把制粒线产能和粉碎产能作为约束条件。这样,配方就会和生产线能承受的负荷以及能耗成本一起统筹考虑。

蒸汽与调质

除电力外,调质所用蒸汽的成本也与配方相关。有些混合物,例如谷物含量高的,需要更高的调质温度才能做出好颗粒。脂肪含量高的混合物吸收的蒸汽较少。锅炉效率、冷凝水回收和管道保温也决定每吨燃料消耗。调质温度高于需要,会增加燃料成本,并加快某些维生素和酶的损失。

计量与记录

管理能耗的第一步是计量。在粉碎线和制粒线上分别安装电表,按配方记录每吨能耗,就能看出哪些配方在能耗上代价高。时间长了,这些数据还能帮助更准确地确定每种原料应计入多少加工成本。

在OptiFormula中,可以把加工成本加到原料价格上加以考虑,可以为颗粒质量定义约束,在Premium版中还可以在产能限制下把一家饲料厂的配方一起求解。随着能源价格上涨,把厂内成本纳入配方,才能确保最低成本配方真正是成本最低的。