4.6. Cost estimation using one-stag

4.6. Cost estimation using one-stage hydrophobic membrane
apparatus
For cost estimation two important factors should be taken into
account, namely capital and utilities’ costs. Let me look at
first the
energy saving using the hybrid system (fermentation–
pervaporation–distillation) instead of the conventional process
(fermentation–distillation). The energy demand calculated by
Eq. (5) will be 23.6 MJ/kgEt. According to our calculation, the energy
demand of distillation will be reduced down to 5 MJ/kgEt due to the higher feed concentration, namely 21 wt% (by extrapolation of the
upper line of Fig. 2 as it might be seen). Accordingly, the decrease of
energy demand is close to 3.27 MJ/kgEt. Summarizing these data,
the hybrid process consumes 20.33 MJ/kgEt, which is significantly
more energy than that consumed by distillation.
Let me look briefly at the change of production cost in the
hybrid process comparing it to that of the conventional one.
According to the cost analysis of O’Brien et al. [10], the capital cost
of hybrid process is about 23% higher (0.0237/0.0193, expressing
the costs in $/LEt; following the literature practice, costs are related
here to the ethanol volume and not to its weight), while the
manufacturing cost is about 16% higher than those of the
conventional process. Altogether the cost increase accounts 19%
relating to the total cost of production with capacity of 190 Million
LEt/year. Let me analyse the capital cost for our case i.e. applying
the PDMS membrane applied for pervaporation experiments. It is
assumed that the ethanol concentration of the fermentation broth
is 5 wt% and it is constant during the ethanol production. That
should mean that amount of ethanol produced during fermentation
is continuously removed. Due to the higher feed concentration
of the distillation process, the scale of the beer column (the
distillation process involves a beer and a rectification column
[10,14]) can be reduced about its half size. Accordingly, taking into
account its installation cost of 6.8 Million $ [14] one can save about
50% of it, i.e. 3.4 Million $ using membrane process for
concentration of ethanol coming from the fermentation device.
But additionally, the capital costs should be completed by the cost
of the pervaporation equipment and the cost of refrigerator. The
capital cost of pervaporation apparatus was predicted taking into
account the much larger ethanol
flux, namely, it is about 1.2 kg/m2/
h (see Fig. 9), which means 0.25 kgEt/m2/h
flux for ethanol which is 1.7-fold larger than that used by O’Brien et al. [10]. Thus, the cost of
equipment can be estimated, using that predicted by O’Brien et al.,
applying the scaling expression, namely new cost = base cost (new
size/base size)0.6 [14], i.e. new cost = 19.847 Million
$

0.7270.6 = 14.43 Million $. Thus, the capital cost is 8.815 Million
$ lower, i.e. the annual capital cost will 22% less than that predicted
by O’Brien et al. [10] (0.0186 $/LEt). This annual cost accounts by
3.6% less capital cost than that of conventional process (0.0193 $/
LEt) [10]. However, the cost of utilities remains higher for the
hybrid process (0.061 $/Let) than that of the conventional process
(0.048 $/LEt). (Note, the utilities’ cost estimation results of O’Brien
et al. [10] were used for this prediction). Thus, the total production
cost remains significantly higher than that of the conventional
process, applying the membrane with separation factor of 5.0 and
flux of 1.2 kg/m2/h at CL
Et
¼
5wt%. It can be stated that pervapora-
tion membrane with much advantageous separation properties is
needed to its economic application.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4.6 ประมาณต้นทุนที่ใช้เมมเบรน hydrophobic ระยะหนึ่งเครื่องมือสำหรับการประเมินต้นทุน ปัจจัยสำคัญที่สองควรดำเนินการในบัญชี ได้แก่เงินทุนและต้นทุนอรรถประโยชน์ของ ผมมองไปที่ครั้งแรกใช้ระบบไฮบริด (หมัก-ประหยัดพลังงานpervaporation – กลั่น) แทนกระบวนการทั่วไป(หมัก – กลั่น) ความต้องการพลังงานคำนวณโดยEq. (5) จะได้ 23.6 MJ/kgEt ตามการคำนวณของเรา พลังงานความต้องการของการกลั่นจะลดลงจนถึง MJ 5 kgEt เนื่องจากในอาหารความเข้มข้นสูง ได้แก่ 21 wt % (โดย extrapolation ของบรรทัดบน 2 Fig. มันอาจจะเห็น) ตาม ลดลงความต้องการพลังงานอยู่ใกล้กับ 3.27 MJ/kgEt สรุปข้อมูลเหล่านี้การผสมใช้ 20.33 MJ/kgEt ซึ่งเป็นอย่างมากพลังงานมากขึ้นกว่าที่ใช้กลั่นผมสั้น ๆ ตาการเปลี่ยนแปลงของต้นทุนการผลิตในการกระบวนการผสมที่เปรียบเทียบกับของธรรมดาตามการวิเคราะห์ต้นทุนของโอไบรอัน et al. [10], ต้นทุนเงินทุนผสม เสร็จสูงประมาณ 23% (0.0237/0.0193 การแสดงต้นทุนใน $/ ให้ ต่อแบบฝึกหัดวรรณคดี ต้นทุนที่เกี่ยวข้องที่นี่ ให้ปริมาณเอทานอล และไม่ ให้น้ำหนักของ), ในขณะผลิตต้นทุนจะสูงกว่าที่ประมาณ 16%กระบวนการแบบดั้งเดิม ทั้งหมด ต้นทุนเพิ่มบัญชี 19%เกี่ยวข้องกับต้นทุนรวมของการผลิต มีความจุ 190 ล้านปีให้ ผมวิเคราะห์ทุนทุนสำหรับกรณีของเราเช่นใช้เยื่อ PDMS ที่ใช้สำหรับการทดลอง pervaporation จึงสมมติที่เอทานอลความเข้มข้นของซุปหมักเป็น 5 wt % และจะคงในระหว่างการผลิตเอทานอล ว่าควรหมายถึง จำนวนที่ผลิตในระหว่างการหมักเอทานอลจะอย่างต่อเนื่องถูกเอาออก เนื่องจากความเข้มข้นอาหารสูงกว่าของกระบวนการกลั่น ขนาดของเบียร์คอลัมน์(เกี่ยวข้องกับกระบวนการกลั่นเบียร์และคอลัมน์กำหนด[10,14]) สามารถลดเกี่ยวกับขนาดครึ่ง ดังนั้น พิจารณาบัญชีต้นทุนของ$ 6.8 ล้าน [14] หนึ่งสามารถบันทึกเกี่ยวกับการติดตั้ง50% ของมัน เช่น 3.4 ล้านดอลลาร์สหรัฐโดยใช้กระบวนการเมมเบรนสำหรับความเข้มข้นของเอทานอลที่มาจากอุปกรณ์หมักแต่นอกจากนี้ ต้นทุนเงินทุนควรจะแล้วเสร็จต้นทุนอุปกรณ์ pervaporation และต้นทุนของตู้เย็น ที่ทุนของเครื่อง pervaporation ถูกทำนายโดยใช้บัญชีมากใหญ่กว่าเอทานอลไหล ได้แก่ เป็นเกี่ยวกับ 1.2 kg/m2 /h (ดู Fig. 9), ซึ่งหมายความว่า 0.25 kgEt/m2/hฟลักซ์สำหรับเอทานอลซึ่งเป็น 1.7-fold ที่มีขนาดใหญ่กว่าที่ใช้โดยโอไบรอัน et al. [10] ดังนั้น ต้นทุนของอุปกรณ์ความ ใช้ที่คาดการณ์โดยโอไบรอัน et al.,ใช้นิพจน์มาตราส่วน ใหม่ได้แก่ต้นทุน =ต้นทุนพื้นฐาน (ใหม่ขนาด/ฐานขนาด) 0.6 [14], เช่นใหม่ต้นทุน = 19.847 ล้าน$0.7270.6 = 14.43 ล้านดอลลาร์ ดังนั้น ต้นทุนเงินทุนคือ 8.815 ล้านเช่นทุนประจำปีที่ต้นทุนต่ำ $จะ 22% น้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้โดยโอไบรอัน et al. [10] (0.0186 $/ ให้) บัญชีต้นทุนประจำปีนี้ด้วย3.6% น้อยกว่าทุนกว่าที่กระบวนการธรรมดา (0.0193 $/ให้) [10] อย่างไรก็ตาม ต้นทุนสาธารณูปโภคยังคงสูงสำหรับการแบบผสมผสานกระบวนการ (0.061 $/ ให้) กว่าที่กระบวนการทั่วไป(0.048 $/ ให้) (หมายเหตุ ผลการประเมินต้นทุนของโปรแกรมอรรถประโยชน์โอไบรอันal. ร้อยเอ็ด [10] ใช้สำหรับการทำนายนี้) ดังนั้น การผลิตรวมต้นทุนยังคงสูงมากกว่าของที่ธรรมดากระบวนการ การใช้เมมเบรนกับตัวแยกของ 5.0 และฟลักซ์ของ 1.2 kg/m2/h ที่ CLร้อยเอ็ด¼5wt % สามารถระบุ pervapora ที่ -เมมเบรนสเตรชันกับคุณสมบัติมากประโยชน์แยกเป็นจำเป็นต้องใช้โปรแกรมประยุกต์ของเศรษฐกิจ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4.6 ประมาณค่าใช้จ่ายโดยใช้เมมเบรนน้ำหนึ่งขั้นตอนเครื่องมือสำหรับการประมาณค่าใช้จ่ายสองปัจจัยสำคัญที่ควรจะนำมาพิจารณาคือเงินทุนและค่าใช้จ่ายสาธารณูปโภค' ผมขอมองไปที่แรกประหยัดพลังงานโดยใช้ระบบไฮบริด(fermentation- pervaporation-กลั่น) แทนของกระบวนการธรรมดา(หมักกลั่น) ความต้องการพลังงานที่คำนวณได้จากสมการ (5) จะเป็น 23.6 MJ / KGet ตามการคำนวณของเราพลังงานที่ต้องการของการกลั่นจะลดลงไป 5 MJ / KGet เนื่องจากความเข้มข้นของอาหารที่สูงขึ้นคือ 21% โดยน้ำหนัก (โดยการคาดการณ์ของเส้นบนของรูปที่ 2. ในขณะที่มันอาจจะเห็น) ดังนั้นการลดลงของความต้องการพลังงานที่อยู่ใกล้กับ 3.27 MJ / KGet สรุปข้อมูลเหล่านี้กระบวนการไฮบริดกิน 20.33 MJ / KGet ซึ่งเป็นอย่างมีนัยสำคัญพลังงานมากขึ้นกว่าที่มีการบริโภคโดยการกลั่น. ให้ฉันดูสั้นที่การเปลี่ยนแปลงของค่าใช้จ่ายในการผลิตที่กระบวนการไฮบริดเปรียบเทียบกับที่ของธรรมดาหนึ่ง. ตามที่ การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายของโอไบรอัน, et al [10] ค่าใช้จ่ายเงินทุนของกระบวนการไฮบริดเป็นประมาณ23% สูง (0.0237 / 0.0193 แสดงค่าใช้จ่ายใน$ / ให้; ต่อไปนี้การปฏิบัติวรรณกรรมค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับที่นี่ปริมาณเอทานอลและไม่ให้น้ำหนักของมัน) ในขณะที่ต้นทุนการผลิตอยู่ที่ประมาณ 16% สูงกว่าของกระบวนการธรรมดา พรึบบัญชีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น 19% ที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการผลิตที่มีความจุ 190 ล้านให้/ ปี ผมขอวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายเงินทุนสำหรับกรณีของเราคือการใช้เมมเบรน PDMS นำไปใช้สำหรับการทดลอง pervaporation มันถูกสันนิษฐานว่าเอทานอลความเข้มข้นของน้ำหมักที่5% โดยน้ำหนักและมันก็เป็นอย่างต่อเนื่องในระหว่างการผลิตเอทานอล นั่นจะหมายถึงจำนวนเงินที่เอทานอลที่ผลิตในระหว่างการหมักจะถูกลบออกอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความเข้มข้นของอาหารที่สูงขึ้นของกระบวนการกลั่นขนาดของคอลัมน์เบียร์(คนกระบวนการกลั่นที่เกี่ยวข้องกับเบียร์และคอลัมน์แก้ไขได้[10,14]) จะลดลงประมาณครึ่งหนึ่งของขนาดของมัน ดังนั้นการคำนึงถึงบัญชีค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง 6.8 ล้าน $ [14] หนึ่งสามารถบันทึกประมาณ 50% ของมันคือ 3.4 ล้าน $ โดยใช้กระบวนการเมมเบรนสำหรับความเข้มข้นของเอทานอลที่มาจากอุปกรณ์การหมัก. แต่นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายเงินทุนที่ควรจะเสร็จสิ้น โดยค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์pervaporation และค่าใช้จ่ายของตู้เย็น ต้นทุนของอุปกรณ์ pervaporation ทำนายคำนึงถึงบัญชีเอทานอลที่มีขนาดใหญ่ฟลักซ์คือมันเป็นประมาณ1.2 กก. / m2 / h (ดูรูปที่. 9) ซึ่งหมายถึง 0.25 KGet / m2 / ชมฟลักซ์เอทานอลซึ่งเป็น1.7- พับที่มีขนาดใหญ่กว่าที่ใช้โดยโอไบรอัน, et al [10] ดังนั้นค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์สามารถประมาณโดยใช้ที่คาดการณ์โดยโอไบรอัน et al., ใช้การแสดงออกการปรับค่าใช้จ่ายใหม่ ได้แก่ ค่าใช้จ่าย = ฐาน (ใหม่ขนาด/ ขนาดฐาน) 0.6 [14] คือค่าใช้จ่ายใหม่ = 19.847 ล้าน$? 0.7270.6 = 14.43 ล้าน $ ดังนั้นค่าใช้จ่ายทุนเป็น 8.815 ล้าน$ ลดลงเช่นค่าใช้จ่ายทุนประจำปีจะ 22% น้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้โดยโอไบรอัน, et al [10] (0.0186 $ / ให้) นี้บัญชีใช้จ่ายประจำปีจาก3.6% ค่าใช้จ่ายเงินทุนน้อยกว่าที่กระบวนการธรรมดา (0.0193 $ / LET) [10] แต่ค่าใช้จ่ายของระบบสาธารณูปโภคที่ยังคงสูงขึ้นสำหรับกระบวนการไฮบริด (0.061 $ / ให้) กว่าของกระบวนการธรรมดา (0.048 $ / ให้) (หมายเหตุสาธารณูปโภคผลการประมาณค่าใช้จ่ายของโอไบรอันet al. [10] ถูกนำมาใช้เพื่อการคาดการณ์นี้) ดังนั้นการผลิตรวมค่าใช้จ่ายยังคงสูงกว่าของเดิมขั้นตอนการใช้เมมเบรนที่มีปัจจัยการแยกของ5.0 และฟลักซ์1.2 กก. / m2 / ชั่วโมงที่ CL Et ¼ 5wt% ก็สามารถที่จะระบุว่า pervapora- เมมเบรนที่มีคุณสมบัติการแยกมากที่ได้เปรียบเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อการประยุกต์ใช้เศรษฐกิจ