КОРМОВОЙ БОБОВЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ, А ТАКЖЕ РЫБ И ПТИЦЫ
LEGUMINOUS FEED PRODUCT FOR FARM ANIMALS AS WELL AS FISH AND BIRDS

Изобретение относится к области производства кормов для животных, а также рыб и птиц и может быть использовано в качестве кормового продукта или компонента кормового продукта, применяемого в животноводстве, птицеводстве, а также прудовом рыбоводстве.
Известен (патент RU 2189150) кормовой продукт из полножирной сои. При получении кормового продукта проводят замачивание зерна сои в водно-солевом растворе макро-, микроэлементов до влажности зерен сои 48-65%, сушку, смешивание с белково-витаминным концентратом, измельчение, гранулирование и сушку.
Недостатком известного кормового продукта следует признать значительный расход энергии на сушку замоченных бобов, а также наличие значительных остаточных количеств антипитательных веществ, изначально присущих соевым бобам.
Известна (патент RU 2162287) кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птицы, содержащая соли железа, цинка, кобальта, марганца, меди в виде цитратов, а также йодистый калий, селенит натрия, белковые компоненты: шрот соевый, шрот подсолнечный, а также рыбную муку, мясокостную муку, кормовые дрожжи, мицелий лимонной кислоты, витамины, органические кислоты, лизин, метионин и обесфторенный фосфат.
Недостаток кормовой добавки заключается в его многокомпонентности, а также в том, что шрот соевый, на долю которого приходится до 14 масс.%, содержит ингибиторы протеолитических ферментов - ингибиторы трипсина и химотрипсина.
Известно (патент RU 2038797) применение в качестве компонента кормового продукта термически инактивированных бобов сои. В процессе термической инактивации бобы сои предварительно замачивают в воде в течение не менее 3 ч, после чего поверхностную влагу на бобах удаляют посредством пропускания через них потока воздуха и далее осуществляют СВЧ-обработку при температуре массы бобов 90°С до остаточной влажности 7% и охлаждение до температуры окружающей среды.
Недостатком получаемого компонента кормового продукта следует признать наличие остаточных количеств антипитательных веществ, изначально присущих соевым бобам, а также относительно высокую себестоимость кормового продукта, содержащего соевые бобы.
Известен (патент RU 2147410) способ приготовления белково-энергетической витаминной кормовой добавки на основе полножирной сои, включающий предварительное замачивание зерна сои, тепловую обработку влажного зерна сои и сушку до заданной остаточной влажности с последующим охлаждением до температуры окружающей среды, причем зерно сои замачивают в течение 9-12 ч в водно-солевом растворе макро-, микроэлементов, тепловую обработку проводят в течение 20-30 мин при температуре горячего воздуха на выходе 120-160°С до заданной остаточной влажности 18-28%, смешивают с растительными белково-витаминными компонентами, измельчают и гранулируют и дополнительно в процессе гранулирования вводят растительный витаминный концентрат - тыквенную пасту в количестве 1-10% по сухому веществу, после чего гранулы подсушивают до конечной влажности 10-14% и охлаждают до температуры окружающей среды.
Недостатком известного способа приготовления следует признать его нетехнологичность, а также значительное количество остаточных антипитательных веществ, изначально присущих соевым бобам.
Известен (патент RU 2074618) кормовой продукт в виде белково-жирового концентрата из семян бобовых и масличных культур, получаемый путем шелушения, очистки семян, грубого дробления, конвекционного прогрева дробленых семян при температуре 100-130°С в течение 10÷30 мин, охлаждения смешением с водой до температуры 10÷45°С с последующим проведением влажного измельчения, экстракции белков и липидов одновременно с эмульгированием при рН 6,5÷10,0, осаждением отделенной от твердого остатка белково-жировой эмульсии при рН 3,5÷5,5 в течение 10÷120 мин с последующей нейтрализацией полученного осадка.
Недостатком получаемого кормового продукта следует признать значительные остаточные количества антипитательных веществ, изначально присущих бобовым культурам, высокую себестоимость готового продукта, а также сложность технологического процесса, приводящую к низкому качеству готового кормового продукта.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в получении нового кормового продукта.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного кормового продукта, состоит в обеспечении возможности, по меньшей мере, частичной замены в рационе животных, птицы, рыб, а также человека соевых бобов более доступным продуктом при одновременном уменьшении в продукте количества антипитательных компонентов, входящих в его состав.
Для получения указанного технического результата предложено использовать кормовой бобовый продукт для сельскохозяйственных животных, а также рыб и птицы. Продукт представляет собой термически инактивированные семена люпина, обработанные путем термообработки семян ступенчатым нагревом с последующим увлажнением и охлаждением термически инактивированных семян, первым измельчением семян, увлажнением и вторым измельчением семян, при этом температура последней ступени нагрева составляет от 105 до 140°С, после прохождения охладителя температура продукта составляет менее 60°С, а после стадии увлажнения содержание влаги в продукте составляет от 11 до 13,5 мас.%. Оболочки семян могут быть отделены, по меньшей мере, частично как до проведения термической инактивации, так и после проведения термической инактивации.
Для проведения термической инактивации семян люпина может быть использовано устройство термической инактивации семян бобовых культур нижеприведенной конструкции. Устройство термической инактивации (инактиватор) содержит, по меньшей мере, одну секцию нагревателя с корпусом, расположенный на входе в нагреватель узел загрузки продукта и расположенный на выходе из нагревателя узел для выгрузки продукта, причем нагреватель выполнен в виде расположенных в его корпусе и закрепленных на корпусе множества, предпочтительно, горизонтальных труб, внутренние объемы которых соединены друг с другом, системы подачи теплоносителя на входы верхних труб и системы отвода теплоносителя на выходе нижних труб, при этом расстояние между соседними трубами соизмеримо с размером обрабатываемого семени люпина, а трубы расположены, предпочтительно, параллельными рядами со смещением от ряда к ряду. В качестве теплоносителя может быть использована любая текучая неагрессивная среда, способная перемещаться по внутреннему объему труб при температуре, необходимой для термической инактивации семян люпина. В частности, в качестве теплоносителя может быть использован пар, а также жидкости или жидкие смеси, в том числе и растворы, с высокой температурой кипения. Обычно используют трубы из стали, поскольку они достаточно устойчивы к действию практически любых видов теплоносителя, обладают хорошей теплопроводностью и могут быть достаточно легко смонтированы в корпусе любым известным путем. Преимущественно устройство содержит несколько уровней размещения труб в секции нагревателя. Вышеуказанное техническое решение обеспечивает нагрев поступающих в секцию семян люпина до необходимой температуры в течение короткого промежутка времени. Предпочтительно, для повышения теплоотдачи желательно, чтобы трубы в секции были расположены параллельно со смещением от ряда к ряду. Но для усиления теплового воздействия на обрабатываемые семена трубы могут быть расположены параллельно в ряду, но в соседних рядах трубы могут быть расположены под углом относительно направления труб предыдущего ряда. Кроме того, внутренние объемы труб в ряду и/или в секции могут быть соединены между собой в корпусе более одного раза с образованием сетчатой структуры. Это обеспечит большую теплоотдачу внутри корпуса. В одном из вариантов реализации разработанного устройства может быть использован корпус прямоугольного сечения в поперечнике, при этом трубы, изготовленные из стали, проходя через внутренний объем корпуса, частично выходят за его пределы и закреплены сварными или резьбовыми соединениями на корпусе. При этом вне пределов корпуса трубы соединены в единую систему путем сообщения внутренних объемов труб изогнутыми полыми перемычками. Однако корпус может иметь в сечении и отличную от прямоугольной форму. Кроме того, соединение труб полыми перемычками может быть произведено и внутри корпуса. С одной стороны, это несколько усложняет монтаж, но, с другой стороны, несколько уменьшает тепловые потери. Теплоноситель поступает первоначально в верхние ряды труб, проходит по объединенной системе труб, нагревая внутреннее пространство корпуса и обрабатываемые семена бобовых культур, и выходит их одной из труб нижнего ряда. В некоторых вариантах реализации разработанной конструкции теплоноситель затем поступает в теплообменник, нагревается там и повторно поступает на вход системы труб. Для обеспечения термической инактивации семян желательно, чтобы устройство содержало более одной секции нагревателя. Для уменьшения тепловых потерь желательно использовать термоизолированный корпус устройства. Термоизоляция корпуса может быть произведена любым известным путем. На выходе из корпуса может быть установлено средство регулирования скорости перемещения семян по устройству. Предпочтительно, оно может быть выполнено в виде ирисовой диафрагмы и/или средства создания колебаний устройства.
Термическую инактивацию семян люпина проводят следующим образом.
Семена люпина, подлежащие термической инактивации, загружают в, по меньшей мере, один приемный бункер. Затем осуществляют перемещение семян в бункер-питатель. Из бункера-питателя предпочтительно самотеком исходные семена поступают в устройство термической инактивации семян. При этом предварительно во внутренний объем труб устройства термической инактивации семян подают поток теплоносителя. В устройстве термической инактивации обрабатываемые семена самотеком перемещаются в направлении сверху вниз, проходя через секции нагрева. Для постоянства скорости перемещения возможно использование генератора вибрации, воздействующего на устройство термической инактивации. Удаление термообработанных семян осуществляют из нижней части указанного устройства. Выделившаяся при термической инактивации семян влага в виде пара, проходит через обрабатываемые семена, дополнительно их нагревая, и удаляется через загрузочное отверстие устройства термической инактивации. Теплоноситель, проходя по системе труб сверху вниз через все секции, разогревает внутренний объем корпуса. В процессе перемещения семян внутри корпуса происходит их термообработка с инактивацией. Поскольку скорость перемещения семян внутри корпуса предпочтительно практически постоянна, то все обрабатываемые (инактивируемые) семена получают практически одинаковое количество тепловой энергии. Это обеспечит при одинаковой скорости перемещения семян в вертикальной плоскости одинаковые условия их прогрева. При необходимости скорость перемещения обрабатываемых (инактивируемых) семян по корпусу может быть уменьшена или увеличена с использованием средства регулирования скорости перемещения семян по устройству (предпочтительно, в виде заслонки) или приданием корпусу устройства термической инактивации вибрации.
При перемещении семена люпина поступают в первую зону нагрева, где к каждому семени подводят определенное количество тепловой энергии. При дальнейшем перемещении в семени происходит процесс перераспределения тепла и влаги. При указанном процессе перераспределения подведенное во время первой ступени нагрева тепло равномерно перераспределяется по всему объему семени. Промежуток времени, во время которого в семени осуществляется процесс перераспределения тепла и влаги, то есть промежуток времени между окончанием первой ступени нагрева и началом второй ступени нагрева продукта, предпочтительно не превышает удвоенной продолжительности нагрева продукта. Указанное временное соотношение между продолжительностью ступени нагрева и ступени перераспределения тепла и влаги определено эмпирически. Как показали проведенные исследования, при выходе за границу указанного диапазона происходит существенное увеличение энергоемкости всего процесса без увеличения указанного технического результата. При дальнейшем перемещении термически инактивируемых семян они поступают во вторую зону нагрева, где к каждому предварительно нагретому во время первой ступени нагрева семени подводят определенное количество тепловой энергии. За счет подведенного во время второй ступени нагрева тепла происходит нагрев остаточной влаги в семени. При дальнейшем перемещении семена выходят из зоны нагрева, и в семени происходит процесс дальнейшего перераспределения тепла и влаги. Далее ступени повторяются описанным выше образом, то есть осуществляют ступенчатый нагрев влаги каждого семени до необходимой температуры и перераспределение тепла и влаги после каждого цикла нагрева. Нагрев семян приводит к разрушению и значительному снижению активности содержащихся в семенах веществ, вызывающих плохой запах, вкус и вкусоароматические ощущения в готовых продуктах, т.е. повышению потребительских характеристик готового продукта.
После прохождения устройства термической инактивации термообработанные семена поступают по системе транспортировки термообработанных семян в охладитель семян, где происходит принудительное охлаждение термически инактивированных семян с сохранением значительного количества усвояемых аминокислот и белка. После охладителя термообработанные семена поступают в первый измельчитель термообработанных семян, где их раскалывают на 2-4 части или до получения фракции менее 0,5 мм. Измельченные семена люпина поступают в увлажнитель, где влажность измельченных семян доводят до установленной стандартом величины. Одновременно, при необходимости, происходит дополнительное охлаждение термообработанных семян бобовых культур. Увлажненные частицы поступают во второй измельчитель термообработанных семян, где получают частицы фракции менее 0,5 мм. Измельченные частицы через систему выгрузки измельченных термообработанных семян поступают на склад или в транспортный узел предприятия.
Поскольку в отличие от традиционно используемой в комбикормах сои или соевом шроте люпин успешно может быть культивируем в зоне земледелия Российской Федерации и его себестоимость значительно ниже импортируемых сои и соевого шрота, следовательно, значительно ниже и стоимость комбикормов, в которых вместо сои или соевого шрота использованы термически инактивированные семена люпина.