УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ КРОВЯНОЙ МУКИ
IMPROVED METHOD FOR PRODUCTION OF HIGH-QUALITY BLOOD MEAL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к способу получения высококачественной кровяной муки. Данное изобретение дополнительно относится к кровяной муке и к применению кровяной муки в кормовых продуктах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Помимо крови пищевой марки, которую собирают на скотобойне свиней и крупного рогатого скота с помощью специальных средств, таких как, полые ножи с непосредственным введением антикоагулянта, кровь обычно является недооцененным побочным продуктом забоя сельскохозяйственных птиц, уток, свиней, крупного рогатого скота, овец и т.п., несмотря на высокое содержание усвояемого белка. Однако обработка крови обычно снижает ее пищевую ценность и/или такая обработка является относительно дорогостоящей. Тем не менее, обработка необходима для получения стабильного при хранении порошкообразного материала. Такой стабильный при хранении материал часто называют «кровяной мукой».
Описаны несколько способов получения плазмы крови и/или антикоагулированной крови, например, способ, описанный в US2015/056363. Однако для использования антикоагулированной крови необходимо добавление антикоагулянтов на скотобойне сразу после сливания крови из туш животных. Способ и система для сбора крови без коагуляции и, в частности, крови домашних птиц описаны в WO 01/08501 A1.
Кроме того, для крови, предназначенной для применения в медицине, используют технологии распылительной сушки, например, описанные в US2012/027867.
Другой способ сушки крови для употребления человеком представляет собой, например, сушку замораживанием, описанную в CN1994319 для крови оленей.
Антикоагулированную кровь обычно разделяют на фракцию плазмы и фракцию гемоглобина, и оба потока затем сушат распылительной сушкой с получением продуктов с очень высокой пищевой ценностью. Однако производство является сложным вследствие необходимости работы на скотобойне, и распылительная сушка является относительно дорогостоящей. Кроме того, присутствие антикоагулянта часто обусловливает дополнительное содержание золы или органических материалов, которые снижают ценность продукта в отношении аминокислот.
В случае отсутствия специальных мер для предотвращения коагуляции, на скотобойне в качестве побочного продукта получают частично коагулированную кровь. Такой кровяной побочный продукт коагулирован естественным образом, но при этом еще содержит растворенные белки, такие как белки плазмы. Такой кровяной побочный продукт получают посредством сбора сточных потоков крови, и полученный побочный поток обычно разбавлен водой вследствие использования воды для мытья. Указанный кровяной побочный продукт обычно является гетерогенной смесью коагулированных и некоагулированных частиц крови, соединений крови, белков крови, частично гемолизованных кровяных клеток и дополнительного количества воды, с содержанием твердых веществ около 5-18% мас.
Указанный (частично коагулированный) кровяной побочный продукт обычно перерабатывают для первоначального получения полностью коагулированной крови. Полной коагуляции обычно достигают посредством обработки паром, и указанную стадию обычно осуществляют на заводе по производству кровяной муки. Как правило, затем коагулированную кровь подвергают стадии концентрирования и сушат на дисковой сушилке, циркуляционной сушилке или т.п.
Непрерывное производство для получения кровяной муки из коагулированной крови описано, например, в US3431118 и US3450537. В US4067119 описано применение барабанной сушилки, а в GB2303042 описан новый общий способ коагуляции, декантации (и/или центрифугирования), сушки на дисковой сушилке и измельчения до частиц размером около 1 мм. Кроме того, известен способ сушки коагулированной крови в кольцевой или испарительной сушилке, в которой частицы крови задувают в сушильную трубу.
Кровяную муку можно использовать в качестве дополняющего белкового материала в кормовых продуктах, таких как корм для домашних питомцев, корм для аквакультуры и т.п.
В частности, для промышленных применений, таких как корм для аквакультуры, важно, чтобы пищевая ценность была высокой. Для таких продуктов необходима, например, высокая степень усвояемости белка, которая может быть достигнута распылительной сушкой, но с относительно высокими затратами. Высушенный распылением материал в настоящее время является признаком высококачественной кровяной муки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача данного изобретения заключается в обеспечении способа получения кровяной муки из сырой цельной крови, фракций сырого гемоглобина и/или сырой плазмы, которая имеет высокую пищевую ценность и может быть получена эффективно.
Дополнительная задача данного изобретения заключается в получении кровяной муки из коагулированной крови с более высокой степенью усвояемости и предпочтительно с улучшенными другими свойствами, чем известно до настоящего времени.
Указанная задача данного изобретения достигнута благодаря способу получения кровяной муки, включающему последовательные стадии (i) обеспечения водной смеси, содержащей сырую кровь, предпочтительно имеющую содержание твердых веществ от около 5% мас. до 18% мас., и (ii) увеличения содержания твердых веществ в смеси с получением смеси, имеющей содержание твердых веществ около 20% мас. или выше, предпочтительно между около 20-80% мас., и (iii) одновременной сушки и измельчения полученной смеси в воздушной турбулентной мельнице с получением высушенной кровяной муки, имеющей средний размер частиц (d50) от 20 мкм до 0,7 мм, d90 менее 1 мм, по результатам измерения лазерной дифракцией с использованием анализатора размера частиц сухого порошка Beckman Coulter, и кишечную усвояемость около 85% или выше, предпочтительно около 87% или выше, и более предпочтительно около 90% или выше.
Кроме того, в данном изобретении предложен продукт, коагулированная кровяная мука, имеющая средний размер частиц (d50) от 20 мкм до 0,7 мм и d90 менее 1 мм, по результатам измерения лазерной дифракцией с использованием анализатора размера частиц сухого порошка Beckman Coulter, и имеющая кишечную усвояемость около 85% или выше, предпочтительно около 87% или выше, и еще более предпочтительно около 90% или выше, и имеющая содержание влаги менее 15% мас., предпочтительно менее 10% мас.
Способ и продукт согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность достижения ряда преимуществ:
Эффективная сушка за короткое время обеспечивает получение продукта с превосходными параметрами качества, такими как, например, кишечная усвояемость предпочтительно 85% или выше, или даже 87% или выше, например, 90%. Как правило, коагулированная кровь, высушенная на дисковой сушилке, имеет кишечную усвояемость 60-75%, а материал, высушенный на испарительной, кольцевой или барабанной сушилке, может иметь кишечную усвояемость до 84%.
Кроме того, такой продукт может иметь коэффициент видимой переваримости (ADC) у радужной форели около 80% или выше в пересчете на сырой белок, предпочтительно около 85% или выше, и еще более предпочтительно 87% или выше.
Кроме того, очень высока доступность лизина. Лизин представляет собой аминокислоту, которая часто ограничивает рост домашних птиц или свиней. Доступность лизина в продукте, полученном способом по данному изобретению, обычно составляет около 92% или выше, предпочтительно около 95% или выше относительно общего содержания лизина.
Кроме того, продукт, полученный способом по данному изобретению, может иметь более однородный, светлый цвет, практически без черных вкраплений.
Кроме того, улучшен запах (запах слабее) по сравнению с обычной кровяной мукой.
Кроме того, предложенный способ является эффективным в том отношении, что на одной относительно простой установке можно осуществлять до пяти операций. В обычных процессах операции сушки, измельчения, микронизации, охлаждения и просеивания осуществляют на разных стадиях, тогда как предложенный способ обеспечивает возможность осуществления указанных 5 стадий в одно действие. Кроме того, возможно короткое время обработки, составляющее несколько секунд.
Предложенный способ можно использовать с антикоагулированной кровью, фракциями сырого гемоглобина и/или сырой плазмы, в качестве альтернативы распылительной сушке с тем преимуществом, что необходимо гораздо меньше оборудования.
Способ по данному изобретению имеет дополнительное преимущество исключения существенного риска микробиологического заражения высушенного продукта сальмонеллой и т.п. Отсутствие мертвых зон в воздушной турбулентной мельнице вследствие турбулентности, создаваемым высокоскоростным вращением ротора и потоком газа, а также простая возможность повышения, в случае необходимости, температуры потока газа во время технологическая цикла или до или после технологического цикла, являются важными факторами для предотвращения скопления продукта или холодных точек и, следовательно, это препятствует микробиологическому заражению и устраняет его.
В дополнительном аспекте данного изобретения поток, подаваемый в воздушную турбулентную мельницу, обрабатывают с целью его пастеризации или даже стерилизации. Такая обработка предпочтительно включает достаточно продолжительную тепловую обработку при достаточно высокой температуре с учетом содержания влаги в потоке, в результате чего получают поток пастеризованного или стерильного продукта. Сочетание достаточно высокой температуры в течение достаточно продолжительного периода времени при заданном содержании твердого вещества известно специалистам в данной области техники. Стадию пастеризации или стерилизации можно осуществлять в отдельном теплообменнике и/или можно объединять с существующей технологической стадией.
Предложенный способ не требует каких-либо специальных приспособлений на скотобойне, которые необходимы, например, для получения некоагулированной крови, которую используют для распылительной сушки, при этом можно использовать антикоагулированную кровь, фракции сырого гемоглобина и/или сырой плазмы, смешанные с (частично) коагулированной кровью, или в виде отдельных потоков сырья.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термин «около» означает плюс или минус 20%, предпочтительно плюс или минус 10%, более предпочтительно плюс или минус 5%, наиболее предпочтительно плюс или минус 2%.
Сырьевые материалы
Сырая кровь может быть получена из различных животных, таких как домашние птицы (включая кур, индеек), утки, свиньи, крупный рогатый скот (включая коров, лошадей, коз), овцы и т.п., которых перерабатывают на скотобойнях. Можно использовать смеси крови животных.
В контексте данного изобретения «сырая кровь» может представлять собой главную фракцию крови, такую как гемоглобин, плазма, или их смеси с цельной кровью.
В предпочтительном варианте реализации сырая кровь получена из кур, индеек, уток, свиней, овец или коров, или их смеси.
Сырую кровь обычно собирают на скотобойне в виде антикоагулированной крови или в виде смеси частично коагулированной крови (коагулированных частиц крови), растворенных белков, в частности, гемолизованных кровяных клеток, и воды (в совокупности: частично коагулированная кровь).
Кровь пищевой марки обычно сливают из туши животного (главным образом, свиней и коров) с помощью «полого ножа», который вставляют непосредственно в яремную вену животного, и осуществляют введение антикоагулянта прямо внутрь ножа или через несколько сантиметров после него; в других случаях кровь стекает в сборный канал с непрерывным впрыскиванием антикоагулянтов в поток крови.
В кровь непищевой марки обычно не вводят антикоагулянты, и ее сливают из туши животного непосредственно на пол или в приемный поддон, который периодически промывают водой для облегчения движения потока крови в сливную точку, где с помощью насоса всасывают кровь и перекачивают ее в бак для хранения.
Несмотря на то, что антикоагулированная кровь, фракции сырого гемоглобина и/или сырой плазмы обычно имеют пищевое качество, их партии могут не соответствовать стандарту, и такую антикоагулированную сырую кровь или ее фракции можно использовать в таком виде или можно смешивать с частично коагулированной сырой кровью в способе по данному изобретению для получения кормовых добавок.
Альтернативно, некоагулированную кровь, фракции сырого гемоглобина и/или сырой плазмы пищевого качества можно перерабатывать в соответствии со способом по данному изобретению с получением кровяной муки пищевого качества.
Количество твердых веществ в сырой крови обычно составляет от около 5% мас. до 18% мас. и обычно от 8% мас. до 12% мас., хотя данное изобретение может быть реализовано с использованием другого содержания твердых веществ.
Кровь в теле животного обычно имеет содержание твердых веществ от около 17% мас. до 19% мас. Поскольку сырая кровь непищевой марки обычно становится разбавленной водой в результате промывания и очистки системы сбора и стока крови на скотобойне, содержание твердых веществ становится менее 17% мас., обычно менее 14% мас., но более вероятно около 12% мас. или менее. На птицебойне может происходить дополнительное разбавление водой вследствие стекания воды с головы птиц сразу после водяной бани станции электрооглушения.
Сырая кровь для применения по данному изобретению предпочтительно имеет высокое содержание белка (обычно более 80% мас. сухого вещества), содержащего по меньшей мере 17 аминокислот. Содержание белка обычно определяют посредством измерения общего содержания азота и умножения общего содержания азота на так называемый коэффициент Джонса, равный 6,25. Результат представляет собой теоретическое количество белка. Обычно сырая кровь содержит от 80 до 95% белка в пересчете на твердые вещества.
Предпочтительно, при переработке антикоагулированной крови ее можно использовать как есть, или ее можно фракционировать. В некоторых процессах плазму отделяют от фракции гемоглобина, например, центрифугированием. Фракция гемоглобина имеет повышенное содержание твердых веществ (что обусловлено отделением от плазмы) по сравнению с сырой кровью, и оно обычно составляет около 30-40% мас. твердого вещества. Благодаря такому увеличению содержания твердых веществ, фракцию гемоглобина можно использовать в качестве сырья для воздушной турбулентной мельницы, или содержание твердых веществ можно дополнительно увеличить так, как описано ниже для других фракций крови.
Фракция плазмы антикоагулированной крови после отделения фракции гемоглобина обычно содержит 4-8% мас. твердых веществ, и содержание в ней твердых веществ необходимо увеличить, что может быть достигнуто, например, ультрафильтрацией до содержания твердых веществ, например, 25-30% мас. Затем полученную смесь можно перерабатывать, как и другие кровяные смеси, описанные ниже.
Предпочтительно, сырую кровь, в частности, сырую кровь, не подверженную антикоагуляции, сначала фильтруют на подвижном или неподвижном фильтровальном устройстве для удаления посторонних материалов, таких как части животного (главным образом, перья и головы) и обрезков.
Содержание твердых веществ в сырой крови увеличивают для обеспечения достаточного высушивания в воздушной турбулентной мельнице. Предпочтительно, содержание твердых веществ увеличивают на 10% или более, предпочтительно на 20% мас. или более, например, с содержания твердых веществ 18 до 28% мас. (увеличение на 10% мас.) или с 12% мас. до 32% мас. (увеличение на 20% мас.). Еще более предпочтительно, увеличение содержания твердых веществ составляет около 30% мас. или более. Как понятно из вышесказанного, сырая кровь не обязательно отражает состав цельной сырой крови, но может быть ее фракцией.
В предпочтительном варианте реализации содержание твердых веществ в крови увеличивают до значения от около 20 до около 60% мас., предпочтительно от около 40 до около 60% мас.
В первом предпочтительном варианте реализации сырую кровь обрабатывают для (дополнительной) коагуляции крови и, следовательно, для повышения содержания твердых веществ.
Полученную коагулированную кровь называют полностью коагулированной кровью или свернутой кровью. На практике коагулируется не весь белок, хотя содержание коагулированных или денатурированных белков существенно выше, чем в частично коагулированной кровяной смеси или в антикоагулированной крови.
Коагуляционную обработку можно проводить механически, с помощью тепла, пара и/или с применением химических реагентов. Химическая коагуляция промышленной животной крови может быть достигнута с применением, например, сульфата алюминия, сульфата цинка, метанола и ацетона (см. Andrew L. Ratermann, H. Wayne Burnett, Vaughn Vandegrift ; J. Agric. Food Chem., 1980, 28:438–441).
Предпочтительно, коагуляцию проводят механически и/или с помощью тепловой обработки. Еще более предпочтительно, частично коагулированную кровь дополнительно коагулируют путем непосредственного приведения в контакт и смешивания с острым паром.
Дополнительная коагуляция также служит для гомогенизации частично коагулированной кровяной смеси.
Коагуляционную обработку предпочтительно осуществляют так, чтобы полученная сырая кровь была хорошо пастеризованной или даже стерильной. Коагуляционную обработку предпочтительно проводят при температуре более 80 °С, предпочтительно более 90 °С и еще более предпочтительно более 95 °С, в течение достаточно продолжительного времени, обычно упоминаемого как время тепловой гибели, для достижения пастеризованного или по существу стерильного потока продукта. Температура обычно составляет около 150 °С или менее. Достаточное время может составлять от нескольких секунд до одного часа или более, в зависимости от температуры, при которой обрабатывают поток продукта. Для более высокой температуры необходимо более короткое время обработки, как известно специалистам в данной области техники. Обычно предпочтительно время около получаса или менее, и еще более предпочтительно около 10 минут или менее. Часто приемлемое время составляет 1 минуту или более, например, две минуты или более, или три минуты или более.
Подходящая комбинация температуры/времени, например, может быть реализована с помощью паровой обработки на стадии коагуляции. Такая высокотемпературная обработка предпочтительно включает непосредственную подачу пара, который увеличивает температуру потока продукта до около 80 °С или выше, или предпочтительно 90 °С или выше, или еще более предпочтительно около 95 °С или выше, и выдерживание потока коагулированной крови при температуре от около 80 °С до 95 °С или более в течение всего периода времени, составляющего, например, 2-10 минут.
Предпочтительно, условия пастеризации являются такими, что температура/время обработки по меньшей мере эквивалентны 85 °С, предпочтительно 90 °С или еще более предпочтительно 95 °С в течение 2 минут при содержании твердых веществ 10% мас.
Более обобщенно, для сырой крови, включая антикоагулированную кровь, определенную фракцию крови, частично коагулированную кровь, свернутую кровь или их смеси, можно использовать способы обработки, известные для пастеризации или стерилизации молока или фруктовых соков.
Предпочтительно, поток после стадии пастеризации/стерилизации соответствует требованиям, описанным в технических нормах для животных побочных продуктов (№ 1069/2009 и № 142/2011) в отношении сальмонеллы и энтеробактерий, а также энтеритных клостридий. Предпочтительно, смесь, содержащую сырую кровь, обрабатывают при достаточно высокой температуре в течение достаточно продолжительного времени для достижения времени тепловой гибели сальмонеллы и энтеритных клостридий, и сальмонелла и энтеритные клостридии не обнаруживаются в стандартных анализах в соответствии с указанными техническими нормами для животных побочных продуктов.
Свернутую кровь предпочтительно обезвоживают для увеличения содержания твердых веществ в свернутой крови до около 20-60% мас. твердых веществ в пересчете на сухое вещество, предпочтительно 40-60% твердых веществ в пересчете на сухое вещество. Воду можно удалять выпариванием или механически посредством прессования сгустка крови через сито, центрифугированием или ультрафильтрацией. Свернутую кровь предпочтительно центрифугируют для удаления воды из свернутой крови. Выпаривание можно осуществлять, например, при пониженном давлении, например, при температуре 30-60 °С.
Кроме того, можно дополнительно повысить содержание твердых веществ посредством высушивания в стандартном сушильном оборудовании, например, до 80% мас. твердых веществ или более, предпочтительно до значения, после которого усвояемость полувысушенного продукта начинает резко снижаться. Такое содержание влаги может варьироваться в зависимости от используемого типа оборудования для предварительной сушки. В предпочтительном варианте реализации содержание твердых веществ увеличивают до около 60%.
Остаточная вода, обычно упоминаемая как кровяная вода, которую получают, например, после центрифугирования, может содержать от 1 до 5% мас. или обычно от 1 до 4% мас. твердых веществ. Вода крови представляет собой сточный поток, который можно концентрировать, например, до 15-40% мас. твердых веществ посредством ультрафильтрации, среди прочих способов, и концентрированный поток можно подвергать, например, распылительной сушке, но предпочтительно его возвращают в технологический процесс для высушивания в воздушной турбулентной мельнице. Альтернативно, воду крови можно рассматривать как сточный поток, который можно подвергать очистке на водоочистных сооружениях.
Предпочтительно, высушенную кровяную муку снова смешивают с потоком концентрированной кровяной воды, и полученную смесь можно напрямую подавать в воздушную турбулентную мельницу, или ее можно смешивать с основным потоком свернутой крови перед подачей в воздушную турбулентную мельницу.
При использовании свернутой крови, может быть уместно использовать обратное смешивание высушенной кровяной муки с потоком сырья для воздушной турбулентной мельницы для (дополнительного) увеличения, таким образом, содержания твердых веществ в сырье для воздушной турбулентной мельницы.
Во втором, альтернативном, предпочтительном варианте реализации сырую кровь в том виде, в котором она получена со скотобойни, можно гомогенизировать и увеличивать содержание твердых веществ без необходимости в дополнительной коагуляции, например, с помощью острого пара.
Гомогенизация особенно уместна при переработке частично коагулированной крови, поскольку она представляет собой гетерогенный материал. Гомогенизацию можно проводить в какой-либо емкости или при подаче кровяной смеси в воздушную турбулентную мельницу с помощью обычного доступного оборудования для гомогенизации, такого как смеситель. Предпочтительно, на стадии гомогенизации происходит уменьшение размера крупных частиц, имеющих размер более 1 см.
Увеличение содержания твердых веществ в такой сырой крови может быть достигнуто, например, посредством обратного смешивания кровяной муки с потоком сырья для воздушной турбулентной мельницы и/или посредством выпаривания воды из указанной смеси.
Увеличение содержания твердых веществ предпочтительно по меньшей мере частично осуществляют обратным смешиванием кровяной муки с потоком сырьевой кровяной смеси перед ее подачей в воздушную турбулентную мельницу. Увеличение содержания твердых веществ может быть дополнительно достигнуто посредством выпаривания воды при пониженном давлении. Предпочтительно, что температура в процессе указанных способов обработки сохраняется на уровне около 100 °С (температура кипения воды) или ниже, предпочтительно 80 °С или менее, предпочтительно около 70 °С или ниже, и еще более предпочтительно около 60 °С или ниже.
Поэтому, как правило, смесь сырой крови, полученную со скотобойни, можно гомогенизировать и увеличивать содержание твердых веществ со значения менее 14% мас., обычно менее около 10-12% мас., до по меньшей мере 20% мас., и более предпочтительно до около 40% мас. или более, например, до 50% мас. посредством удаления воды и/или добавления высушенной кровяной муки и/или концентрированной кровяной смеси в поток сырья для воздушной турбулентной мельницы.
В случае удаления воды из смеси сырой крови, например, посредством выпаривания, используемого как часть стадии для повышения содержания твердых веществ, содержание твердых веществ в потоке, подаваемом в воздушную турбулентную мельницу, до добавления потока для обратного смешивания, обычно составляет около 20-40% мас., например, около 30% мас.
В случае добавления кровяной муки в поток сырой крови в качестве единственной меры для повышения содержания твердых веществ, содержание твердых веществ в смешанном потоке, подаваемом в воздушную турбулентную мельницу, обычно составляет около 50% мас. или менее.
Затем гомогенизированную, по меньшей мере частично коагулированную кровь с содержанием твердых веществ, повышенным предпочтительно до значения более 40% мас., можно сушить в виде смеси в воздушной турбулентной мельнице.
В одном варианте реализации данного изобретения смесь свернутой крови подают в воздушную турбулентную мельницу с содержанием влаги предпочтительно 40-60% мас.
В другом варианте реализации необязательно гомогенизированную смесь сырой крови, после повышения содержания твердых веществ, подают в воздушную турбулентную мельницу с содержанием твердых веществ 20-55% мас., предпочтительно с содержанием твердых веществ 30-50% мас.
Процесс сушки и воздушная турбулентная мельница с сопутствующими элементами
Кровяную смесь с повышенным содержанием твердых веществ сушат и измельчают в соответствии со стадией (iii) данного изобретения.
Обычно кровяную смесь сушат до содержания влаги около 15% мас. или ниже. В предпочтительном варианте реализации изобретения кровяную смесь сушат до содержания влаги около 10% мас. или менее, предпочтительно около 8% мас. или менее. Высушивание до содержания влаги ниже, чем около 4% мас., обычно не является необходимым, но не причинит вреда. Наиболее предпочтительно, высушивание осуществляют так, что высушенная кровяная мука имеет содержание влаги от около 5% до 7% мас. В результате высушивания получают продукт, стабильный при хранении.
В предпочтительном варианте реализации высушенную кровяную муку делят на поток продукта и поток рецикла.
Продукт, выходящий из воздушной турбулентной мельницы, может содержать относительно небольшую часть ультрадисперсного продукта, слишком крупных частиц, которые могут быть измельчены, или иного непригодного материала, который предпочтительно отделяют на классификаторе. Непригодный материал предпочтительно возвращают в цикл (используют для обратного смешивания) в поток, подаваемый в воздушную турбулентную мельницу.
Предпочтительно, если можно использовать большее количество материала для обратного смешивания, то часть подходящего продукта используют в качестве возвратного потока для обратного смешивания с сырьем для воздушной турбулентной мельницы.
Поток рецикла (обратное смешивание высушенной кровяной муки) можно использовать в соответствии с данным изобретением для повышения содержания твердых веществ в сырьевом потоке для воздушной турбулентной мельницы.
Высушивание является важной стадией для конечного качества кровяной муки.
По всей видимости, обычные технологии высушивания свернутой крови приводят к снижению усвояемости.
В предпочтительном варианте реализации данного изобретения высушивание на стадии (iii) проводят примерно при атмосферном давлении с получением мелких частиц, так что высушивание является весьма эффективным. Атмосферное давление включает невысокий вакуум, который часто используют для облегчения движения потока газа и транспортировки порошка. Порошок может выходить из сухого циклона с помощью поворотного клапана с воздушным затвором. Давление до мельницы может составлять от -5 до -8 мбар, а после мельницы - от -30 до -50 мбар.
Например, высушивание в традиционной дисковой сушилке обычно обеспечивает получение кишечной усвояемости около 60-75%. Высушенная в кольцевой, испарительной или барабанной сушилке, кровяная мука (также упоминаемая как мгновенно высушенная мука) может иметь кишечную усвояемость около 84%.
Предпочтительно, концентрированную кровяную смесь, полученную на стадии (ii), сушат способом, обеспечивающим низкое тепловое повреждение, так что снижение усвояемости во время сушки ограничено, и кровяная мука характеризуется кишечной усвояемостью, остающейся на уровне выше 85%, предпочтительно около 87-93%, например, 90-92%.
Предпочтительно, концентрированную кровяную смесь, полученную на стадии (ii), сушат способом, обеспечивающим низкое тепловое повреждение, так что кровяная мука предпочтительно имеет коэффициент видимой переваримости (ADC) на радужной форели около 85% или выше в пересчете на сырой белок.
Например, высушивание в традиционной дисковой сушилке обычно обеспечивает получение кровяной муки со значением ADC на радужной форели 65% или ниже в пересчете на сырой белок.
Для получения такого материала с низким тепловым повреждением, авторами данного изобретения установлено, что высушивание необходимо проводить с применением потока газа и одновременным измельчением материала, что обеспечивает очень короткое время обработки.
Авторами данного изобретения обнаружено, что дополнительное улучшение in vitro усвояемости и пищевых характеристик кровяной муки может быть достигнуто с помощью воздушной турбулентной мельницы, поскольку мелкие частицы, образующиеся в результате измельчения, способствуют быстрому высыханию концентрированной кровяной смеси и, следовательно, ограничивают воздействие теплоты на продукт.
Таким образом, в соответствии с данным изобретением, кровяную смесь с повышенным содержанием твердых веществ, полученную на стадии (ii), подвергают одновременной сушке и измельчению с применением потока газа, обычно воздуха (который может иметь сниженное содержание кислорода), в воздушной турбулентной мельнице. Указанный газ также может представлять собой перегретый пар. Воздушная турбулентная мельница может обеспечивать преимущество быстрого измельчения и высушивания, и использование воздушной турбулентной мельницы по данному изобретению приводит к высушиванию и одновременному измельчению или дроблению кровяной смеси посредством подачи материала для высушивания и потока газа, обычно воздуха, в высокоскоростной ротор в закрытой камере.
Воздушная турбулентная мельница обычно содержит камеру (статор) с соответствующими входными и выходными отверстиями для продукта и потока(ов) газа, в которую вмонтирован вращающийся элемент (ротор) с рядами ударных устройств, которые вращающийся элемент может вращать с высокой скоростью. Внутренние стенки статора предпочтительно облицованы ударными элементами, такими как гофрированные листы, для повышения эффективности измельчения вследствие дополнительных сил трения и сдвига. Ротор обычно установлен вертикально относительно выходного отверстия.
Существует несколько типов воздушных турбулентных мельниц. Обычно их называют размольными мельницами с турбулентным потоком воздуха или вихревыми воздушными мельницами. Данное изобретение предусматривает применение их всех под описанием «воздушной турбулентной мельницы». Предпочтительно использовать вертикально расположенные роторы, поскольку они расходуют меньше энергии.
Для сушки и измельчения по данному изобретению можно использовать воздушные турбулентные мельницы, известные в данной области техники, производства компаний Atritor (Cell Mill), Hosokawa (Drymeister), Larsson (Whirl flash), Jäckering (Ultra Rotor), Rotormill или Görgens Mahltechnik (TurboRotor). Некоторые из таких воздушных турбулентных мельниц описаны, например, в US4747550 и WO1995/028513.
Воздушная турбулентная мельница может содержать классификатор, обеспечивающий разделение более крупных и более мелких частиц. Использование классификатора обеспечивает возможность возврата более крупных частиц в измельчитель, при этом более мелкие частицы проходят через него для дальнейшей переработки. В другом варианте реализации получают две или более марок кровяной муки в форме частиц, с разным размером частиц и насыпными свойствами, используя два отверстия на выходе из классификатора.
Высушивание осуществляют с помощью потока газа, подаваемого в высокоскоростной ротор. Газовый поток обычно представляет собой воздух, который может иметь низкое содержание кислорода, но также может представлять собой перегретый пар. Температура на входе обычно составляет от около 20 °С до 500 °С, предпочтительно от около 20 °С до 450 °С, и еще более предпочтительно от около 20 °С до 180 °С. При работе в верхней части температурного диапазона может потребоваться осторожная обработка и/или меньшее количество используемого нагретого газа. Например, можно использовать нагретый газ при температуре около 450 °С и второй газовый поток комнатной температуры, если необходимы высокие скорости газа.
Температура воздуха на выходе обычно ниже 100 °С, предпочтительно ниже 90 °С. Температура газа на входе может быть ниже в том случае, если сырьевая концентрированная кровяная смесь имеет более высокую температуру.
3
3
3
3
3
3
Расход воздуха обычно составляет около 5 м/ч на кг сырьевого материала или более, предпочтительно около 7 м/ч на кг сырьевого материала. Обычно его расход составляет около 50 м/ч или менее, предпочтительно около 30 м/ч на кг сырьевого материала или менее. В частности, наиболее предпочтительно, указанный расход составляет, например, от 5 до 30 м/ч, например, 7-20 м/ч на кг подаваемого продукта.
Поток газа можно подавать в мельницу непосредственно с сырьевым материалом или косвенно, когда концентрированную кровяную смесь подают в одном месте, а газовый поток подают в воздушную турбулентную мельницу отдельно, в одном или нескольких других местах. Продукт можно, например, подавать напрямую в боковую нижнюю часть мельницы или смешивать с потоком воздуха непосредственно перед мельницей. Альтернативно, подаваемый продукт можно напрямую вводить через впускной фланец на боковой части корпуса мельницы.
Воздушная турбулентная мельница, используемая по данному изобретению, предпочтительно содержит закрытую камеру (статор) с соответствующими входными и выходными отверстиями для продукта и потока газа, в которой вертикально установленный вал (ротор), смонтированный с группами режущих и ударных устройств, таких как лопатки, диски, пластины и т.п., вращается с высокой скоростью. Внутренние стенки статора могут быть облицованы гофрированными листами для повышения эффективности измельчения вследствие дополнительных сил трения и сдвига.
Ротор обычно вращается со скоростью наконечника около 20 м/с или выше, более предпочтительно около 35 м/с или выше, еще более предпочтительно около 50 м/с или выше. Обычно указанная скорость составляет около 250 м/с или ниже, предпочтительно около 150 м/с или ниже. Подходящая скорость составляет, например, около 75 м/с. Обычно скорость наконечника составляет около 80 м/с или выше, предпочтительно около 110 м/с или выше.
Измельчитель может выделять существенное количество тепла. Кроме того, поступающая влажная концентрированная кровяная смесь может иметь температуру выше комнатной температуры. Если это целесообразно, газовый поток можно нагревать, например, путем непосредственного нагревания в газовой горелке (которое также приводит к снижению содержания кислорода, что снижает опасность воспламенения) или путем косвенного нагревания через теплообменник с паром или горячим маслом. Газовый поток также может представлять собой перегретый пар.
Воздушная турбулентная мельница содержит одно или более входных отверстий для газообразного потока. Один или более из указанных газовых потоков могут быть нагретыми. Если нагрет один поток газа, он предпочтительно нагрет до температуры около 50 °С или выше.
Газообразный поток можно вводить разными способами. Обычно главный газовый поток вводят в нижней части воздушной турбулентной мельницы. Указанное входное отверстие может быть тем же входным отверстием, через которое подают влажный продукт. В таком случае газовый поток обычно используют для транспортировки продукта. Второй газовый поток можно использовать для воздействия на измельчение и характеристики потоков в мельнице. В частности, если продукт трудно транспортировать с помощью газового потока, его можно напрямую вводить в мельницу с помощью шнека или насоса.
Для сохранения высокой усвояемости кровяной муки среднее время пребывания в воздушной турбулентной мельнице предпочтительно является коротки, например, менее 10 с, предпочтительно менее 5 с, более предпочтительно менее 2 с, еще более предпочтительно менее 1 с. Короткое среднее время пребывания материала до высыхания в мельнице обеспечивает эффективную сушку с лишь относительно небольшим повышением температуры коагулированного кровяного материала. В случае использования классификатора среднее время пребывания будет больше, но время, в течение которого порошок фактически находится в измельчителе, предпочтительно остается на уровне менее 10 с, и еще более предпочтительно менее 5 с.
Предпочтительно, температура кровяной муки, выходящей из воздушной турбулентной мельницы, находится в температурном диапазоне от около 30 °С до 90 °С, более предпочтительно от около 40 °С до 80 °С, еще более предпочтительно от около 45 °С до 75 °С.
Газовый поток выходит из воздушной турбулентной мельницы, необязательно через классификатор, с высушенным продуктом. Сухой продукт в форме мелких частиц отделяют от газового потока, и указанное разделение обычно осуществляют в одном или более циклонах, предпочтительно в одном или двух циклонах, или с помощью мешочного фильтра, или комбинации обоих вариантов.
Можно дополнительно классифицировать полученный порошок, выходящий из циклона, например, на горизонтальном сите для отсеивания частиц неподходящего размера, крупных частиц и/или для удаления пыли. Кроме того, можно получать различные марки кровяной муки, с меньшим и большим размером частиц.
Отходы сита (частицы неподходящего размера и/или пыль) предпочтительно повторно вводят в сырье для дальнейшей обработки в воздушной турбулентной мельнице. Смешивание отходов с влажным сырьевым материалом (также называемое «обратным смешиванием») может улучшать операцию загрузки и повышать общую эффективность сушки и измельчения. Как описано выше, указанные отходы можно смешивать с концентрированным сточным потоком, полученным в результате повышения содержания твердых веществ, например, кровяной воды, а затем смешивать с первичным потоком крови.
В зависимости от сырья для воздушной турбулентной мельницы, может быть целесообразно обеспечить существенное обратное смешивание, например, обратное смешивание 40-80% мас. готового сухого продукта с сырьем для повышения содержания твердых веществ в сырье, с одновременным улучшением общих характеристик продукта.
Таким образом, в более общем случае, предпочтительно обеспечить обратное смешивание кровяной муки с потоком, содержащим сырую или коагулированную кровь, который подают в воздушную турбулентную мельницу. Количество материала для обратного смешивания может зависеть от содержания твердых веществ в потоке, подаваемом в воздушную турбулентную мельницу. Обычно количество материала для обратного смешивания составляет от 1% мас. до 90% мас. (высушенного материала), предпочтительно 2-80% мас. Низкое количество материала для обратного смешивания предпочтительно используют в случае необходимости обратного смешивания только того материала, который не соответствует спецификации. Для обеспечения существенного увеличения (например, более 5%) содержания твердых веществ, доля материала для обратного смешивания предпочтительно составляет 5-90%, более предпочтительно 10-80% мас.
В предпочтительном варианте реализации, если содержание твердых веществ в потоке, подаваемом в воздушную турбулентную мельницу (без обратного смешивания), составляет около 20% мас. или выше, предпочтительно 30% мас. или выше, то количество материала для обратного смешивания предпочтительно является таким, чтобы поток, подаваемый в воздушную турбулентную мельницу, содержал около 40% мас. твердых веществ или более. Таким образом, например, пригодным является количество материала для обратного смешивания, составляющее от около 40% мас. до около 90% мас., если подаваемый поток содержит около 20% мас. твердых веществ, и от около 10% мас. до около 70% мас., если указанный поток содержит около 30% мас. твердых веществ.
Указанные количества выражены в % мас. сухого продукта, подлежащего обратному смешиванию с подаваемым потоком. Долю материала для обратного смешивания также можно определить по содержанию твердых веществ в подаваемом потоке (до обратного смешивания). Для потока, содержащего около 20% мас. твердых веществ, соотношение для обратного смешивания может составлять около 200-400%, предпочтительно 200-300%, а для потока, содержащего около 30% мас. твердых веществ, соотношение для обратного смешивания может составлять от около 50% до 200%.
Предпочтительно, классификацию осуществляют с помощью сита (или другого классификатора) с отсечением 1 мм или менее, предпочтительно 800 мкм или ниже. Классификацию можно осуществлять, например, с помощью сита с отсечением 300 мкм, 500 мкм или 900 мкм.
Кроме того, поток воздуха, поступающего в воздушную турбулентную мельницу, можно регулировать для изменения времени пребывания и/или размера частиц. Например, поток воздуха непосредственно влияет на время пребывания в камере и время контакта с помольным устройством; чем выше скорость потока, тем короче время пребывания и, следовательно, тем крупнее частицы, и наоборот, чем ниже скорость потока воздуха, тем меньше частицы. На размер частиц дополнительно влияет классификатор и/или соответствующие ударные и режущие приспособления, а также подходящий профиль поверхности внутренних стенок. Специалисты в данной области техники могут отрегулировать воздушную турбулентную мельницу для получения частиц требуемого размера.
Готовая кровяная мука
Материал кровяной муки впоследствии используют в качестве сухого продукта с содержанием влаги около 15% мас. или менее, предпочтительно около 10% мас. или менее (т.е. кровяная мука).
Указанный материал предпочтительно содержит менее 8% влаги. Наиболее предпочтительно, высушенный материал имеет содержание влаги от 5 до 7% мас.
Кровяная мука по данному изобретению обычно содержит от около 85% мас. до около 98% мас. белка в пересчете на сухую массу.
Преимущественно, кровяная мука, полученная в соответствии со способом по данному изобретению, может обеспечивать ценный источник белка и/или источник аминокислот в корме для животных. Например, кровяная мука может обеспечивать источник одной или более из следующих аминокислот: метионин, цистеин, лизин, треонин, аргинин, изолейцин, лейцин, валин, гистидин, фенилаланин, глицин, серин, пролин, аланин, аспарагиновая кислота, тирозин, триптофан и глютаминовая кислота. Высокая усвояемость обеспечивает более высокую эффективность указанного продукта в качестве кормовой добавки, по сравнению со свернутой кровью из известного уровня техники.
Кишечная усвояемость составляет около 85% или выше, предпочтительно около 87% или выше, и еще более предпочтительно около 90% или выше.
Перевариваемость пепсином, которую измеряют по ISO 6655 (август, 1997), всех марок кровяной муки является относительно высокой (>95%) и, следовательно, данный аналитический метод не обеспечивает достаточную дифференциацию кровяной муки различных классов качества. Кишечная усвояемость является более чувствительной к переработке.
Кровяная мука по данному изобретению демонстрирует высокую усвояемость в in vivo экспериментах на петухах с хирургически удаленной слепой кишкой и на радужной форели.
Кроме того, биодоступность лизина также очень высока в продуктах, полученных способом по данному изобретению.
Продукт, представляющий собой муку из свернутой (или коагулированной) крови, полученный способом по данному изобретению, предположительно является новым продуктом. Мука из свернутой крови, как и другие высушенные полностью коагулированные кровяные продукты, демонстрирует осаждение большей части продукта в течение 24 часов после диспергирования в воде, тогда как высушенный распылением некоагулированный продукт остается в значительной степени диспергированным в течение указанного периода времени и, следовательно, демонстрирует отсутствие осаждения за указанное время.
В данном изобретении предложен продукт, коагулированная кровяная мука, имеющая средний размер частиц (d50) от 20 мкм до 0,7 мм и d90 менее 1 мм, по результатам измерения лазерной дифракцией с использованием анализатора размера частиц сухого порошка Beckman Coulter, и указанный продукт имеет кишечную усвояемость около 85% или выше, предпочтительно около 87% или выше, и еще более предпочтительно около 90% или более.
Содержание биодоступного лизина в коагулированной кровяной муке предпочтительно составляет около 92% или выше, еще более предпочтительно около 94% или выше относительно общего содержания лизина.
Коэффициент видимой переваримости (ADC) коагулированной кровяной муки у радужной форели предпочтительно составляет около 80% или выше, еще более предпочтительно около 85% или выше, и наиболее предпочтительно около 87% или более относительно сырого белка. Предложенная кровяная мука содержит по меньшей мере 17 аминокислот, предпочтительно по меньшей мере 18 аминокислот, таких как лизин.
Предпочтительно, количество лизина составляет около 7% мас. или более относительно общего содержания белка.
Предложенная кровяная мука богата на гем-железо, которое является наиболее биологически доступной формой железа.
Свойства порошка, описанные ниже, относятся ко всем продуктам, которые могут быть получены способом по данному изобретению, и, следовательно, относятся к кровяной муке, полученной из коагулированной крови, антикоагулированной крови и/или смеси обоих вариантов. Они также относятся к фракции гемоглобина цельной крови и/или к фракции плазмы цельной крови, и/или к любым смесям фракции гемоглобина, фракции плазмы, коагулированной крови и антикоагулированной крови.
Высушенный и измельченный материал, выходящий из воздушной турбулентной мельницы, обычно находится в форме частиц, из которых более чем около 99% мас. имеют размер менее нескольких мм, например, менее, чем около 2 мм, предпочтительно менее, чем 1 мм. Как правило, более чем около 95% мас. частиц имеют размер более, чем около 8 мкм для обеспечения сыпучего порошка, с которым можно легко работать и дополнительно перерабатывать, например, в рецептурные корма для домашних питомцев и в корма для животных.
В предпочтительном варианте реализации средний размер частиц продукта после классификации (определяемый как d50; 50% объемной фракции частиц крупнее и 50% мельче), измеренный с помощью лазерной дифракции на анализаторе размера частиц Beckman Coulter с использованием стандартного программного обеспечения, составляет от около 20 мкм до около 0,7 мм, предпочтительно от около 20 мкм до около 500 мкм, более предпочтительно около 40 мкм или более, и более предпочтительно от около 50 мкм до около 300 мкм. Например, средний размер частиц составляет около 75 или около 150 мкм.
Значение d90 предпочтительно составляет менее 1 мм, более предпочтительно менее около 0,7 мм. Значение d10 предпочтительно составляет более около 10 мкм, и более предпочтительно более около 15 мкм.
Описанные выше размеры являются весьма предпочтительными. Коагулированная паром кровь, высушенная в стандартной дисковой или барабанной сушилке, или кровь, высушенная посредством сублимационной сушки, имеет на выходе из сушилке грубое гетерогенное распределение частиц по размеру с существенным количеством частиц с размером более 1,8 мм и очень часто более 2 мм или выше, что обусловливает необходимость использования дополнительного измельчающего и просеивающего оборудования и, следовательно, дополнительные требования к производственной площади и дополнительные проблемы, связанные с выбросом пыли. Поэтому такое оборудование является менее перспективной технологической установкой.
Распределение по размеру частиц кровяной муки по данному изобретению является относительно однородным. Например, значение d90, деленное на d10, составляет около 12 или менее, предпочтительно около 10 или менее, при этом значение d90 составляет около 1 мм или менее.
Кровяная мука, полученная способом по данному изобретению, представлена в форме порошка, предпочтительно с такими характеристиками порошка, что указанный порошок имеет высокие свойства сыпучести, характеристики упаковки, а также характеристики дозирования для составления кормов для домашних питомцев и корма для животных.
Отношение Хауснера порошков по данному изобретению (насыпная плотность после утряски, деленная на объемную насыпную плотность) составляет около 1,06-1,18, т.е. предпочтительно менее 1,2, что считается показателем хорошей сыпучести.
3
3
3
3
3
В предпочтительном варианте реализации данного изобретения кровяная мука имеет объемную (насыпную) плотность около 0,35 г/см или выше, более предпочтительно около 0,45 г/см или выше, еще более предпочтительно около 0,5 г/см или выше. Как правило, объемная плотность составляет около 0,7 г/см или ниже, например, около 0,6 г/см или ниже.
3
3
3
3
3
В дополнительном предпочтительном варианте реализации данного изобретения кровяная мука имеет насыпную плотность после утряски около 0,4 г/см или выше, более предпочтительно около 0,5 г/см или выше, и еще более предпочтительно около 0,55 г/см или выше. Как правило, насыпная плотность после утряски составляет около 0,75 г/см или ниже, например, около 0,65 г/см или ниже.
В дополнительном варианте реализации кровяную муку можно гранулировать для повышения ее плотности с целью оптимизации объема и транспортных затрат.
Кроме того, кровяная мука, полученная в соответствии со способом, описанным в данном документе, имеет существенно более слабый запах, по сравнению с обычно кровяной мукой, высушенной в дисковой сушилке. Высокая турбулентность, очень короткое время пребывания, отсутствие контакта с горячими поверхностями (в отличие от дисковой сушилки) и отсутствие отложений на внутренних стенках (в отличие от распылительной сушилки и в отличие от каналов в кольцевой сушилке) препятствуют образованию горелых частиц и имеющих запах соединений.
Высушивание и измельчение в воздушной турбулентной мельнице имеет дополнительное преимущество, которое заключается в том, что цвет полученного материала светлее и однороднее классически высушенного материала. В частности, практически отсутствуют черные вкрапления.
Кровяная мука по данному изобретению предпочтительно не содержит сальмонеллу, обнаруживаемую в стандартных анализах.
Для улучшения окислительной стабильности и сыпучести в кровяную муку может быть добавлен, соответственно, антиоксидант и/или антислёживающий агент.
В предпочтительном варианте реализации антиоксидант добавляют в виде жидкости или твердого вещества и смешивают с концентрированной кровяной смесью до подачи в турбулентную мельницу для обеспечения однородного внедрения и предотвращения образования нежелательных вкраплений и агломерации, если указанное введение осуществляют в готовый порошок. При осуществлении обратного смешивания с использованием сухой кровяной муки и, следовательно, сухого продукта, который уже содержит антиоксидант, количество антиоксиданта, добавляемого в свежий влажный поток, соответствующим образом корректируют.
До или после сушки в кровяную муку можно добавлять некоторые аминокислоты. В частности, может быть уместно добавить изолейцин, цистеин и/или метионин, или съедобные белки, содержащие указанные аминокислоты в относительно больших количествах, поскольку количество указанных аминокислот в кровяной муке является относительно низким. Обычно добавленное количество составляет около 20% мас. или менее, предпочтительно около 10% мас. или менее.
Кровяную муку можно упаковывать в небольшие мешки, биг-бэги или другие контейнеры для насыпных продуктов. Сухую кровяную муку можно упаковывать и транспортировать в любом контейнере для насыпных продуктов, биг-бэге или другом контейнере.
Кровяную муку можно использовать в качестве корма, в качестве кормовой добавки, например, в корме для домашних питомцев и/или в корме для аквакультур. Предложенный материал можно использовать в форме порошка или можно использовать его для получения более крупных единиц дозирования в форме гранул, хлопьев и т.п. с применением традиционных производственных технологий. Кровяную муку можно использовать в качестве носителя для других ингредиентов и/или можно использовать в качестве сухого разбавителя.
При использовании для получения кормовых продуктов, кровяную муку, полученную в соответствии с данным изобретением, можно использовать в сочетании с одним или более из: питательно приемлемого носителя или сухого разбавителя, питательно приемлемого разбавителя, питательно приемлемого вспомогательного вещества, питательно приемлемого адъюванта или питательно активного ингредиента. Сама по себе кровяная мука может быть носителем или сухим разбавителем для других функциональных ингредиентов, таких как вкусоароматические агенты, агенты для улучшения вкуса и аттрактанты.
Способ по данному изобретению можно без труда применять на стандартных заводах, перерабатывающих по меньшей мере частично коагулированную кровь, антикоагулированную кровь, их фракции и/или их смеси, поскольку воздушная турбулентная мельница с необязательным классификатором, циклоном и устройством для подачи воздуха занимает существенно меньше места, чем обычная дисковая сушилка или другие традиционные сушилки со вспомогательным оборудованием. Таким образом, данное изобретение также относится к способу модернизации завода по производству кровяной муки посредством замены традиционного сушильного оборудования на воздушную турбулентную мельницу и циклон со вспомогательным оборудованием, или посредством добавления такой воздушной турбулентной мельницы после традиционного сушильного оборудования и эксплуатации обычного оборудования до более высокого содержания остаточной влаги и окончательной сушки в воздушной турбулентной мельнице.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Следующие методы использовали в примерах, и они пригодны в качестве методов для измерения параметров, указанных в описании и формуле изобретения:
Содержание влаги в массовых процентах (% мас.): влажный материал сушат в течение ночи в вакуумной печи при пониженном давлении и с сиккативом. Материал взвешивают до и после стадии высушивания и рассчитывают количество влаги, принимая первоначальную измеренную массу за 100% и считая, что весь летучий материал является водой.
Содержание твердых веществ определяют как количество твердых веществ, оставшихся после удаления воды, как описано для определения % мас. влаги.
Седиментационный анализ: 3 г кровяной муки добавляют в 100 мл воды в прозрачном стакане при комнатной температуре и перемешивают в течение 1 минуты. Стакан оставляют стоять на 24 часа. Затем делают фотографию и определяют наличие видимого чистого осадка или однородной темной жидкости.
Перевариваемость пепсином измеряют по ISO 6655 (август, 1997), используя в соответствии с вышеупомянутым нормативом концентрацию пепсина 0,02% в соляной кислоте.
Кишечную усвояемость (также упоминаемую как перевариваемость по Бойзену) измеряют в соответствии со способами, описанными автором S. Boisen в публикации «Prediction of the apparent ileal digestibility of protein and amino acid in feedstuffs for pigs by in vitro analysis», Animal Feed Science Technology, 51, сс.29-43 (1995) и дополнительно описанными в публикации «In vitro analysis for determining standardized ileal digestibility of protein and amino acids in actual batches of feedstuffs and diets for pigs»; Livestock Science, 309 : сс. 182-185 (2007).
Распределение частиц по размерам измеряют лазерной дифракцией на анализаторе размера частиц Beckman Coulter в сухой порошковой системе. Используют стандартное программное обеспечение производителя. Результаты представлены как d10, d50, d90 и т.д., которые относятся к объемным фракциям.
Объемную плотность и плотность после утряски измеряют на встряхивающем волюмометре типа STAVB II производства компании Engelsmann. Согласно брошюре производителя, аппарат служит для определения объемов до и после утрамбовки, уплотнения, а также плотности утряски в соответствии с Европейской фармакопеей, DIN ISO 787 часть 11, ISO 3953, ISO 8967 и ASTM B 527-93.
Лизин измеряли в соответствии с ISO 5510:1984, измеряя биодоступный лизин и общий лизин для определения их соотношения.
Эксперименты для определения коэффициента видимой переваримости (ADC) проводили на радужной форели, используя модельное испытания в трех экземплярах (3 бака по 15 форелей). Воду в баках регулировали на уровне 17 °С +/- 0,5 °С, содержание кислорода контролировали и поддерживали на уровне 9,5 м.д. на входе, азот удаляли с помощью биологического фильтра, и световой период для рыб устанавливали на 12 часов. Дважды в сутки рыб кормили ad libitum. Корм составляли посредством смешивания 20% испытываемого ингредиента с 80% эталонного рациона, содержащего корм для рыб (75%), крахмал, пшеничный глютен, премикс минералов и витаминов, а также иттрия в качестве инертного маркера; смесь экструдировали в гранулы по 4 мм с помощью двухшнекового экструдера Clextral, и под вакуумом вводили в полученные гранулы рыбий жир. Первоначальная средняя масса форели составляла от 100 до 120 грамм. Баки оборудовали автоматической системой сбора экскрементов. Экскременты собирали только спустя одну неделю для акклиматизации рыб к среде в баке и к корму для стабилизации значений ADC. Экскременты собирали один раз в сутки перед утренним кормлением, замораживали, а затем сушили замораживанием перед проведением анализа. Значения ADC рассчитывали косвенным методом в соответствии с формулой Мейнарда и Лусли (Maynard and Loosli, Animal Nutrition, 6е издание, McGraw Hill, Нью-Йорк, 1969).
Анализ на петухах с хирургически удаленной слепой кишкой: Анализ in vivo усвояемость сырого белка, сухого вещества и аминокислот проводили в специализированном институте с использованием модели в двух повторениях. Две группы по три петуха с хирургически удаленной слепой кишкой не кормили в течение 24 часов, а затем принудительно вводили точное количество рецептурного корма, содержащего анализируемый образец сухой крови. Общий сбор экскрементов, включая эндогенные потери, проводили в течение 48 часов. Экскременты очищали для удаления посторонних включений, таких как перья, и затем замораживали, лиофилизировали и гомогенизировали. Затем рассчитывали коэффициенты усвояемости путем сравнения содержания сырого белка, сухого вещества и общих аминокислот, измеренного в образцах сухой крови и в лиофилизированных экскрементах после поправки на эндогенные потери.
В отношении материалов и способов, описанных в данном документе, могут быть сделаны дополнительные модификации помимо тех, которые описаны выше, без отступления от сущности и объема данного изобретения.
Соответственно, несмотря на то, что описаны конкретные варианты реализации изобретения, ниже приведены лишь примеры, и они не ограничивают объем данного изобретения.
ПРИМЕРЫ
Сырую частично коагулированную кровь приобретали на скотобойне. Она содержала >90% крови домашних птиц. Содержание твердых веществ составляло около 10%.
Сырую частично коагулированную кровь дополнительно коагулировали острым паром (приблизительно 150 кг пара на тонну частично коагулированной крови), и концентрировали свернутую кровь в центрифуге с получением смеси свернутой крови с содержанием твердых веществ около 40% мас.
3
Смесь свернутой крови сушили в воздушной турбулентной мельнице (JÄCKERING, модель Ultra Rotor III a), со скоростью подачи 200 кг/ч концентрированной кровяной смеси. Смесь свернутой крови сушили и измельчали за несколько циклов. Воздушную турбулентную мельницу эксплуатировали при температуре газа (воздуха) на входе 160 °С. Количество газа составляло от около 15 до 30 м/ч*кг. Скорость наконечника ротора составляла от 80 до 90 м/с.
Среднее время пребывания продукта, по оценкам, составляло менее около 1 с. Во время сушки и измельчения кровяная мука предположительно не достигала температур выше около 80 °С, поскольку температура воздуха на выходе из воздушной турбулентной мельницы составляла около 90 °С. Продукт просеивали через 30 мкм сито и проводили дополнительную характеристику фракции с меньшим размером частиц, как описано ниже. Фракцию (около 2-5% мас.) с большим размером частиц за один пуск возвращали в сырьевой поток для воздушной турбулентной мельницы; данный цикл был проведен благополучно.
Полученный продукт сравнивали с кровяной мукой, высушенной традиционным способом (в дисковой сушилке); в обычной кольцевой сушилке, а также сравнивали с кровяной мукой, высушенной распылительной сушкой. Следует понимать, что материал, высушенный распылительной сушкой, получен из антикоагулированной крови, поскольку в противном случае происходит забивание распылительных форсунок.
Проводили сравнение нескольких характеристик. По данным таблицы, можно сделать следующие выводы:
- Кишечная усвояемость (переваримость по Бойзену) выше для продукта, полученного способом по данному изобретению, по сравнению с продуктами свернутой крови, высушенными традиционным способом.
- In vivo усвояемость у петухов с хирургически удаленной слепой кишкой гораздо выше для продукта по данному изобретению, по сравнению со свернутым продуктом, высушенным традиционным способом, при этом она практически равна значению для кровяной муки, высушенной распылительной сушкой.
- Коэффициент видимой переваримости (ADC) у радужной форели в отношении сырого белка гораздо выше для продукта, полученного способом по данному изобретению, по сравнению с продуктами свернутой крови, высушенными традиционным способом.
- Биологическая доступность лизина, которая является важной мерой для биологически доступных аминокислот, существенно выше для продукта по данному изобретению, также по сравнению с продуктом, высушенным распылительной сушкой.
- Продукт, полученный способом по данному изобретению, может иметь такое же тонкое распределение частиц по размеру, как при распылительной сушке. С применением способа по данному изобретению может быть достигнуто более узкое распределение частиц по размеру. Однако следует отметить, что можно без труда получить более крупнодисперсный материал, проводя классификацию, например, при 1 мм вместо 300 мкм.
- Седиментационный анализ показывает, что кровяная мука из свернутой крови демонстрирует образование чистого осадка, в отличие от кровяной муки, высушенной распылительной сушкой.
Кроме того (в таблице не указано), цвет продукта, полученного способом по данному изобретению, более светлый и однородный, по сравнению с продуктами свернутой крови, высушенными традиционными способами сушки. Кроме того, продукт, полученный способом по данному изобретению, имеет существенно более слабый запах (нейтральный или слабый запах) по сравнению с продуктами свернутой крови, высушенными традиционными способами.
Способ по данному изобретению обеспечивает возможность получения кровяной муки исключительно высокого качества, с содержанием биологически доступного лизина существенно выше, чем у кровяной муки наилучшего качества, известной до настоящего времени (кровяной муки, высушенной распылительной сушкой).
Способ с применением воздушной турбулентной мельницы существенно дешевле и проще в эксплуатации, чем распылительная сушка, и обеспечивает возможность достижения такого качества, которое по существу сравнимо, если не превосходит качество продукта, высушенного распылением, что имеет большое преимущество.