СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННОЙ КОРМОВОЙ СМЕСИ
METHOD FOR PRODUCTION OF BIOLOGICALLY COMPLETE FEED MIXTURE

Изобретение относится к области сельского хозяйства и технологии получения жидких и влажных кормов путем измельчения, экстрагирования, гомогенизации, тепловой обработки и обеззараживания кормового сырья, а также дальнейшего получения на их основе посредством сушки: белково-витаминных минеральных добавок в корма, травяной муки, концентратов, изолятов, сухих кормов для крупного рогатого скота, свиней, птицы и рыбы.
В интенсификации производства свинины большое значение уделяется биологически полноценному кормлению свиней. Качественное кормление, основанное на удовлетворении животных необходимым уровнем питательных веществ и элементов питания, - залог качества и рентабельности конечного продукта. В этой связи вопросы питания свиней всех половозрастных групп должны быть предметом особого внимания, с тем чтобы биологический объект производства свинья могла полностью проявить генетический потенциал и свои физиологические возможности.
Из уровня техники известен корм для откорма молодняка свиней, который содержит ячмень, отруби пшеничные, известковую муку, трикальцийфосфат, поваренную соль и дополнительно овес, рожь, горох, премикс, кормовой зернопродукт и кормовую мучку при определенном соотношении компонентов, а в качестве кормового зернопродукта он содержит отходы пшеницы после сепарации зерна (RU 2097983, 10.12.1997).
Известен способ приготовления корма из ржи для улучшения аппетита скота (JP 59042852, 09.03.1984), согласно которому отобранная рожь засыпается в смеситель, куда распыляется 0,2%-ный водный раствор соли, за счет которого происходит увлажнение зерна до 14% влажности. Далее увлажненная рожь помещается в резервуар, где нагревается до 40°С приблизительно 2 часа. После этого рожь помещают в смеситель, в который распыляют водный 0,05%-ный раствор уксусной кислоты, повышая влажность зерна ржи до 16%. Далее рожь помещают в резервуар приблизительно на час, где оно разогревается до 70-80°С. При этом приблизительно 30% крахмала ржи конвертируется в альфа-крахмал. Далее рожь прессуется и охлаждается.
-1
Известен способ получения кормовых добавок из растительного сырья, в котором промацерированное (предварительно замоченное) в гидролизующем растворе в течение 2-4 часов растительное сырье подвергают поэтапной химической обработке гидролизующим агентом (молочной сывороткой и/или подкисленной водой с рН 4,5-5,5, водным раствором щелочи и/или соды с рН 8,5-10,5, водным раствором препаратов целлюлолитического комплекса) в аппаратах роторно-кавитационного типа при скорости вращения ротора 3000-4500 мин в условиях механоакустического воздействия на обрабатываемую кормовую смесь при гидромодуле 1:5-15 (для сухой фитомассы) и 1:0,5-5 (для свежей фитомассы), в течение 0,5-6 мин при температуре 25-50°С на каждом этапе обработки (RU 2168908, 20.06.2001). В качестве роторно-пульсационных аппаратов использовался аппарат, описанный в WO/1998/016304, 23.04.1998 и называемый "S-Эмульгатор", а также аппарат, называемый виброкавитационная мельница, известная из патента RU 8973, 16.01.1999.
Недостатками указанного способа являются:
- зависимость от качества и дозировки молочной сыворотки, химических реагентов (кислот, щелочи) и ферментов целлюлазного комплекса (целловиридин и пектофоетидин), что в промышленных условиях может приводить к большим потерям обработанных таким способом кормов;
- дороговизна реагентов и ферментов;
- многостадийность (сложность) технологического процесса.
Известен способ биоконверсии растительного сырья, где растительное сырье смешивают с водой и/или с питательной минеральной средой. Осуществляют активирование растительного сырья путем прокачивания смеси не менее 1 мин через роторно-пульсационную или центробежную гидродинамическую установку, реализующую эффект кавитации. Производят инокуляцию микроорганизмами, культивирование и выделение целевого продукта (RU 2140449, 27.10.1999).
Гидродинамическая (ГДУ) установка может представлять собой агрегат, по оси корпуса которого последовательно размещены камера предварительного смешения /дополнительной обработки/ в форме диффузора, генератор колебаний и центробежный насос, установленный на валу соосно генератору колебаний. Благодаря оригинальной конструкции гидродинамическая установка позволяет реализовать различные физические эффекты, в частности кавитации, которые способствуют повышению эффективности приготовления эмульсий и суспензий.
Недостатками указанного способа являются:
- зависимость от качества штамма бактерий Acinetobacter calcoaceticus /ШТ-1/ и штамма дрожжей Candida scottii /ШТ-2/;
- длительное культивирование микроорганизмов - 48 часов, что значительно усложняет процесс подготовки кормов и приводит к удорожанию технологической цепочки получения таких кормов в промышленных условиях;
- многостадийность (сложность) технологического процесса;
- применение бактерий и дрожжей для биоконверсии кормов не типичных для микробиоты к примеру свиней, что нарушает естественный процесс пищеварения у последних.
Известен пищевой продукт Осипенко и способ его получения, который можно применять в целях переработки полножирной Сои (бобов натуральной Сои) и для кормопроизводства (RU 2278530, 27.06.2006).
Недостатками указанного способа являются:
- невозможность приготовления полнорационных кормов с применением сенажа, силоса, соломы, веток кустов и деревьев, зерна, бобов Сои и других компонентов одновременно, в едином технологическом цикле, так как «турбулизирующая насадка», построенная по принципу «сопла Лаваля», забивается крупными, древесными и/или целлюлозосодержащими компонентами кормов из-за конструктивных особенностей выпускаемого серийно аппарата, описанного в изобретении по RU 9572, A23L 3/015, 1999 г., который функционирует по технологической схеме патента-аналога RU 2207449, содержащем смеситель с крышкой, снабженный замкнутым контуром циркуляции, включающим в нижней части насос, нагнетательный трубопровод которого на входе в смеситель сверху, смонтированный тангенциально, оснащен турбулизирующей насадкой с гидродинамическим средством кавитации;
- низкая производительность такого оборудования, даже при приготовлении моноконцентратов из бобовых и зерновых в промышленных масштабах;
- высокая температура обработки бобов Сои (104-115°С), что приводит к частичной денатурации белка, потере большей части витаминов, ферментов, изофлавонов - так называемой «живой» субстанции бобов, что в конечном итоге приводит к понижению пищевой и кормовой ценности суспензии.
Известен способ, заключающийся в том, что перед увлажнением исходное сырье (ржаную солому) измельчают на частицы размером 3-4 см, а гидролиз проводят в воде гидроударом в диспергаторе в течение 15-20 мин при 90-100°С до получения мелкодисперсной суспензии. Полученную, мелкодисперсную суспензию используют на корм скоту или разделяют на фракции (RU 2091038, 27.09.1997).
Эффект обработки грубого растительного сырья достигается за счет тепло- и массообмена на границах раздела жидкость - кормовая масса. В результате ударного воздействия, турбуленции, а также трения происходит диспергирование частиц, их перемешивание с жидкостью. Испытания проводились на действующей установке "Аргус". Однако по предлагаемому способу обработка ведется при очень высоких температурах, при которых возможна частичная потеря биологической активности получаемых кормовых добавок.
Данный способ является неприемлемым для получения биологически полноценных, полнорационных, влажных кормов с применением травяных смесей, бобов Сои и Нуга, корнеплодов, фруктов и ягод, содержащих большое количество термолабильных соединений - витаминов, ферментов, каротиноидов и т.д.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании высокоэффективного технологичного, энергосберегающего способа промышленного получения биологически полноценных, полпорационных, влажных и жидких кормов и/или сухих моноконцентратов из них при дальнейшей сушке - из максимально возможной кормовой гаммы сельскохозяйственного производства, дикорастущих растений и водорослей, кормов животного происхождения и различных отходов, с сохранением их полезных компонентов за счет оптимизации параметров обработки.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в получении пастеризованного корма; изменении биополимеров органических веществ в сторону их лучшего усвоения за счет повышения концентрации протеолетических, липолитических и амилолитических ферментов, что приводит к улучшению перевариваемости протеина, жира и усвоения биологически активных веществ; активизации ферментной системы животных и их микробиоты; получении дешевого, влажного, биологически полноценного корма с высокой долей растительных волокон, зернобобовых культур, фуражного зерна и ржи без предварительной обработки сырья биопрепаратами-пробиотиками и мультиэнзимными препаратами или с частично подготовленными к такой переработке (готовый сенаж, силос или предварительная нарезка к примеру соломы, сена, древесных веток, опилок, кочерыжек кукурузы и т.д.); обеспечении физиологически эффективного объема рациона, способствующего нормальному перистальтическому состоянию желудочно-кишечного тракта; улучшении проникновения соляной кислоты и соков в глубинные слои кормовой массы, снижая кислотопоглощающую способность зерна и белковых добавок; предотвращении интоксикации и выделения продуктов микробной деградации желчных солей и исключении риска дисбактериоза.
Указанный технический результат достигается в способе получения кормовой смеси, в котором, по меньшей мере, один ингредиент корма абсолютно сухого вещества измельчают и диспергируют в воде с добавлением в нее минерального сырья, премиксов, микроэлементов, витаминов и кальцийсодержащего сырья, с сопутствующей дезинтеграцией посредством циклического перекачивания полученной смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 30-100°С до получения дисперсионной среды посредством механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного способа, при котором измельчение компонентов смеси частично происходит за счет дробления режущими кромками ротора и статора, частично за счет первичных и вторичных гидроударов, частично за счет диссипации, а разогрев смеси и частичное ее измельчение происходит за счет кавитации, при этом смесь дезинтегрируют, пастеризуют и доводят за 20-120 циклов до гомогенного состояния с заданной крупностью частиц от 1 мкм до 3 мм.
Минеральное сырье, премиксы, микроэлементы и витамины содержат следующее соотношении компонентов, масс.%: минеральное сырье - 0,40-0,45; премиксы - 0,30-0,35; микроэлементы - 0,26-0,52; витамины - 0,04-0,08; вода - остальное.
По меньшей мере, один ингредиент корма абсолютно сухого вещества выбирают из группы, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
зерно ржи - 0,1-33,6
злаковые культуры - 0,1-33,6
кукуруза - 0,1-33,6
зернобобовые культуры - 0,1-33,6
сухие комбинированные корма: СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5, СК-6, СК-7 - 0,1-33,6
силос - 0,1-22,5
сено - 0,1-33,6
солома - 0,1-33,6
сенаж - 0,1-22,5
сочная дикорастущая трава и сочная кормовая трава - 0,1-22,5
травяная мука - 0,1-33,6
овощи - 0,1-30,0
фрукты - 0,1-30,0
ягоды - 0,1-30,0
отходы переработки сельхозпродукции - 0,1-33,6
пищевые отходы - 0,1-33,6
водоросли - 0,1-20,0
камыши - 0,1-20,0
тростник - 0,1-20,0
осот - 0,1-20,0
ветки кустарников и деревьев - 0,1-20,0
зеленая масса амаранта - 0,1-20,0
борщевик - 0,1-20,0
желуди дуба - 0,1-33,6
орехи - 0,1-33,6
семена подсолнечника - 0,1-33,6
лен - 0,1-33,6
расторопша - 0,1-33,6
кунжут - 0,1-33,6
pane - 0,1-33,6
рыба и отходы от ее переработки - 0,1-30,0
черви - 0,1-30,0
личинки мух и жуков - 0,1-20,0
мицелий грибов - 0,1-33,6
отходы переработки животных и птицы - 0,1-33,6
кальцийсодержащее сырье - 0,40-0,45.
Злаковые культуры выбраны из группы: пшеница, тритикале, ячмень, овес, просо, сорго, гречиха, рис; зернобобовые культуры выбраны из группы: соя, нут, кормовые бобы, фасоль, горох, чечевица, чин, маш, люпин, вики; сенаж включает зернобобовые культуры. Овощи выбраны из группы: картофель, свекла, клубни топинамбура, клубни стахиса, клубни тописолнечника и могут перерабатываться в пасту без добавления в смесь воды, предварительно измельченные на измельчителях (мясорубка, терка и др.), позволяющих получить предварительно текучее пюре для дальнейшей переработки за счет механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного воздействия. Фрукты выбраны из группы: яблоки, груши, сливы и могут перерабатываться в пасту без добавления в смесь воды, предварительно измельченные на измельчителях (мясорубка, терка и др.), позволяющих получить предварительно текучее пюре для дальнейшей переработки за счет механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного воздействия. Ягоды выбраны из группы: помидоры (томаты), тыква, арбуз, кабачки, баклажаны, кормовые бананы и могут перерабатываться в пасту без добавления в смесь воды, предварительно измельченные на измельчителях (мясорубка, терка и др.), позволяющих получить предварительно текучее пюре для дальнейшей переработки за счет механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного воздействия. Отходы переработки сельхозпродукции выбраны из группы: отруби злаковых, свекловичный жом, патока, кочерыжки кукурузы, корзинки подсолнечника, жмых, шроты, шелуха семян подсолнечника, шелуха злаковых, оболочка бобовых, ботва овощей, мезга масличных, косточки маслин и оливок, шелуха какао бобов; пищевые отходы представляют собой барду или пивную дробину; водоросли являются подводными и/или надводными; черви являются дождевыми и/или навозными; отходы переработки животных и птицы выбраны из группы: мясокостная паста и/или мука, перьевая паста и/или мука, внутренности, внутренний жир, кровь и/или кровяная мука; отходы от переработки рыбы выбраны из группы: испорченная рыба, головы, скелеты с плавниками, внутренности, внутренний жир; премиксы представляют собой КС-4 или П52-1; витамины выбраны из группы: А, В, С, D, Е, РР; микроэлементы представляют собой фосфор, калий, магний, медь, цинк, селен-содержащие препараты; минеральное сырье выбрано из группы: опока, цеолит, трепел, диатомит, соль; кальцийсодержащее сырье представляет собой мел, и/или ракушечник, и/или известняк, и/или трикальцийфосфат, и/или монокальцийфосфат.
Серийно выпускаемое технологическое оборудование РИД-2 (Роторный измельчитель диспергатор - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия), раскрытое в патентах RU 2321448, 10.04.2008, RU 55637, 27.08.2006, позволяет осуществить подготовку всей гаммы полевого кормопроизводства, а также разнообразного ассортимента из отходов перерабатывающей промышленности, пищевых отходов.
Подготовка биологически полноценных, полнорационных кормовых смесей, включающих всю гамму компонентов полевого кормопроизводства - зерно, отходы от его переработки, зеленую массу или консервированные продукты из нее, сочные, происходит в среде повышенной (65-75%) влажности.
Дисперсность (тонина измельченная кормовых компонентов) находится в пределах физиологических нормативов для животных.
Происходит изменение углеводистого комплекса. Крахмал превращается в сахара. Особенно важен процесс превращения для компонентов, имеющих крахмальные зерна больших размеров (Рожь).
Обработка компонентов кормов на РИД-2 позволяет использовать в составе полнорационной кормовой смеси до 70% ржи, причем содержание ржи регулируется в зависимости от физиологических особенностей животных по максимально эффективному ее усвоению (производственная практика показала, что более 70% - ржи в составе кормов неэффективно из-за уменьшения прироста живой массы), а также производить из компонентов кормов моноконцентраты, к примеру состоящие на 100% из ржи, или нута, или других сырьевых ресурсов производства кормов.
Стенки растительных клеток зеленых кормов и консервированных продуктов из них разрушаются, раскрывая биологически полноценные компоненты - белок, ферменты (амилаза), гормоны, предоставляя «живую» субстанцию клетки для беспрепятственного использования животными. Исключается эффект снижения переваримости кормов за счет труднопереваримости клетчатки.
При механо-гидроударно-кавитационно-диссипационной переработке полнорационных кормов происходит изменение белкового комплекса до олигопептидов, которые всасываются в кровь, минуя стадию ферментации протеолитическими ферментами.
Весьма важно, что новое технологическое оборудование РИД-2 позволяет значительно снизить количество ингибиторов протеаз (трипсина и химотрипсина), а также олигосахаридов в бобовых, не подвергая их высокотемпературному (более 70°С) воздействию.
Происходящие изменения углеводистого и белкового комплекса в среде повышенной влажности исключают образование новых компонентов, например меланоидов (соединение эпсилон группы лизина с сахаром, реакция Мейларда).
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ приготовления мелкодисперсной биологически полноценной, полнорационной кормовой смеси позволяет решать следующие проблемы.
Проблема №1. Производство «влажных» (65-75% влажности) кормов для свиней и производство «жидких» (76-97% влажности) кормов (пойла) для крупного рогатого скота и других животных.
Актуальность проблемы заключается в том, что физическая форма корма оказывает существенное влияние на функциональное состояние органов пищеварения моногастричных животных (свиней), усвоение и использование питательных веществ.
Наиболее приемлемой физической формой корма для свиней является - влажная (66,4-69% влажности).
Преимущество влажной формы полнорационного корма приготовленного механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом перед другими кормами заключается в том, что за счет кавитационно-диссипационного эффекта пастеризуется корм, а также изменяются биополимеры органических веществ в сторону их лучшего усвоения, за счет повышения концентрации протеолетических, липолитических и амилолитических ферментов повышается перевариваемость протеина, жира и усвоение биологически активных веществ.
Влажная форма корма с позиции физиологии пищеварения моногастричных животных наиболее благоприятная, так как обеспечивает оптимальные условия для переваривания и усвоения питательных веществ. При такой влажности наблюдается равномерный уровень деятельности всех основных пищеварительных желез (слюнных, желудочных и поджелудочной) свиньи.
Благодаря этому улучшается использование азота, повышается продуктивность животных.
За счет механо-гидроударно-кавитационно-диссипационной обработки влажной форме полнорационного корма придаются качества присущие гранулированной - стерилизация, превращение биополимеров в легкоусваиваемые субстраты, что активизирует ферментную систему животных и их микробиоту.
Кроме этого влажный корм обладает положительными качествами жидкого корма - гомогенностью, которая позволяет осуществить доставку всех питательных веществ в идеальном состоянии (растворимость, равномерное распределение по всей кормовой массе) и способствует «биореактору» желудочно-кишечного тракта животного, его микробиоте максимально перерабатывать и усваивать питательные вещества.
Проблема №2. Производство кормов с высокой долей растительных волокон.
Актуальность проблемы заключается в том, что использование кормов с высокой долей растительных волокон, например, в питании свиней (особенно маточного поголовья) должно быть предметом особого внимания.
За счет таких кормов обеспечивается нормированный уровень растительных волокон, который обеспечивает необходимое потребление корма при групповом содержании, исключается фактор, когда агрессивные и сильные животные потребляют большее количество корма, чем слабые, отчего первые жиреют, а вторые тощают - оба состояния противоестественны.
Кроме этого введение в корма высокой доли растительных волокон (солома, сено, сенаж, силос, сочная трава, ветки кустарников и деревьев, волокнистые отходы сельхозпереработки (шелуга подсолнуха, риса, гречихи, кочерыжки кукурузы, жмыхи, отруби, шроты, пивная дробина, послеспиртовая барда, свекловичный жом), водоросли, камыши и др.):
- обеспечивает физиологически эффективный объем рациона, способствующий нормальному перистальтическому состоянию желудочно-кишечного тракта;
- обеспечивает лучшее проникновение соляной кислоты и соков в глубинные слои кормовой массы, снижая кислотопоглощающую способность зерна и белковых добавок;
- предотвращает интоксикацию и выделение продуктов микробной деградации желчных солей;
- исключает риск дисбактериоза.
Ранее в промышленном выращивании свиней невозможно было использовать в больших количествах солому злаковых и бобовых культур, сочную траву, сено, сенаж, силос, шроты, жмыхи, отруби и другое растительное сырье без предварительной обработки из-за отсутствия одностадийной технологии эффективного (недорогого) измельчения с эффектом разрушения биополимеров и активизации их составляющих.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет производить дешевые корма с высокой долей растительных волокон без предварительной обработки сырья или с частично подготовленными к такой переработке (готовый сенаж, силос или предварительная нарезка, к примеру, соломы, сена, древесных веток, опилок, кочерыжек кукурузы и т.д.) для циркуляционной прокачки всех компонентов корма по замкнутому контуру, а также сухой концентрат, дополнительно высушив готовую смесь, добавка которого в комбикорма позволяет использовать его в качестве энергетического и белкового компонента сухого комбикорма для животных, птицы и рыб.
Проблема №3. Обработка и обеззараживание фуражного зерна.
Актуальность проблемы заключается в том, что главными компонентами кормов всех видов сельскохозяйственных животных, особенно свиней и птицы, являются фуражное зерно и зернопродукты (отруби, мучка и т.д.), которые составляют до 85% питательной ценности и до 80% стоимости рационов.
Основная масса зерна хранится, как правило, в неприспособленных помещениях амбарного типа, где заражается токсинообразующими видами грибов и бактерий. Даже при хранении на специализированных элеваторах риск такого заражения не исключен.
По заключению экспертов Всемирной организации по сельскому хозяйству во всех странах микотоксины являются основными наиболее опасными загрязнителями всех растительных продуктов, особенно зерна. Установлено, что более 75% токсичности корма зависит от степени пораженности токсиногенными грибами и содержания вырабатываемых ими микотоксинов.
Усвояемость непораженного зерна составляет 78%. С увеличением доли пораженного грибами и/или загрязненного микотоксинами зерна в зерновой части рациона с 5 до 20% - его усвояемость снижается в 3 раза.
У животных и птицы происходит нарушение нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта, что за короткий промежуток времени приводит к хроническим поражениям костной ткани, печени, почек, обостряются авитаминозы, резко снижается иммунитет.
Токсичные корма определяют и токсичность продукции животноводства - мяса, яиц, молока и т.д.
В последнее время получил широкое распространение способ борьбы с токсинобразующими видами грибов и бактерий посредством введения в корма пробиотических кормовых добавок. Действие их основано на способности полезных микроорганизмов вырабатывать ферменты, разрушающие микотоксины.
Использование специально создаваемых и выпускаемых для промышленного животноводства защитных биопрепаратов-пробиотиков решает несколько основных проблем:
- повышает безопасность используемых низкокачественных зерновых кормов;
- снижает до экономически приемлемого уровня риск пищевых токсикозов и повышает продуктивность;
- нормализует и улучшает состав микробиоценоза желудочно-кишечного тракта;
- улучшает экологическую обстановку в производственных помещениях.
И все-таки при всех вышеперечисленных относительно-положительных свойствах биопрепаратов-пробиотиков применение их приводит к дополнительному удорожанию конечной продукции животноводства.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет производить дешевые, влажные, полнорационные корма с высокой долей фуражного зерна и другого растительного сырья без предварительной обработки сырья биопрепаратами-пробиотиками и при необходимости сухой концентрат из них, дополнительно высушив готовую смесь. Заявленный способ позволяет в едином технологическом процессе приготовления кормов одновременно производить детоксикацию пораженного токсинообразующими видами грибов и бактерий сырья без каких-либо дополнительных затрат.
Проблема №4. Применение в кормосмесях максимально возможного количества ржи.
Актуальность проблемы заключается в том, что в зонах России и зарубежных стран с умеренным климатом выращивают рожь, которая выгодно отличается от других злаковых культур стабильными высокими урожаями (как озимая культура она менее подвержена влиянию климатических условий, хороший предшественник для других культур).
По концентрации энергии (13,3 МДж/кг) зерно озимой ржи приближается к зерну озимой пшеницы (13,5 МДж/кг), но превосходит зерно овса (11,3 МДж/кг) и озимого ячменя (12,4 МДж/кг).
По уровню сырого протеина зерно ржи несколько уступает зерну других злаков (всего на 1-2%), но по уровню лизина превосходит их.
Тем не менее, использование ржи в качестве компонента комбикормов для животных сильно сдерживается - традиционно до 5% в комбикормах без предварительной обработки и до 30% при предварительной обработке мультиэнзимными композициями ферментных препаратов, что в свою очередь сложновыполнимо в промышленных масштабах и приводит к значительному удорожанию таких кормов.
Сдерживающими факторами использования в питании животных ржи являлись ее биологические особенности и отсутствие недорогой технологии ее глубокой переработки.
Во ржи содержится больше, чем в других злаковых, пентозанов (115-120 г/кг), а содержание алкалрезорциолена выше в несколько десятков раз (1200-1600 мг/кг).
В связи с вышеуказанным, во всем мире совершаются попытки разработать промышленно-применимую недорогую технологию введения в корма максимально возможного количества зерна ржи, учитывая ее полезные свойства при формировании качественного, нежирного мяса.
Ранее кормосмесь с применением зерна ржи длительное время варилась или пропаривалась в запарниках-автоклавах, что в свою очередь приводило к значительному удорожанию таких кормов и стало нецелесообразным в промышленных условиях с экономической точки зрения.
Известен способ приготовления корма из ржи для улучшения аппетита скота (патент JP №59042852, 09.03.1984), согласно которому отобранная рожь засыпается в смеситель, куда распыляется 0,2%-ный водный раствор соли, за счет которого происходит увлажнение зерна до 14% влажности. Далее увлажненная рожь помещается в резервуар, где нагревается до 40°С приблизительно 2 часа. После этого рожь помещают в смеситель в который распыляют водный 0,05%-ный раствор уксусной кислоты, повышая влажность зерна ржи до 16%. Далее рожь помещают в резервуар приблизительно на час, где оно разогревается до 70-80°С. При этом приблизительно 30% крахмала ржи конвертируется в альфа-крахмал. Далее рожь прессуется и охлаждается.
Указанный способ многостадийный и затратный, требующий специального оборудования, а технология, в которой применяется уксусная кислота, потенциально небезопасна.
Известно, что учеными Всероссийского института животноводства разработаны ферментные препараты нового поколения - мультиэнзимные композиции (МЭК-СХ) для использования в комбикормах с разной зерновой основой.
Препараты разработаны с учетом физиолого-биохимических основ действия ферментов, свойств и состава полисахаридных и белковых комплексов зерна ржи, ячменя, пшеницы, овса, пшеничных отрубей и целенаправленного действия на природные полимеры фуражного сырья, способствуя их разрушению и снятию ингибирующего эффекта на эндогенные ферменты желудочно-кишечного тракта животных.
Разработанные мультиэнзимные композиции представляют собой многокомпонентные системы ферментов гидролитического (МЭК-СХ-1, МЭК-СХ-2) или гидролитического и липазного действия (МЭК-СХ-3).
МЭК-СХ-1 предназначена для использования в составе комбикормов с повышенным содержанием зерна ржи, МЭК-СХ-2 - для комбикормов с преимущественным содержанием ячменя, МЭК-СХ-3 - для использования в комбикормах с пшеницей, овсом и (или) пшеничных отрубей (до 30%).
МЭК-СХ-1 стандартизируют по амилазе (АС-900-1200 ед/г) и целлюлазе (ЦА -180-240 ед/г). Препарат содержит также β-глюканазу, протеазу, пентозаназу, β-амилазу.
Проведены исследования по изучению переваримости сухого вещества (СВ) зерна ржи in vitro и in vivo. Установлено, что переваримость in vitro CB в контроле составила 63,9%, а в опыте при использовании разных норм ввода МЭК- от 66,4 до 74,4%; in vivo - 78,2% в контроле и от 81 до 83% в опытных вариантах.
Мультиэнзимные композиции МЭК-СХ-1, МЭК-СХ-2 и МЭК-СХ-3 зарегистрированы в РФ за № ПВР-2-3.9/00154; ПВР-2-3.9/00155 и ПВР-2-3.1/00732 соответственно, сертифицировано и аттестовано их промышленное производство. Право производства мультиэнзимных композиций на основе высокопродуктивных штаммов-продуцентов ферментов Институтом биотехнологии было передано ОАО «Восток» (1999 г.) и ФГУП «Бердский завод биологических препаратов» (2002 г.). Отечественные мультиэнзимные композиции прошли широкую научную и производственную апробацию, но на практике нигде не используются из-за отсутствия их масштабного производства.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет производить дешевые влажные, полнорационные корма с высокой долей зерна ржи без предварительной обработки сырья мультиэнзимными препаратами и при необходимости сухой ржаной концентрат (содержание ржи до 100% по абсолютно сухим веществам), дополнительно высушив готовую смесь ржи с водой, добавка которого в комбикорма позволяет использовать его в качестве единственного энергетического компонента сухого комбикорма для животных, птицы и рыб.
Проблема №5. Применение бобовых в натуральном (нативном) виде.
а) Производство кормов с применением бобов сои в нативном виде.
Актуальность проблемы заключается в том, что полножирная соя - признанный потенциальный резерв любого кормопроизводства, сочетание в сое наибольшего количества белка и жиров обеспечивает наивысшую энергонасыщенность кормов и их усваиваемость.
Полиненасыщенная линолевая кислота, лецитиновый комплекс, фосфатиды - необходимые компоненты для физиологической функции организма. Наличие токоферола (витамин Е) и холина дополняют ее питательную ценность. Содержащаяся в сое сера является поставщиком гидросульфитных радикалов и тем самым позволяет высвобождаться ценному с кормовой точки зрения метионину.
Вместе с тем содержащиеся в сое ингибиторы протезы (трипсина и химотрипсина), геммаглютинины (пектины, сапониты), гликозиды, принадлежащие к изофлавонической группе (генистин), белково-фитинокислотные комплексы, уреаза снижают ее кормовую ценность.
Поэтому, если полножирные бобы сои не подвергнуть определенному виду предварительной тепловой обработки с целью разрушения вышеуказанных антипитательных веществ, их питательная ценность не представляет интереса.
Более того, скормленные сырыми соевые бобы отрицательно влияют на физиологическое состояние моногастричных животных (свиней).
С целью инактивации антипитательных веществ, присутствующих в сырых соевых бобах, ранее были разработаны различные технологии, базирующиеся на едином принципе - температура + экспозиция + влажность.
В большей части технологии основывались на термической обработке сои (прожаривание, экструзия, экспандирование, микронизация, реактивное вспучивание, гранулирование) и в меньшей части баротермической (автоклавирование). Обработка сои в первом случае сопровождается высокими температурами от 135°С (экструзия) до 220°С (микронизация), во втором - при температуре 120°С и давлении 0,35 кг/см кв., во всех случаях происходит денатурация белка, что приводит к снижению его усваиваемости и потере значительного количества витаминов, что в конечном итоге снижает кормовую ценность полножирной сои.
Свиноводческие предприятия, использующие сою, как собственного производства, так и покупную, термическую обработку проводят методом экструзии (экструдер с ускорителем Промекс-03, Sprout-Matador EX 917) и экспандирования (экспандер Sprout-Matador FEX 25).
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет производить дешевые, биологически полноценные, полнорационные влажные корма с высокой долей бобов сои без предварительной обработки сырья, а также кормовые концентраты и изоляты из нее.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет разрушить антипитательные метаболиты полножирной сои при температуре не выше 70°С, что ниже «изотермической точки» белков сои (72°С) и не приводит к денатурации белков, сохраняя большую часть витаминов и изофлавонов.
В этом случае достигается переработка сои в среде повышенной влажности, при которой исключается реакция Мейларда, что в свою очередь приводит к полной сохранности незаменимой аминокислоты - лизина.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационная переработка полножирной сои обуславливает лучшую сохранность и доступность в ней серосодержащих аминокислот. В белках с полипептидной связью происходит изменение соотношений между азотом моноамино- и аминокислот в более благоприятную сторону, что обуславливает повышение на 16,7% их использования животными.
Кроме того, как одна из основных белкововосполняющих культур, применяемая в рецептуре биологически полноценных, полнорационных кормов полножирная соя вводится с целью получения фосфолипидов, которые являются составной частью клеточных мембран всех живых организмов. Их содержание в тканях печени составляет - 50%, в тканях мозга - 30%, в тканях нервной системы - 17%.
При необходимости, дополнительно высушив готовую смесь сои с водой, получаем сухую белково-энергетическую добавку в комбикорма для животных, птицы и рыб (полножирное, сухое Соевое молоко).
б) Производство кормов с применением бобов нута в нативном виде.
По количеству аминокислот и микроэлементов нут не уступает сое.
Незначительное количество антипитателей в нуте позволило использовать щадящий режим его переработки при температурах 15-60°С. Белок нута по своим свойствам приближается к «идеальному», а это значит, что все аминокислоты, в том числе незаменимые, которые используются организмом для строительства клеток, в нуте представлены в максимально полном объеме. Поэтому такой уникальный продукт в первую очередь необходим молодому растущему организму животных, птицы и рыб.
Животные (крупный рогатый скот, свиньи, овцы, птица) охотно употребляют нут, что позволило существенно увеличить прирост их массы (в одном килограмме нута содержится 1,22 кормовой единицы, 220-300 гр протеина, 14,8 МДж обменной энергии).
Сохранность цыплят на рационе с нутом составила 100%. При убое выход цыплят первой категории в варианте с нутом составил - 64% (а без нута - 28%), повысилась яйценоскость несушек до 10%.
При кормлении нутом крупного рогатого скота перевариваемость рационов выше на 2-3%. Суточный прирост массы увеличился на 86 граммов, по сравнению с контрольной группой на обычном рационе, и, как следствие, увеличилась убойная масса туши.
Аналогичные опыты с овцами дали следующие результаты: прирост живой массы увеличился на 27% (повысилась перевариваемость сырого протеина, жира, углеводов).
У лактирующих овцематок повышался настриг шерсти, длина волокна и молочность. Ягнята у таких овцематок лучше развивались, имели преимущества по живой массе на 7%, по длине шерсти - на 11%.
Рацион с нутом положительно повлиял на здоровье свиноматок и их воспроизводительные функции - через 20 дней после опороса в «охоту» пришло 75% свиноматок, вместо 25% при обычном кормлении.
Наблюдалась 98% сохранность поросят.
Подкормка поросят с нутом в раннем возрасте (2-х дней) позволила им в более короткий срок перейти на самостоятельное питание. К 2-месячному возрасту поросята увеличили живую массу в 1,2 раза больше, по сравнению с контрольной группой на обычном рационе.
Зерно нута содержит высокий процент антиоксидантов, из них особенно ценен селен (вещество, задерживающее окисление на межклеточном уровне и исключающее риск заболевания злокачественными опухолями), полноценного «идеального» белка, целого комплекса минералов (таких важных для организма, как кальций, магний, железо и др.) и витаминов: Е, А, В, С, др., а масло нута содержит йод и состоит в основном из ненасыщенных (полезных) жиров.
Обнаружено, что сапонины, содержащиеся в нуте, способствуют усиленному росту молодняка животных, птицы и рыбы.
Эти сохраненные механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом природные гормоны роста «работают» в составе жидких и влажных кормов.
В семенах нута обнаружено два пептида - «цицерин» и «ариетин» (по латинскому названию растения - Cicer Arietinum). Эти соединения защищают нут от патогенных грибов, что очень важно при производстве кормов из него. Активность указанных пептидов по отношению к грибам связана с их способностью регулировать клеточные процессы в организме.
Нут содержит хитизаны - ферменты, которые также разрушают клеточную стенку грибов и некоторые другие «враждебные» белки (бактерии, вирусы), поэтому корма с нутом обладают антивирусным, антимикробним, противогрибковьм и иммуномоделирующим действием.
Дополнительно высушив готовую смесь нута с водой, получаем сухую белково-энергетическую добавку в комбикорма для животных, птицы и рыб (полножирное, сухое Нутовое молоко) или в последствии, обезжирив сырье, получаем белковую основу нутовую (Нутовый концентрат и изолят).
Пример №1 приготовления влажного корма (65% - влажности) с учетом вышеизложенного для 1000 голов свиней на откорме с содержанием по абсолютно сухим веществам - зерна ржи - 70%, бобов сои - 10%, бобов нута - 10%, сенажа - 10%.
В рабочую емкость объемом 4500 л роторного измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия (РИД-2) набирается 3000 литров воды, которая циркулирует по замкнутому кругу в режиме кавитации, далее в воду вносится расчетное количество премиксов - 20,8 кг, микро- и макроэлементов (цеолитовый туф) - 30,85 кг, витаминов (витаминных комплексов) - 4,8 кг, минерального сырья/добавок (соль, мел) - 26,74 кг и компонентов корма, к примеру: зерна ржи - 1545,6 кг, сенажа - 220,8 кг, зерна бобовых: нута - 220,8 кг и сои - 220,8 кг, при этом уровень кормовой смеси в емкости становится выше уровня выходящей из РИДа трубы-отвода в емкость, далее доливается необходимое (расчетное) количество воды - 429 литров, до полного заполнения рабочего объема емкости - 4500 л. Такой способ обеспечивает дегазацию кормовой смеси для предотвращения окисления жиров, сохраняя количество полиненасыщенных жирных кислот на уровне содержания их в зерне ржи, бобах сои и нута в данном случае. К тому же дегазация по указанной схеме благодаря кавитационно-диссипационному эффекту происходит при пониженных температурах кормовой смеси (от 15 до 60°С) и при атмосферном давлении (без герметизации емкости).
Указанная смесь измельчается, гомогенизируется и за счет эффектов кавитации и диссипации за 45 полных циклов в течение 60 минут нагревается до температуры пастеризации - 60°С.
Далее пастеризованный, мелкодисперсный, биологически полноценный, полнорационный, влажный корм (каша 65%-ной влажности) подается в промежуточную емкость на охлаждение и естественную ферментацию, после чего теплый корм (30-36°С) подается на кормление свиней.
Пример №2 приготовления влажного корма (65% влажности) с учетом вышеизложенного для 1000 голов свиней на откорме с содержанием по абсолютно сухим веществам - сухого комбинированного корма СК-6 - 70%, кормовых бобов - 10%, бобов нута - 10%, травяной муки - 10%.
В рабочую емкость объемом 4500 л роторного измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия (РИД-2) набирается 3000 литров воды, которая циркулирует по замкнутому кругу в режиме кавитации, далее в воду вносится расчетное количество премиксов - 20,8 кг, микро- и макроэлементов (цеолитовый туф) - 30,85 кг, витаминов (витаминных комплексов) - 4,8 кг, минерального сырья/добавок (соль, мел) - 26,74 кг и компонентов корма, к примеру: сухого комбинированного корма СК-6 - 1545,6 кг, травяной муки - 220,8 кг, зерна бобовых: нута - 220,8 кг и кормовых бобов - 220,8 кг, при этом уровень кормовой смеси в емкости становится выше уровня выходящей из РИДа трубы-отвода в емкость, далее доливается необходимое (расчетное) количество воды - 429 литров, до полного заполнения рабочего объема емкости - 4500 л. Такой способ обеспечивает дегазацию кормовой смеси для предотвращения окисления жиров, сохраняя количество полиненасыщенных жирных кислот на уровне содержания их в кормовых бобах и бобах нута в данном случае. К тому же дегазация по указанной схеме благодаря кавитационно-диссипационному эффекту происходит при пониженных температурах кормовой смеси (от 15 до 60°С) и при атмосферном давлении (без герметизации емкости).
Указанная смесь измельчается, гомогенизируется и за счет эффектов кавитации и диссипации за 45 полных циклов в течение 60 минут нагревается до температуры пастеризации - 60°С.
Далее пастеризованный, мелкодисперсный, биологически полноценный, полнорационный, влажный корм (каша 65%-ной влажности) подается в промежуточную емкость на охлаждение и естественную ферментацию, после чего теплый корм (30-36°С) подается на кормление свиней.
Пример №3 приготовления влажного корма (65% влажности) с учетом вышеизложенного для 1000 голов свиней на откорме с содержанием по абсолютно сухим веществам - зерна ячменя - 20%, зерна тритикале - 30%, зерна ржи - 20%, бобов люпина - 10%, бобов нута - 10%, сена - 10%:
В рабочую емкость объемом 4500 л роторного измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия (РИД-2) набирается 3000 литров воды, которая циркулирует по замкнутому кругу в режиме кавитации, далее в воду вносится расчетное количество премиксов - 20,8 кг, микро- и макроэлементов (цеолитовый туф) - 30,85 кг, витаминов (витаминных комплексов) - 4,8 кг, минерального сырья/добавок (соль, мел) - 26,74 кг и компонентов корма, к примеру: зерна ржи - 441,6 кг, зерна ячменя - 441,6 кг, зерна тритикале - 662,4 кг, сена - 220,8 кг, зерна бобовых: нута - 220,8 кг и люпина - 220,8 кг, при этом уровень кормовой смеси в емкости становится выше уровня выходящей из РИДа трубы-отвода в емкость, далее доливается необходимое (расчетное) количество воды - 429 литров, до полного заполнения рабочего объема емкости - 4500 л. Такой способ обеспечивает дегазацию кормовой смеси для предотвращения окисления жиров, сохраняя количество полиненасыщенных жирных кислот на уровне содержания их в зерне ржи, бобах сои и нута в данном случае. К тому же дегазация по указанной схеме благодаря кавитационно-диссипационному эффекту происходит при пониженных температурах кормовой смеси (от 15 до 60°С) и при атмосферном давлении (без герметизации емкости).
Указанная смесь измельчается, гомогенизируется и за счет эффектов кавитации и диссипации за 45 полных циклов в течение 60 минут нагревается до температуры пастеризации - 60°С.
Далее пастеризованный, мелкодисперсный, биологически полноценный, полнорационный, влажный корм (каша 65%-ной влажности) подается в промежуточную емкость на охлаждение и естественную ферментацию, после чего теплый корм (30-36°С) подается на кормление свиней.
Указанный способ позволяет получать и «жидкие корма» для свиней (75% и более - влажности), и пойло для крупного рогатого скота, увеличивая соответственно их влажность посредством введения дополнительного количества воды.
Пример №4 приготовления жидкого корма - пойла для крупного рогатого скота (75% влажности) с учетом вышеизложенного для 600 голов дойных коров с содержанием по абсолютно сухим веществам - кукурузы - 30%, зерна тритикале - 20%, зерна ржи - 20%, бобов гороха - 10%, подсолнечного жмыха - 10%, соевого шрота - 10%.
В рабочую емкость объемом 7200 л роторного измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия (РИД-2) набирается 5000 литров воды, которая циркулирует по замкнутому кругу в режиме кавитации, далее в воду вносится расчетное количество премиксов - 6,3 кг, микро- и макроэлементов - 9,36 кг, витаминов, витаминных комплексов - 1,44 кг, минерального сырья - 8,1 кг, соли - 9 кг, мела - 8,1 кг и компонентов корма, к примеру: зерна кукурузы - 590,58 кг, зерна тритикале - 393,72 кг, зерна ржи - 393,72 кг, гороха - 196,86 кг, жмых подсолнечника - 196,86 кг, соевый шрот - 196,86 кг, при этом уровень кормовой смеси в емкости становится выше уровня выходящей из РИДа трубы-отвода в емкость, далее доливается необходимое (расчетное) количество воды - 232 литра, до полного заполнения рабочего объема емкости - 7200 л. Такой способ обеспечивает дегазацию кормовой смеси для предотвращения окисления жиров, сохраняя количество полиненасыщенных жирных кислот на уровне содержания их в зерне ржи, кукурузы, тритикале, бобах гороха, жмыха подсолнечника в данном случае. К тому же дегазация по указанной схеме благодаря кавитационно-диссипационному эффекту происходит при пониженных температурах кормовой смеси (от 15 до 70°С) и при атмосферном давлении (без герметизации емкости).
Указанная смесь измельчается, гомогенизируется и за счет эффектов кавитации и диссипации за 55 полных циклов в течение 60 минут нагревается до температуры пастеризации - 70°С.
Далее пастеризованный, мелкодисперсный, биологически полноценный, полнорационный, жидкий корм (пойло 75%-ной влажности) подается в промежуточную емкость на охлаждение и естественную ферментацию, после чего теплое пойло (36-40°С) подается на кормление коров.
Пример №5 приготовления жидкой основы (75% влажности) - для производства инактивированного сухого концентрата из ржи с содержанием по абсолютно сухим веществам - зерна ржи - 100%.
В рабочую емкость объемом 8000 л роторного измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия (РИД-2) набирается 5000 литров воды, которая циркулирует по замкнутому кругу в режиме кавитации, далее в воду вносится расчетное количество зерна ржи 12%-ной влажности - 2240 кг, при этом уровень смеси в емкости становится выше уровня выходящей из РИДа трубы-отвода в емкость, далее доливается необходимое (расчетное) количество воды - 760 литров, до полного заполнения рабочего объема емкости - 8000 л. Такой способ обеспечивает дегазацию смеси для предотвращения окисления жиров, сохраняя количество полиненасыщенных жирных кислот на уровне содержания их в зерне ржи, в данном случае. К тому же дегазация по указанной схеме благодаря кавитационно-диссипационному эффекту происходит при пониженных температурах смеси (от 15 до 55°С) и при атмосферном давлении (без герметизации емкости).
Указанная смесь измельчается, гомогенизируется и за счет эффектов кавитации и диссипации за 45 полных циклов в течение 60 минут нагревается до температуры - 55°С, достаточной для декстринизации крахмала ржи и нейтрализации содержащихся в ней пентозанов (115-120 г/кг), а также алкалрезорциолена (1200-1600 мг/кг).
Далее мелкодисперсная суспензия (75%-ной влажности) подается на сушильную установку, для получения инактивированного сухого ржаного концентрата. Сухой, инактивированный ржаной концентрат далее может использоваться как белково-углеводная добавка в сухие комбинированные корма, а также в жидкое пойло для КРС и во влажные корма для свиней.
Режущие кромки ротора и статора измельчителя диспергатора РИД-2 механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия в первую очередь выполняют роль ножей, легко разрезающих крупные, волокнистые компоненты кормов, которые в свою очередь в результате дополнительного воздействия первичного (при разгоне смеси и ударе о стенки статора) и вторичного (при ударах компонентов кормосмеси о стенки «улитки» и между собой в разнонаправленных (безпорядочных) потоках, статора и трубопроводов) гидроударов, диссипации (передача энергии движения потока) смеси и гидродинамической кавитации разрушаются до гомогенного состояния. При этом происходит активная дегазация кормовых смесей за счет схлопывания кавитационных пузырьков при невысоких температурах (от 15 до 60°С) и при атмосферном давлении, что приводит к сохранению в неизменном виде полиненасыщенных жирных кислот в масле растительного сырья и в жирах животного происхождения (при их применении в кормосмесях).
Влажные и жидкие корма, полученные механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, являются также сырьем (полуфабрикатом) при получении различных сухих комбинированных кормов, концентратов и изолятов, белково-витаминных минеральных добавок, белково-энергетических компонентов комбинированных кормов, травяной муки посредством их сушки.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет значительно повысить в комбинированных влажных и жидких кормах, а также и в сухих комбинированных кормах, концентратах, белково-витаминных минеральных добавках, белково-энергетических компонентах комбинированных кормов, травяной муке из них - содержание различного рода пищевых и сельскохозяйственных отходов, особенно шелухи подсолнуха, риса, гречихи и других культур, пивной дробины, послеспиртовой барды, свекловичного жома, отрубей, шротов, жмыхов и т.д.
Учитывая, что отходы от переработки зерна, к примеру - отруби пшеничные, кукурузные и жмых кукурузных зародышей, содержат достаточно высокое содержание растительных волокон (клетчатка), которые снижают переваримость протеина, а также пентозаны, доля которых составляет, например, в жмыхе кукурузного зародыша до 16%, ввод предусмотренного количества отходов в состав кормов может быть осуществлен при переработке механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, который позволяет эффективно разрушить стенки растительных клеток, раскрыть биологически полноценные компоненты - белок, ферменты (амилаза), гормоны, предоставляя «живую» субстанцию для беспрепятственного использования животными. Исключается эффект снижения переваримости кормов за счет труднопереваримости клетчатки.
При кавитационно-диссипационном эффекте происходит изменение белкового комплекса отходов от переработки зерна до олигопептидов, которые всасываются в кровь, минуя стадию ферментации протеолитическими ферментами. Клетчатка превращается в полисахариды и далее в сахара.
Происходящие изменения углеводистого и белкового комплекса в среде повышенной влажности исключают образование труднопереваримых новых компонентов, например меланоидов (соединение эпсилон группы лизина с сахаром, реакция Мейларда), что наблюдается при применении экструзионных технологий в переработке зерна и отходов из него.
Биологически полноценная, полнорационная кормовая смесь с применением отходов от переработки зерна, приготовленная механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, придает комбикормам хорошие обонятельные и вкусовые качества за счет изменения углеводистого комплекса и других легкорастворимых веществ, и они охотно потребляются животными.
Испытания кормов, полученных по предлагаемому способу, в условиях свиноводческого комплекса были проведены в два этапа.
Первый этап в 2006 году был проведен на базе ОНО экспериментального хозяйства «Кленово-Чегодаево» Всероссийского государственного научно-исследовательского института животноводства (Московская область, Подольский район).
В научно-производственном опыте на 124 головах откармливаемых свиней в возрасте 94-238 дней разработаны и апробированы зоотехнические требования к новой системе оборудования РИД-2, осуществляющей механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ по подготовке биологически полноценных, полнорационных кормовых смесей.
Продуктивные действия и качества продукции изучены в сравнительном аспекте с комбикормом-эталоном: СК-6.
Целью исследований являлось «Разработать и апробировать зоотехнические требования к новой системе РИД-2 по подготовке полнорационных кормовых смесей для откорма свиней».
В задачу исследований входило:
- разработать опытные кормовые смеси;
- определить технологические параметры подготовки биологически полноценных, полнорационных кормовых смесей (тонина измельчения, влажность, консистенция, температура);
- изучить влияние биологически полноценных, полнорационных кормовых смесей на:
а) динамику живой массы;
б) эффективность использования кормов;
в) переваримость и использование питательных веществ;
г) выход продуктов убоя и их качество;
д) физиологическое состояние животных;
е) экономическую эффективность.
Для решения поставленных задач в условиях свиноводческого комплекса ОНО э/х ВИЖа «Кленово-Чегодаево» Подольского района Московской обл. апробированы и разработаны зоотехнические требования к новой системе оборудования РИД-2 по подготовке полнорационных кормовых смесей для откорма свиней.
Опыт проведен на 124 головах молодняка свиней 94-дневного возраста, сформированных в две группы - контрольная и опытная, по 62 голов в каждой (схема опыта приведена в табл.1).
Таблица 1
ГРУППЫ
Кол-во голов
Особенности кормления
Контрольная
62
Комбикорм СК-6, скармливание по программе два раза в сутки. Форма корма гранулированная, сухая. Частичное увлажнение в кормушке.
Опытная
62
Биологически полноценные кормовые смеси опытных рецептов. Программа кормления соответствует нормам кормления, раздача корма два раза в сутки. Форма кормосмеси гомогенная влажная (72,6%).
Откорм свиней приведен до достижения животными товарной массы - 117-118 кг, что позволило определить влияние изучаемого фактора на количество и качество мясной продукции.
Эксперимент сочетался с изучением биохимических показателей крови, сыворотки крови, характеризующих функциональное состояние организма.
Химико-аналитические исследования по определению степени снижения антипитательных веществ в полножирной Сои, изменения углеводного комплекса кормов.
Проведен физиологический опыт по определению переваримости и использованию питательных веществ.
Биологически полноценные, полнорационные кормовые смеси разработаны согласно требованиям, предъявляемым к разработке полнорационных комбикормов - стандарт Российской Федерации ГОСТ: Р 51550-2000.
Учтен весь перечень показателей: энергия, протеин, клетчатка, сырой жир, линолевая кислота, незаменимые аминокислоты, лизин, метионин + цистин, треонин, триптофан, Са, Р, NaCl. Нутритивы (микроэлементы, витамины введены в составе премикса П-52-1a).
Выбор компонентов для подготовки биологически полноценных кормосмесей осуществлен исходя из функционального состояния желудочно-кишечного тракта откармливаемых свиней и направления продуктивности.
При разработке биологически полноценных кормовых смесей придерживались норм ввода, компонентов, предусмотренных методическими рекомендациями для расчета рецептов комбикормовой продукции МСХ РФ, ВНИИ КП 2005 г. - памятуя, что они должны быть хороших вкусовых качеств, легко перевариваться, не нарушать пищеварения и обеспечить запланированный уровень продуктивности.
Разработано 6 рецептов биологически полноценных кормосмесей, приведенных а табл.2. Злаковая группа компонентов представлена ячменем и рожью. Причем доля ржи в процессе опыта увеличивалась с 20 до 50% по массе.
Таблица 2
Компоненты
Комбикорм СК-6 (эталон)
Кормосмеси
1
2
3
4
5
6
Ячмень
29,65
41,2
36,2
31,2
26,2
21,2
11,2
Ячмень без пленки
20,00
-
-
-
-
-
-
Пшеница
20,00
-
-
-
-
-
-
Рожь
-
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
50,0
Соя полножирная
-
5,0
7,0
8,0
9,0
10,0
5,0
Нут
-
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
15,0
Отруби пшенич.
11,00
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
Жмых подсолн.
10,0
8,0
7,0
6,0
5,0
5,0
Шрот подсолн.
9,77
-
-
-
-
-
-
Шрот соевый
3,36
-
-
-
-
-
-
Белковая кормосмесь
3,00
-
-
-
-
-
-
Трикальцийфосфат
-
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Известняковая мука
1,78
-
-
-
-
-
-
Мел
-
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
Соль
0,49
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Премикс КС-4
0,5
-
-
-
-
-
-
П52-1
-
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Масло растит.
0,40
-
-
-
-
-
-
Кемзайм W
0,05
-
-
-
-
-
-
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Новое оборудование РИД-2 за счет кавитационно-диссипационного эффекта позволило использовать такой уровень Ржи.
Бобовая группа включала Сою полножирную и Нут.
Качественные показатели биологически полноценных кормосмесей соответствовали потребности в питательных веществах и элементах питания для откармливаемых свиней, приведены в табл.3.
Таблица 3
Показатели качества
Ед. изм.
Комбикорм СК-6
Кормосмеси
1
2
3
4
5
6
Обменная энергия
МДж
12,57
11,91
11,99
12,03
12,08
12,13
12,12
Сырой протеин
%
15,25
14,77
14,67
14,55
14,43
14,31
14,40
Переваримый протеин
%
11,72
11,35
11,28
11,19
11,10
11,02
11,07
Лизин
%
0,66
0,66
0,66
0,65
0,66
0,66
0,67
Метионин
%
0,26
0,24
0,25
0,24
0,23
0,22
0,23
Метионин + цистин
%
0,53
0,49
0,50
0,48
0,46
0,44
0,46
Триптофан
%
0,23
0,22
0,23
0,22
0,22
0,22
0,23
Треонин
%
0,59
0,57
0,58
0,56
0,57
0,56
0,56
Сырой жир
%
2,53
3,41
4,04
4,26
4,25
4,15
3,32
Линолевая кислота
%
1,18
1,78
1,96
1,95
1,93
1,92
1,65
Зеленая масса травы летом, консервированный продукт из нее (сенаж) зимой использованы в едином технологическом цикле подготовки кормосмеси. За период испытания РИД-2 их доля составила 3% по сухому веществу.
В качестве исходных компонентов кормовых смесей были взяты зерно злаковых - Ячмень, Рожь, бобовых - Соя полножирная, Нут, отходы от переработки масличных - (Жмых подсолнечный), зерна - (Отруби пшеничные), макродобавки, нутритивы в составе премикса.
Кормовая смесь соответствовала биологически полноценному комбикорму. Зеленая масса травы в составе кормовой смеси составляла 7% по питательности, или 8% в пересчете на воздушно-сухое вещество.
Определены два режима подготовки биологически полноценных кормовых смесей включающих выше перечисленные кормовые компоненты.
Технологические параметры подготовки кормовых смесей, отражены в табл.4.
Обороты рабочего органа в обеих вариантах были одинаковые, температура готовой биологически полноценной, полнорационной кормовой смеси на выходе в первом варианте находилась на уровне 32°С, во втором она был повышена до 65°С.
В обоих случаях влажность кормовой смеси была в пределах физиологической нормы - 68,5 в первом, 72,6% во втором варианте.
Консистенция кормовой смеси в первом варианте была умеренно-гомогенная, степень измельчения исходных компонентов кормовых смесей составила 27,8% - 0,6-1,0 мм, 72,2% - 0,3-0,5, с видимыми поверхностными пленками зерна и его алейронового слоя, стенки растительных волокон лигниновой природы размером 0,3-0,5 мм.
Во втором варианте консистенция кормовой смеси была гомогенная при полном разрушении компонентов. По всей гомогенной кормовой массе присутствуют только поверхностные пленки зерна и его алейронового слоя, растительные волокна лигниновой природы размером в пределах 0,2-0,3 мм.
Кормовая смесь обладала хорошими обонятельными и вкусовыми качествами за счет изменения углеводного комплекса, в основном крахмала, до сахаров, доля которых увеличилась почти вдвое, и охотно поедалась подопытными животными.
Продуктивные и функциональные качества свиней в системе формирования здорового организма находились в гармоничном состоянии, обеспечивая высокий уровень интенсивности роста и качества продукции.
Питание в этой связи обладает определяющим фактором как корректор программного развития организма и имеет более широкий смысл, чем кормление вообще.
Питание как приоритетный фактор должно аккумулировать всю гамму показателей (обоняние, вкус, полноценность, форма) корма, влияющего на функциональное состояние и продуктивность животного.
Определено влияние биологически полноценных кормовых смесей, выработанных на новом технологическом оборудовании РИД-2, на:
- интенсивность роста;
- эффективность использования кормов;
- переваримость и использование питательных веществ;
- выход продуктов убоя и их качество;
- физиологическое состояние животных;
- экономическую эффективность.
В период откорма животные получали корма согласно схеме исследований по определенной программе. Фактическое потребление корма в расчете на одно животное проводится в табл.5 - Программа кормления поросят на откорме.
Таблица 5
Возраст, дн
Потребление корма
в сутки
за период
Комбикорм СК-6 сухой гранулир.
Полнорационная кормосмесь, гомогенная влажная
Комбикорм СК-6 сухой гранулир.
Полнорационная кормосмесь, гомогенная влажная
В пересчете на натуральную с влажностью 12%
94-100
1,7
5,2
11,2
36,4
11,0
101-107
1,8
5,5
12,6
38,5
11,7
108-114
1,9
5,8
13,3
40,6
12,3
115-121
2,0
6,2
14,0
43,4
13,2
122-135
2,2
6,8
30,8
95,2
28,8
136-149
2,4
7,5
33,6
105,0
32,3
150-163
2,6
8,2
36,4
114,8
35,2
164-177
2,8
8,8
39,2
123,2
37,8
178-191
3,0
9,5
42,0
133,0
40,8
192-205
3,2
10,2
44,8
142,8
43,5
206-219
3,4
10,8
47,6
151,2
46,3
220-238
3,4
10,8
64,6
205,2
63,2
94-238
2,69
8,5
390,1
1229,3
376,3
В среднем за 145-дневный период откорма среднесуточное потребление корма животными контрольного варианта составило 2,69 кг сухого корма, опытного - 8,5 кг влажной кормовой смеси в гомогенной жидкой форме или 2,58 кг в переводе на сухой с влажностью 12%.
Разнообразность компонентов, входящих в состав как комбикорма СК-6, так и полнорационных кормовых смесей, обеспечили им хорошие вкусовые качества и поедаемость. Срывов пищеварения у подопытного молодняка обеих вариантов за счет кормового фактора не отмечено.
Биологически полноценные, полнорационные кормовые смеси, подготовленные на новом технологическом оборудовании из нативных (натуральных) компонентов по своему продуктивному действию не уступали стандартному комбикорму СК-6 промышленной выработки. Более того, молодняк опытного варианта первого периода откорма, получавший кормовую смесь в гомогенной влажной форме (степень разбавления водой 1:2,2), по среднесуточному приросту массы превосходил своих сверстников из контроля на 8,7% (табл.6).
Таблица 6
Динамика живой массы и приростов откармливаемых свиней
Показатели
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Первый период откорма (возраст 94-145 дн)
Живая масса, кг
а) при постановке на опыт
34,2
32,2
б) в конце периода
60,5
60,8
в) прирост массы за период, кг
26,3
28,6
г) среднесуточный прирост, г
506
550
Второй период (возраст 146-238 дн)
д) живая масса, кг в конце периода
118,4
116,6
ж) прирост массы за период, кг
57,9
55,8
з) среднесуточный прирост, г
622
600
За весь период откорма (94-238 дн)
и) прирост массы за период откорма, кг
84,2
84,4
к) среднесуточный прирост, г
581
582
Технология подготовки кормов на РИД-2, при которой происходит изменение углеводного комплекса, а также форма самой кормосмеси, приготовленной механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, наиболее благоприятно влияла на интенсивность роста поросят в первый период откорма.
Во второй период откорма продуктивное действие кормовой смеси на интенсивность роста было несколько (3,7%) меньшим, по сравнению со стандартным комбикормом СК-6. В этом периоде доля Ржи в кормовой смеси была увеличена до 50%, что и обусловило тенденцию снижения интенсивности роста. Известно, что увеличение уровня Ржи в составе комбикормов для откармливаемых свиней свыше 30% приводит к снижению прироста живой массы на 8 г на каждые 10% сверх указанной нормы, но при этом улучшает качество мяса откармливаемых животных.
В целом, за весь период откорма, среднесуточный прирост массы откармливаемых свиней был одинаков и находился на уровне 581-582 г.
Товарной массы 116,6-118,4 кг животные достигли к 238-дневному возрасту. Потребление корма откармливаемым молодняком обеих групп в первый период откорма было практически одинаковым при лучшей на 8,7% интенсивности роста и сниженных на 11,1% затратах корма на прирост у опытного молодняка.
Во втором периоде откорма количество потребленного корма в сутки и его затраты на прирост в обоих вариантах кормления были идентичны.
В целом за период откорма, откармливаемый молодняк опытного варианта, по затратам корма на прирост, превосходил на 3,2% своих сверстников из контрольной группы. Отмеченная разница обусловлена лучшим использованием корма в ростовую фазу первого периода, что согласуется с результатами балансового опыта по использованию азота.
Таблица 7
Оплата корма откармливаемым молодняком
Показатели
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Первый период откорма (возраст 94-145 дн)
1. Прирост массы
общий, кг
26,3
28,6
среднесуточный, г
506
550
2. Потреблено корма, кг
за период
105,9
100,1
в сутки
2,04
1,93
3. Затраты корма на 1 кг прироста, кг
3,95
3,51
Второй период откорма (возраст 146-238 дн)
1. Прирост массы
общий, кг
57,9
55,8
среднесуточный, г
622
600
2. Потреблено корма, кг
за период
284,2
276,2
в сутки
3,05
2,97
3. Затраты корма на 1 кг прироста, кг
4,90
4,95
За период откорма (возраст 94-238 дн)
1. Прирост массы
общий, кг
84,2
84,4
среднесуточный, г
581
582
2. Потреблено корма, кг
за период
390,1
376,3
в сутки
2,69
2,60
3. Затраты корма на 1 кг прироста, кг
4,62
4,47
Переваримость и использование питательных веществ испытуемой биологически полноценной, полнорационной кормовой смеси, подготовленной на новом технологическом оборудовании РИД-2 механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, и комбикорма СК-6 определена в физиологическом опыте на откармливаемом молодняке свиней в ростовую фазу первого периода откорма. Ростовая фаза характеризуется интенсивным метаболизмом биологических веществ и трансформацией их в прирост живой массы.
Физиологический опыт проведен на фоне научно-хозяйственного.
Переваримость питательных веществ комбикорма - эталона СК-6 и биологически полноценной, полнорационной кормовой смеси достаточно высока и весьма хорошо согласуется с данными других авторов (табл.8).
Таблица 8
Переваримость питательных веществ
Питательные вещества
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Сухое вещество
79,2±0,64
81,5±1,06
Органическое вещество
81,7±0,61
84,1±1,17
Протеин
79,9±0,60
79,4±0,94
Жир
53,2±8,61
59,5±1,35
Клетчатка
32,6±2,18
36,3±2,87
БЭВ
87,9±0,56
90,8±1,53
Крахмал
91,4±0,38
93,8±0,35
Сахар
95,6±0,33
98,2±0,18
Вместе с тем новое оборудование РИД-2 механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия обеспечило декстринизацию крахмала в кормовой смеси, которая является одним из основных критериев оценки технологического процесса. Так, доля сахаров, по сравнению с исходной формой кормовой смеси, увеличилась почти в два раза. Переваримость питательных веществ, содержащих углеводы, была на 2,4-3,7% выше контрольного варианта.
Весьма важно, что новое оборудование РИД-2 обладало высокой степенью эмульгирующего действия, на что указывает превышение на 6,3% переваримости жира.
«Мягкие» режимы технологического процесса подготовки кормов на РИД-2 исключают изменение белкового комплекса, что характерно для других типов термических обработок.
Изменение белковых веществ кормов в процессе тепловой обработки вызывает перераспределение водо- и солерастворимых фракций белка, снижение количества и доступности аминокислот.
Более глубокое повреждение белковой молекулы при термической обработке возникает, когда происходит взаимодействие между функциональными группами самих белков или с редуцирующими сахарами корма (реакция Мейларда).
Исключение такого фактора при подготовке биологически полноценных, полнорационных кормовых смесей на РИД-2, осуществляющем механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ приготовления таких кормов, подтверждается переваримостью протеина, значение которой было на уровне контрольного варианта.
Подготовка кормовых смесей на РИД-2 способствовала лучшей на 5,9% абсорбции азота от принятого и на 7,9% от переваренного (табл.9).
Таблица 9
Использование N откармливаемым молодняком свиней
Показатели
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Принято с кормом, г
67,30
52,71
Выделено в кале, г
13,40
10,82
Переварено, г
53,91
41,89
Выделено в моче, г
31,16
20,93
Итого выделено, г
44,55
31,54
Отложилось в теле, г
22,75±0,51
20,94±0,76
% использования от принятого
33,80±0,76
39,74±1,31
от переваренного
42,13±0,97
50,00±1,76
Лучшая абсорбция азота протеина обусловлена двумя обстоятельствами. Во-первых, кавитационно-диссипационный эффект РИД-2, по всей видимости, часть белковых веществ «режет» до ди-полипептидов и аминокислот, улучшая их усвоение, во-вторых, превращение крахмала в сахара, о чем сказано выше, позволило животным экономно расходовать белки.
Процент использования макроэлементов - кальция и фосфора находился в пределах физиологической нормы - кальция 33,30-36,10, фосфора - 35,70-37,69%. Тем не менее, новая технология подготовки механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом влажных кормовых смесей обусловила тенденцию к лучшему использованию Са на 2,8%, Р на 1,99% по сравнению с сухим, полнорационным комбикормом - эталоном СК-6 (табл.10).
Таблица 10
Использование Са, Р откармливаемым молодняком свиней
Показатели
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Са
Р
Са
Р
Принято с кормом, г
19,58
17,80
20,49
18,08
Выделено в кале, г
13,88
10,01
12,61
9,62
Выделено в моче, г
0,18
1,43
0,47
1,65
Итого выделено, г
13,06
11,44
12,98
11,27
Отложилось в теле, г
6,52±0,33
6,36±0,43
7,41±0,54
6,82±0,39
% использования от принятого
33,30±1,68
35,70±2,40
36,10±2,25
37,69±2,05
Убойный выход туши свиней обоих вариантов был одинаков и находился на уровне 67,0-67,2% (табл.11). При пересчете на живую массу 100 кг он составил 66,7-66,9 кг (табл.12).
Таблица 11
Показатели контрольного убоя подопытных свиней
Показатели
Ед. изм.
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Выход туши: Предубойная масса
кг
110,6±2,4
107,2±2,4
Масса парной туши
кг
74,4±2,2
71,8±1,5
Выход туши
%
67,2±0,8
67,0±0,8
Длина полутуши
см
104,6±0,7
104,0±1,1
Состав туши: Масса охлажденной туши
кг
73,0±2,1
70,6±1,5
Мясо
%
57,3±0,2
59,3±0,4
Шпик
31,4±0,4
29,4±1,4
Кости
11,3±0,2
11,3±0,2
Коэффициенты: Мясокостный
5,0
5,25
Мясосальный
1,82
2,02
Площадь «мышечного глазка»
см<sup>2</sup>
35,8±1,9
36,9±1,9
Толщина шпика по трем промерам (холка, 6-7 ребро, поясница)
мм
29,4±2,2
26,0±1,4
Таблица 12
Показатели контрольного убоя подопытных свиней в пересчете на живую массу 100 кг
Показатели
Ед. изм.
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Выход туши:
Предубойная масса
кг
100,0
100,0
Масса парной туши
кг
66,7
66,9
Выход туши
%
66,7
66,9
Длина полутуши
см
101,8
102,6
Толщина шпика
мм
26,1
23,9
Площадь «мышечного глазка»
см<sup>2</sup>
34,7
36,2
Использование в кормлении свиней биологически полноценной, полнорационной, влажной кормовой смеси, подготовленной на РИД-2 механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, способствовало снижению на 2,0% доли жировой при повышении на адекватную величину мышечной ткани.
Биологически полноценная, полнорационная в гомогенной, влажной форме кормосмесь, включающая зеленую массу летом, консервированный продукт из нее (сенаж) в осенний период, обусловила снижение толщины шпика при убойной массе на 3,4 мм (13%) при пересчете на 100 кг живой массы соответственно на 2,2 мм (9,2%).
Снижение сальности туш в опытной группе животных проявляется увеличением на 10,9% мясо-сального коэффициента.
Отмечена тенденция увеличения на 3,10% площади «мышечного глазка» при убойной массе и на 4,0% при пересчете на 100 кг живой массы.
При оценке химического состава длиннейшей мышцы спины откармливаемых свиней в обоих группах отмечено довольно близкое содержание белка, которое находилась на уровне 20,02-20,12% (табл.13).
По оценкам отечественных и зарубежных исследователей (обзорная информация ЦНИИГЭИ) в мышечной ткани всех пород и породных сочетаний свиней отмечено относительное постоянство содержания белка: оно запрограммировано на уровне 19,50±1,85%.
В химическом составе мяса свиней, достигших товарной массы, переменным является жир. На его содержание в межмышечной и мышечной ткани значительное влияние оказывает селекция на «мясность». В нашем случае при использовании в составе кормовой смеси зеленых кормов и продуктов из них (сенаж) отмечено снижение на 3,98% межмышечной жировой ткани. Вместе с тем мясо животных обоих вариантов по оценочной шкале отнесено к высокому классу.
Таблица 13
Химический состав мяса и шпика
Показатели
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Хим. состав мяса, %
Влага
74,12
74,12
Белок
20,02
20,12
Жир
4,96
4,77
Зола
0,84
0,89
Качество мяса
Влагосвязывающая способность, %
57,50
58,40
Концентр, ионов водорода (РН), ед.
5,88
5,79
Триптофан, мг/%
350,38
372,36
Оксипролин, мг/%
46,45
46,72
БКП (белково-качественный показатель), ед.
7,54
7,97
Селен, мг/кг
0,01034
0,01255
Хим. состав шпика, %
Влага
12,00
9,95
Жир
86,04
88,22
Качество шпика
Температура плавления
33,90
36,36
Содержание Селена в мясе подопытных животных обоих вариантов находилось в пределах фонового диапазона (0,01-0,02 мг/кг) его содержания в мышцах животных. Вместе с тем содержание Селена в мышце опытных животных находилось в верхней его границе, превосходя контроль на 21,4%, что обусловлено наличием в кормовой смеси Нута, содержащего легкоусвояемую форму Селена. Такое мясо с точки зрения здорового питания является более ценным в связи с уникальными свойствами Селена блокировать рост злокачественных опухолей, оно дороже в реализации.
В шпике животных, получавших биологически полноценную, полнорационную, влажную кормовую смесь, приготовленную механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом содержалось на 2,05% меньше воды и почти на адекватную величину больше жира.
Влагоудерживающая способность (или влагоемкость, или гидратационная способность, или водосвязывающая способность) зависит от удерживающей способности белковой молекулы, ее электрического заряда. Чем выше степень гидратации мышечных белков, всепоглощаемость мяса, тем выше его качество.
Количество связанной воды - признак сочности и нежности мяса, его технологических свойств.
Низкая влагоудерживающая способность придает мясу сухость, жесткость, затрудняет консервирование.
Влагоудерживающая способность резко снижается, когда рН ткани приближается к изоэлектрической точке мышечных белков (менее 5,4), и такое мясо характеризуется как мягкое эксудативное (PSE).
Влагоудерживающая способность также оказывает влияние на выход готовых продуктов. Чем выше водосвязывающая способность белковой молекулы, тем сильнее мясо связывает влагу и меньше теряет ее при термической обработке. Поэтому влагоемкость определяет технологическую направленность мяса.
Результаты исследований (табл.12) показали, что влагоудерживающая способность мяса подопытных свиней обеих групп через 24 часа после созревания находились в пределах биологической нормы (57,50-58,40%).
Концентрация ионов водорода (рН), определенная в растворе из водной вытяжки измельченной мышечной ткани, характеризует уровень активной кислотности мяса и зависит от количества молочной кислоты, которая образуется из гликогена после убоя животного. Слишком высокое значение рН сверх нормального (5,4-6,0) приводит к возрастанию влагоудерживающей способности мяса.
Быстрое снижение рН сразу после убоя повышает кислотность мышц, что приводит к денатурации белков, снижает влагоудерживающую способность, ухудшает технологические свойства мяса.
Качественное мясо имеет рН 5,4-6,0 через 24-48 часов после убоя животных и его созревания при t +4°С. Величина ниже этих пределов указывает на то, что мясо имеет комплекс показателей, характерных для PSE (бледное, мягкое, водянистое), а более высокие величины характерны для мяса DFD (темное, сухое).
Установлено, что рН мяса свиней обеих групп породного сочетания Крупная белая - Ландрас в 24-часовом временном отрезке созревания находилось в пределах 5,79-5,88% и соответствовало биологической норме, не заходя за пределы как нижней (менее 5,4), так и верхней (более 6,2) границы.
Биологическая ценность мяса в значительной степени определяется содержанием полноценных белков, всей гаммы аминокислот, и, в частности, их биологического маркера - триптофана. Количество соединительно-тканевых (неполноценных) белков представлено - оксипролином. Высокое значение белково-качественного показателя (БКП) - отношение триптофан/оксипролин свидетельствует о хорошей пищевой ценности мяса. Чем он выше, тем более высокая биологическая полноценность мяса.
Триптофан и оксипролин длиннейшей мышцы спины и их отношение, указывающее на БКП мяса подопытных свиней обеих групп, находилось в пределах 7,54-7,97 ед. и соответствовало биологической норме.
Вместе с тем в мясе свиней, получавших биологически полноценную, полнорационную, влажную кормовую смесь, приготовленную механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, было на 21,98 мг/% больше триптофана -маркера биологической ценности мяса.
Жир опытных животных был плотной консистенции и обладал большей на 2,46°С температурой плавления. Чтобы получить такие показатели традиционной селекционной работой, необходимо было бы потратить не менее 20 лет. Более повышенная, качественная характеристика шпика обусловлена наличием в кормовой смеси Ржи, Зеленой массы травы и консервированного продукта из нее - Сенажа.
Согласно ГОСТ 9959-91 комиссия по оценке продуктов в составе 7 человек провела дегустацию опытных образцов вареного мяса и бульона. Оценка мяса и продуктов проведена по 5-балльной системе. Общая и средняя оценка в баллах представлена в табл.14.
Таблица 14
Дегустационная оценка вареного мяса и бульона
Группы
БАЛЛ
Общий
средний
мясо вареное
бульон
мясо вареное
бульон
Контрольная
25,3
17,0
4,3
4,3
Опытная
26,0
16,5
4,3
4,1
Заключение комиссии:
Все представленные образцы мяса и бульона оценены как среднее между отличным и хорошим качеством. Вареное мясо обоих вариантов обладало хорошей сочностью, а бульон ароматом. Цвет мяса хороший, признаки PSE и DFD отсутствуют.
Физиологическое состояние подопытных животных оценено по биохимическим исследованиям крови и сыворотки крови, состоянию желудочно-кишечного тракта и паренхиматозных органов и визуальной ежедневной оценкой.
Таблица 15
Биохимические показатели крови и сыворотки крови
Показатели
Ед. изм.
ГРУППЫ
контрольная
опытная
КРОВЬ:
Общие липиды
г/л
2,71
2,77
Фосфолипиды
ммоль/л
1,47
1,51
Холестерин
ммоль/л
2,54
2,58
СЫВОРОТКА КРОВИ:
Общий белок
г/л
71,15
74,50
Альбумин
г/л
31,36
31,62
Глобулин
г/л
39,78
42,91
Мочевина
ммоль/л
7,38
6,25
Креатинин
мкмоль/л
128,19
129,49
Глюкоза
ммоль/л
7,39
6,46
Кальций
ммоль/л
2,77
2,55
Фосфор
ммоль/л
3,35
3,16
АЛТ
МЕ/л
39,45
43,91
ACT
МЕ/л
35,38
30,83
Щелочная фосфатаза
МЕ/л
255,79
257,06
Показатели метаболитов крови и сыворотки крови подопытных животных находились в пределах физиологической нормы.
Состояние паренхиматозных органов и желудочно-кишечного тракта изучено по результатам контрольного убоя.
Установлено, что паренхиматозные органы за исключением легких, находились в хорошем физиологическом состоянии. Легким всех подопытных животных были присущи определение изменения, вызванные, скорее всего, перенесенным заболеванием бронхопневмонии.
Масса паренхиматозных органов и желудочно-кишечного тракта была характерна для живой массы и возраста животного на день убоя (табл.16 - Масса внутренних органов).
Таблица 16
Внутренние органы
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Паренхиматозные
Сердце
0,27
0,32
Легкие с трахеей
0,92
1,12
Печень
1,88
1,74
Почки
0,36
0,35
Селезенка
0,17
0,17
Желудочно-кишечный тракт
Желудочно-кишечный тракт б/з содержимого
5,85
5,86
в т.ч. желудок б/з содержимого тонкий
0,55
0,63
отдел кишечника б/з содержимого
2,00
1,83
толстый отдел кишечника б/з содержимого
3,30
3,40
Отмечено, что опытные животные превосходили своих сверстников из контрольной группы по массе желудка на 14,5%, что вызвано более объемным рационом, включающим влажную кормовую смесь.
Ежедневный осмотр позволил заключить, что за весь период откорма животные находились в хорошем состоянии. Выдача кормов осуществлялась согласно программам кормления. Срывов пищеварения, вызванных как комбикормом СК-6, так и полнорационной, влажной кормосмесью не наблюдалось.
Затраты на корма и подготовку их к скармливанию в ряду слагающих элементов себестоимости продукции занимают одно из ведущих мест, и рациональное использование как первого и второго - один из резервов снижения себестоимости продукции и повышения ее рентабельности.
В себестоимости производства свинины значительный (70%) удельный вес занимают корма. При расчете стоимости 1 т кормовой смеси в пересчете на натуральную сухую форму с влажностью 12% придерживались общих требований, которых придерживаются комбикормовые предприятия при выработке комбикормов.
Расчет включает:
- стоимость сырьевых продуктов с учетом их доставки к местам хранения;
- потери при производстве, которые составляют 1,0% к стоимости сырья;
- производственные издержки (стоимость затрат на выработку), составляющие до 4% от стоимости сырья с потерями;
- рентабельность подготовки кормовых смесей не менее 5,0%.
Стоимость биологически полноценной, полнорационной, влажной кормосмеси, приготовленной механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом на аппарате РИД-2, с учетом выше перечисленных затратных статей составила (табл.17).
Таблица 17
Стоимость биологически полноценной, полнорационной кормовой смеси (1 т) в пересчете на натуральную сухую форму влажность 12%
Сырьевые компоненты
Стоимость 1 т, тыс. руб.
Доля компонента в кормовой смеси
% по массе
Стоимость компонента в смеси, тыс. руб.
1. Ячмень
3,360
4,920
20,0
16,630
2. Рожь
2,500
10,500
42,5
26,250
3. Нут фуражный
3,520
1,500
6,1
5,280
4. Соя полножирная
8,000
2,000
8,1
16,000
5. Отруби пшеничные
1,600
2,272
9,2
3,635
6. Жмых подсолнечн.
3,690
1,745
7,1
6,439
7. Рыбная мука
28,500
0,100
0,4
2,850
8. Трикальций фосфат
7,670
0,360
1,5
2,761
9. Соль
1,560
0,120
0,4
0,187
10. Премикс ПКК-52-1a
12,430
0,240
1,0
2,98
11. Зеленая масса травы
0,500
0,570
2,3
0,890
12. Сенаж
0,800
0,150
0,6
0,192
13. Мел
0,800
0,192
0,8
0,154
Стоимость сырьевых компонентов:
x
24,669
100,0
84,248
а) Стоимость сырья 1 т кормовой смеси натуральной сухой (12%-влажности)
3,415
x
x
б) Потери при производстве, до 1%
0,034
x
x
в) Производственные издержки, до 4%
0,138
x
x
г) Рентабельность при выработке кормосмеси - 5%
0,173
x
x
Стоимость биологически полноценной кормосмеси
3,760
На основании стоимости биологически полноценной, полнорационной, влажной кормосмеси и комбикорма - эталона СК-6, рассчитана экономическая эффективность откорма свиней (табл.18).
Таблица 18
Экономическая эффективность откорма свиней (в расчете на 1 голову)
Показатели
Ед. изм.
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Откормлено животных
Гол.
61
55
Период откорма
Дн
145
145
Живая масса при постановке на откорм
Кг
34,2
32,2
Товарная масса после откорма
Кг
118,4
116,6
Прирост массы за период откорма
Кг
84,2
84,4
Расходовано кормов за период откорма
Кг
390,1
376,3
Стоимость кормов
Руб.
2106,54
1414,88
Себестоимость 1 ц живой массы
Руб.
Общая:
3574,04
2549,64
В т.ч. корма:
2106,54
1414,88
Затраты на 1 кг прироста
Руб.
35,74
25,50
Реализационная цена 1 ц живой массы
Руб.
4900
5600
Валовый доход от реализации живой массы на голову
Руб.
5801,6
6 529,6
Налогооблагаемая прибыль
Руб./кг
13,26
30,50
Рентабельность
%
37%
119%
Установлено, что использование в кормлении свиней биологически полноценных, полнорационных, влажных кормовых смесей из покупных составляющих, приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом на аппарате РИД-2, позволяет на 28,7% снизить себестоимость 1 ц прироста живой массы и кроме этого получить на 82,00% больше прибыли дополнительно - за счет более высокой цены на такое мясо (высокой категории качества, обогащенное Селеном) и, как следствие, повысить на 82,00% рентабельность производства свинины.
В хозяйствах, использующих собственные кормовые ресурсы в натуральном виде, можно достичь рентабельности до 150%.
Проведенные исследования на первом этапе, по разработке и апробированию зоотехнических требований к новой системе оборудования РИД-2, реализующей механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ по подготовке полнорационных, биологически полноценных, влажных кормовых смесей для откорма свиней, позволили заключить:
- новое оборудование РИД-2 представляет собой механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный аппарат, выполняющий функции измельчителя, диспергатора и, одновременно, нагревателя и насоса;
- подготовка биологически полноценных кормовых смесей осуществляется в среде повышенной влажности из натурального кормового сырья - зерно злаковых, бобовых, отходов от их переработки (отруби, мучки), продуктов от отходов различных перерабатывающих промышленностей (спиртовой барды, пивоваренной дробины, маслоэкстракционной, шроты, жмыхи, крахмалопаточной - кукурузно-глютеновый корм и др.). Аппарат позволяет использовать в едином технологическом цикле подготовки зеленую массу травы, продукты от ее консервирования, сочные. Полученная гомогенная кормовая смесь может быть доставлена к местам содержания любым видом транспорта по трубопроводу, мобильным.
Аппарат РИД-2 для свиноводческих предприятий исключает приобретение комбикормовых заводов, оборудования для предварительной подготовки компонентов - экструдеры, экспандеры, шелушили, грануляторы;
- разработанные два режима подготовки биологически полноценных кормовых смесей могут быть использованы: второй - t° на выходе 65°С, влажность - 72,6% консистенция гомогенная для молодняка первого, первый - с показателями соответственно 32°С, влажность - 68,5% и умеренно гомогенной консистенции для второго периода откорма;
- по продуктивному действию биологически полноценная, полнорационная, влажная кормовая смесь не уступает комбикорму - эталону: СК-6. За период откорма среднесуточный прирост массы подопытных животных находился на уровне 581-582 г при сниженной на 3,2% оплате корма за счет лучшего его использования в ростовую фазу (I период откорма);
- животные, получавшие биологически полноценные, полнорационные, влажные кормовые смеси превосходили своих сверстников из контрольной группы по выходу мяса на 2,0% и на адекватную величину сниженного количества шпика и его толщины на 13% при убойной и на 9,2% при пересчете на 100 кг живой массы;
- при качестве мясной продукции всех подопытных животных, соответствующем высокому классу (оценочная шкала), в мясе опытных животных было на 21,98 мг/% больше маркера биологической ценности мяса - триптофана;
- в мышце опытных животных Селена находилось больше на 21,4%, чем у контрольных, что обусловлено наличием в кормовой смеси Нута, содержащего легкоусвояемую форму Селена. Такое мясо с точки зрения здорового питания является более ценным в связи с уникальными свойствами Селена блокировать рост злокачественных опухолей, оно дороже в реализации. То есть включая те или иные составляющие корма, компоненты (при надобности со специальными особенностями содержания тех или иных микро- и макроэлементов, других веществ) благодаря механо-гидроударно-кавитационно-диссипационному способу можно целенаправленно задавать качественные характеристики получаемого мяса
Использование в кормлении свиней биологически полноценных, полнорационных, влажных кормовых смесей позволило на 28,7% снизить себестоимость 1 ц прироста живой массы, получить на 82,0% больше прибыли за счет более высокого качества мяса и, как следствие, достичь рентабельности производства свинины на покупных кормах - 119%, при среднемировой около 50%.
Второй этап был проведен в 2007 году.
На 2-ом этапе, производственная апробация кормовых смесей полученных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом проведена в условиях свиноводческой фермы Колхоза им. Гурьянова Калужской области на животных в течение всего продуктивного цикла свиноматки в непроизводительном отдыхе (холостой период) → супоросность → лактация → выращиваемый молодняк → откорм до товарной массы (без применения Ржи, для сравнительного анализа качества мяса и шпика, учитывая предыдущий опыт по откорму с применением Ржи до 50% (Первый этап).
Было сформировано две группы свиноматок одинаковой структуры (по опоросам) по 50 голов в каждой. Свиноматкам базового варианта скармливали кормовые смеси, подготовленные в хозяйстве на традиционном дробильном и смесительном оборудовании, опытного - влажные кормовые смеси, произведенные на РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом.
Кормление поросят-сосунов, полученных от подопытных свиноматок, а в дальнейшем выращиваемого и откармливаемого молодняка осуществлялось соответственно схеме апробации двумя видами кормовых смесей базового варианта, подготовленных на оборудовании хозяйства, опытного - на РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом (таб.19).
Рецепты кормовых смесей разрабатывались из имеющегося в хозяйстве сырья. Необходимо отметить, что сырьевая база на предприятии не отличалась постоянством и хорошей обеспеченностью белковыми кормами, что не давало возможности достичь в рецептах кормосмесей предусмотренного для каждой половозрастной группы свиней уровня белка и аминокислот. Такое положение с кормовой базой характерно многим свиноводческим фермам, которые производство свинины осуществляет на собственных кормах.
Тем не менее, при разработке кормовых смесей придерживались требований стандарта РФ ГОСТ Р 51550-2000 и методических рекомендаций для расчета рецептов комбикормовой продукции МСХ РФ и ВНИИМП - 2005 г., памятуя, что компоненты кормосмесей должны быть хороших вкусовых качеств, не нарушать пищеварения.
Кормосмеси обогащены макроэлементами за счет минеральных добавок, микроэлементами и витаминами за счет премиксов П 53-1 и КС-4.
Разработано 6 рецептов кормосмесей для маток разных фаз продуктивного цикла (табл.20), 4 рецепта для выращиваемых поросят (табл.21) и 3 рецепта для откармливаемого молодняка (табл.22).
Таблица 20
а) Состав и питательность кормосмесей для свиноматок
Компоненты % по массе
Физиологическое состояние свиноматок
непроизводит. отдых (холостые) 1-я половина супоросности (84 дн)
вторая половина супоросности (31 дн)
лактация (50 дн)
тип кормосмесей
КС-1
КС-2
СК6-5-1
СК6-5-2
КС-3
КС-4
1
2
3
4
5
6
7
Ячмень
74,2
73,2
42,5
42,5
20,0
20,0
Пшеница
-
-
37,5
37,5
51,3
51,3
Овес
15,0
15,0
-
-
-
-
Кукурузно-глютеновый корм
5,0
5,0
-
-
20,0
20,0
Отруби пшеничные
-
-
11,0
11,0
-
-
Шрот подсолнечника
3,0
3,0
-
-
-
-
Соя полножирная
-
1,0
-
-
-
-
Шрот соевый
-
-
3,2
3,2
-
-
ЗОМ
-
-
-
-
5,0
5,0
белковая кормовая смесь
-
-
3,0
3,0
-
-
Мел
0,8
0,8
-
-
1,4
1,4
Известняковая мука
-
-
1,8
1,8
-
-
Соль
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
монокальций фосфат
0,5
0,5
-
-
0,8
0,8
Премикс КС-4
-
-
0,5
0,5
-
-
Премикс П-53-1
1,0
1,0
-
-
1,0
1,0
Сенаж вико-овсяный, кг на 0,9 кг концентратной части кормовой смеси
0,350
0,350
0,350
% по питательности: концентратная часть сенаж
100,0
90,0
100,0
90,0
100,0
90,0
-
10,0
-
10,0
-
10,0
Стоимость 1 кг кормосмеси, руб.
4,56
4,23
7,70
6,93
6,38
5,82
Продолжение табл.20
б) Питательность кормовых смесей
Питательные вещества и элементыпитания
№ кормосмесей
К-1
К-2
СК-6-5
СК-6-5
К-5
К-6
Обменная энергия, МДж
12,09
12,10
12,50
12,45
12,37
12,32
Сырой протеин, г
118,6
128,0
150,0
154,0
138,7
143,8
Сырой жир, г
24,3
28,8
23,7
21,9
25,9
28,9
Сырая клетчатка, г
68,0
102,8
54,0
100,0
50,8
87,4
Лизин, г
4,1
4,3
5,0
4,6
4,9
4,9
Метионин + цистин, г
4,0
4,2
5,3
5,3
6,0
6,0
Кальций, г
5,1
6,2
8,2
8,6
8,7
9,1
Фосфор, г
4,8
5,2
5,8
5,7
5,6
5,5
Каротин, мг
0,4
23,9
0,5
21,5
0,5
29,2
Таблица 21
Состав и питательность кормовых смесей для выращиваемого молодняка
Компоненты, % по массе
Молодняк в возрасте, дн
15-30
31-50
51-60
61-115
Тип кормосмеси
КС-П-1
КС-П-2
КС-П-3
КС-П-4
Ячмень
19,0
28,0
28,0
26,5
Ячмень без пленки
-
19,0
19,0
18,0
Пшеница
-
19,0
19,0
18,0
ЗОМ
9,8
5,0
5,0
-
Зерн. смесь
48,6
-
-
-
Кукур. глютеновый корм
19,0
-
-
-
Шрот подсолнечника
-
9,3
9,3
8,8
Шрот соевый
-
3,2
3,2
3,0
Отруби пшеничные
-
10,4
10,5
10,0
Белковая смесь
-
2,9
2,9
2,7
Извест. мука
-
1,7
1,7
1,6
Соль
0,4
0,5
0,5
0,5
Мел
1,4
-
-
-
Монокальцийфосфат
0,8
-
-
-
Масло растительное
-
0,5
0,4
0,4
Кемзайм W
-
0,05
0,05
0,05
Трава (вика - овес)
-
-
-
10,0
Премикс:
КС-4
-
0,45
0,45
0,45
П53-1
1,0
-
-
-
В 1 кг кормовой смеси содержится, г:
Обменной энергии, МДж
12,7
12,9
12,9
11,5
Сырого протеина
141,8
154,9
154,9
140,7
Сырого жира
32,6
32,0
32,0
23,5
Сырой клетчатки
48,4
57,2
57,2
60,0
Лизина
5,5
7,2
7,2
6,1
Метионина + цистина
6,2
5,0
5,0
4,9
Кальция
8,7
7,9
7,9
7,3
Фосфора
5,7
5,3
5,3
4,8
Таблица 22
Состав и питательность кормовых смесей для откармливаемого молодняка
Компоненты, % по массе
Тип кормосмесей
КС-О-1
КС-О-2
КС-О-3
Ячмень
60,0
67,5
62,9
Овес
10,0
-
-
Пшеница
27,5
-
-
Кукур. глютенов. корм
-
20,0
15,0
Сенаж
-
10,0
10,0
Шрот подсолнечника
-
-
9,0
Лизин
-
-
0,001
Мел
1,0
1,0
1,0
Дефторированный фосфат
-
-
0,6
Соль
0,5
0,5
0,5
Премикс П 53-1
1,0
1,0
1,0
В 1 кг кормовой смеси содержится:
Кормовых единиц
1,2
1,0
1,0
Обменной энергии, МДж
12,4
11,4
11,3
Сырой протеин, г
116
125
148
Перевар. протеин, г
89
99
120
Сырой жир, г
23
21
22
Сырая клетчатка, г
44
64
71
Лизин, г
3,7
4,4
6,0
Метионин + цистин, г
3,5
4,5
5,4
Соли, г
5,0
5,0
5,0
Кальция, г
5,4
6,3
8,1
Фосфора, г
3,6
4,4
6,0
Стоимость 1 кг кормосмеси, руб.
4,03
4,14
4,49
Кормовые смеси животным как базового, так и опытного вариантов скармливали согласно программам кормления. Свиноматки получали корм в зависимости от фаз продуктивного цикла (табл.5).
Поросят-сосунов контрольного и опытного варианта с 15 по 30-дн. и с 31 по 50-дн. возраст подкармливали кормосмесью соответственно КС-П-1 и КС-П-2 (табл.23).
Таблица 23
Программа кормления свиноматок
Периоды
Продолжительность, дн
Потреблено кормосмеси, кг
в сутки
за период
тип комбикорма
Непроизводительный период подготовки к случке, случка
42<sup>x)</sup>
3,1
130,2
супоросность первые 2/3 (1-84 дн)
84
2,6
218,4
последняя 1/3 супоросности (85-115 дн)
31
3,2
99,2
157
604,8
ОПОРОС
после опороса, дн
1
1
0,6
0,6
от 2 до 4
3
2,6
7,8
от 5 до 8
4
4,5
18,0
от 9 до 11
3
6,0
18,0
от 12 до 35
24
6,7
160,8
от 36 до 48
13
6,5
84,5
от 49 до 50
2
3,2
6,4
50
296,1
Таблица 24
Программа кормления поросят-сосунов:
Возраст, дн
Потребление кормовой смеси
Тип кормосмеси
в сутки, г
за период, кг
15-20
60
0,360
КС-П-1
21-25
136
0,680
26-30
250
1,250
31-35
320
1,600
КС-П-2
36-40
420
2,100
41-45
540
2,700
46-50
650
3,250
15-50
332
11,94
Молодняк базового варианта кормосмеси получал в сухом виде с увлажнением их водой перед кормлением, поросята опытного варианта влажную, гомогенную кормосмесь, подготовленную на РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом.
Отъем поросят произведен, в среднем, в 50-дн. возрасте (ритм туровый).
Поросятам-отъемышам начальной фазы выращивания (51-60 дн) скармливали ту же кормосмесь, что и подсосному молодняку в предъотъемный период (КС-П-2).
С 61 по 115-дн. возраст с кормосмеси ЗОМ исключен, в опытную - биологически полноценную, полнорационную, влажную кормосмесь введена зеленая трава. Поросятам контрольного варианта зеленую траву давали в виде резки в том же количестве, что и молодняку опытного варианта (табл.25)
Таблица 25
Программа кормления поросят на выращивании
Возраст, недели
Потребление кормосмеси, кг
в сутки
за неделю
8(-1)
0,50
4,2
9
0,79
5,5
10
0,86
6,0
11
0,93
6,5
12
1,03
7,2
13
1,14
8,0
14
1,31
9,2
15
1,43
10,0
16
1,51
10,6
17(-4)
1,63
4,9
8-17
1,11
72,1
Физическая форма скармливаемых кормосмесей поросятам-отъемышам по вариантам адекватна подсосному периоду.
Откармливаемый молодняк базового варианта получал кормосмесь КС-О-1 в течение всего периода откорма, опытного - в первый период откорма КС-О-2, во второй КС-О-3 (табл.26).
Таблица 26
Программа кормления откармливаемого молодняка
Возраст, недели
Потребление корма, кг
ВАРИАНТЫ
базовый
опытный
в сутки
за неделю
тип кормосмеси
в сутки
за неделю
тип кормосмеси
17 (-3)
2,20
8,8
КС-О-1
2,10
8,40
КС-О-2
18
2,20
15,4
2,10
14,7
19
2,30
16,1
2,20
15,4
20
2,30
16,1
2,20
15,4
21
2,40
16,8
2,30
16,1
22
2,40
16,8
2,30
16,1
23
2,50
17,50
2,38
16,7
24
2,50
17,50
2,40
16,8
25
2,70
18,90
2,60
18,2
26
2,70
18,90
2,60
18,2
КС-О-3
27
2,90
20,30
2,80
19,6
28
2,90
20,30
2,80
19,6
29
3.10
21,70
3,00
21,0
30
3,30
23,10
3,20
22,4
31
3,30
23,10
3,20
22,4
32
3,50
24,50
3,40
23,8
33 (-3)
3,50
24,50
3,40
13,6
17-33
2,78
314,0
2,64
298,4
Физическая форма кормосмеси базового варианта - сухая, опытного - влажная, гомогенная, выработанная на РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом.
Кормовые смеси, подготовленные на новом технологическом оборудовании РИД-2, по-своему продуктивному действию превосходили базовые кормовые смеси.
Использование кормосмесей, подготовленных на РИД-2, обеспечило лучшие воспроизводительные и лактационные способности свиноматокматок опытного варианта, по сравнению с базовым. Так, многоплодие свиноматок было на 1,4 (15,3%) поросенка большим при отсутствии мертворожденных.
Лучшее физиологическое состояние свиноматок позволило сформировать полноценные гнезда (10,2 гол.), превышающие на 1,6 гол. (18,6%) гнезда базового варианта.
Лактирующие свиноматки, получавшие кормовые смеси, подготовленные на новом оборудовании, обладали повышенной на 10,6 кг (23,2%) молочностью, по сравнению с животными базового варианта.
Масса отъемного поросенка группы свиноматок базового варианта составила 11,7 кг, опытного - 14,2 кг при сохранности молодняка соответственно 89,9 и 93,1% (табл.27).
Таблица 27
Воспроизводительные и лактационные качества свиноматок
Показатели
Единица измерения
ГРУППЫ
контрольная
опытная
Количество животных
гол.
45
49
Многоплодие
гол.
8,8
10,15
в т.ч. живых
гол.
8,4
10,13
Крупноплодность
кг
1,00
1,10
Оставлено поросят в гнезде для подсоса
гол.
8,6
10,2
Молочность
кг
45,66
56,28
Количество поросят к отъему, возраст 50 дн
гол.
7,4
9,0
Масса гнезда
кг
86,58
127,8
Масса одного поросенка
кг
11,7
14,2
Прирост за период
подсоса общий
кг
10,7
13,1
среднесуточный
г
214
262
Расход корма за период подсоса
кг
11,94
11,94
Конверсия корма без учета материнского молока
кг/кг
1,11
0,91
В послеотъемную (51-60 дн) и основную (61-115 дн) фазу выращивания молодняка опытная группа превосходила своих сверстников из базового варианта по интенсивности роста соответственно на 22,9 и 6,7% при сниженных затратах корма на единицу прироста на 17,4 и 9,1% (табл.28).
Таблица 28
Интенсивность роста, оплата корма выращиваемым молодняком
Показатели
Единица измерения
ВАРИАНТЫ
базовый
опытный
Количество животных
гол.
230
420
Живая масса
кг
в начале выращивания
11,7
14,2
в конце
32,8
37,0
Прирост
общий
кг
21,1
22,8
среднесуточный
г
329
356
Расход корма
кг
72,1
72,1
Конверсия корма
кг/кг
3,41
3,16
Продуктивное действие биологически полноценных, полнорационных, влажных кормосмесей, подготовленных на новом технологическом оборудовании РИД-2, на повышение воспроизводительных и лактационных способностей маток и интенсивность роста выращиваемого молодняка обусловлено целым рядом положительных качеств:
- обоняние, вкус, физическая форма, температура кормосмесей (26-28°С в кормушке);
- превращение углеводного и белкового комплекса корма в легкодоступную форму - крахмала в сахара, белка в олигопептиды;
- возможность использования зеленых кормов и консервированных продуктов из них в составе гомогенной кормосмеси, питательные вещества которых за счет кавитационно-диссипационного эффекта РИД-2 освобождены от кислотно-детергентных элементов растительных волокон.
Кормовая смесь, подготовленная механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, по-своему продуктивному действию превосходила базовую, состав которой основывался исключительно на концентратной основе. В первом периоде откорма молодняк опытного варианта, получивший кормовую смесь в гомогенной влажной форме, по среднесуточному приросту массы превосходил своих сверстников из базового на 25,5% при сниженных на 23,5% затратах корма на единицу прироста (табл.29).
Таблица 29
Динамика живой массы приростов откармливаемого молодняка, конверсия корма:
Показатели
Единица измерения
ВАРИАНТЫ
базовый
опытный
Первый период откорма, возраст 116-176
Количество животных
гол.
40
40
Живая масса
кг
в начале периода
36,5
40,5
в конце периода
62,7
73,3
Прирост массы
общий
кг
26,2
32,8
среднесуточный
г
436
547
Расход корма
кг
143,9
137,8
Конверсия корма
кг/кг
5,49
4,20
Второй период откорма, возраст 177-228
Живая масса
кг
95,0
115,0
Прирост массы
общий
кг
32,3
41,7
среднесуточный
г
621
802
Расход корма
кг
170,1
160,6
Конверсия корма
кг/кг
5,27
3,85
За весь период откорма, возраст 116-228
Прирост массы
общий
кг
58,5
74,5
среднесуточный
г
522
665
Расход корма
кг
314,0
298,4
Конверсия корма
кг/кг
5,36
4,01
Во второй период откорма, зная эффективность механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного способа, в состав кормосмеси опытного варианта был включен подсолнечный шрот, что позволило довести уровень белка до нормы. Было интересно проследить интенсивность роста откармливаемых свиней на сбалансированной кормовой смеси. Среднесуточный прирост откармливаемого молодняка на такой кормосмеси достиг 802 г, превосходя базовый вариант на 29,1% при сниженных затратах корма на единицу прироста на 27,0%.
В целом за период откорма интенсивность роста откармливаемого молодняка опытного варианта была на 27,4% выше при сниженных на 25,2% затратах корма на кг прироста.
Убойный выход туши с кожей свиней опытного варианта был на 5,9% больше базового (табл.12) и обусловлен большей убойной массой и системой кормления (табл.30).
Таблица 30
Показатели контрольного убоя подопытных свиней
Показатели
Ед. изм.
ВАРИАНТЫ
базовый
опытный
Выход туши:
предубойная масса
кг
96,7
115,0
масса парной туши
кг
63,4
79,7
выход туши
%
65,5
69,3
длина полутуши
см
104
106
Состав туши:
масса охлажденной туши
кг
62,2
78,2
мясо
%
58,1
58,8
шпик
29,0
29,6
кости
11,8
11,6
Коэффициенты:
мясокостный
4,92
5,07
мясосальный
2,00
1,99
Площадь «мышечного глазка»
см
35,2
36,8
Толщина шпика по трем промерам
мм
28
29
(холка, 6-7 ребро, поясница)
Использование в кормлении откармливаемых свиней кормовых смесей разной технологии подготовки не оказали заметного влияния на морфологический состав туш. Показатели выхода мяса, шпика и костей были характерны для данной породы (КБ), используемой в эксперименте.
Коэффициенты как мясокостный, так и мясосальный были одинаковы.
При оценке состава длиннейшей мышцы спины откармливаемых свиней отмечена тенденция повышения на 0,99% содержания белка в мясе животных опытного варианта (табл.31).
Таблица 31
Химический состав мяса
Показатели
Варианты
базовый
опытный
Состав мяса, %
влага
73,37
72,48
белок
21,38
22,37
жир
4,17
4,02
зола
1,12
1,13
По оценкам отечественных и зарубежных исследований в мышечной ткани всех пород и породных сочетаний свиней отмечено относительное постоянство содержания белка: оно запрограммировано на уровне 19,50±1,85%.
В составе мяса свиней, достигших товарной массы, переменным является жир. На его содержание в межмышечной и мышечной ткани значительное влияние оказывает селекция на мясность. В нашем случае при использовании в кормлении откармливаемых свиней кормовых смесей разной технологии подготовки отмечено достаточно близкое (4,02-4,17%) содержание межмышечной жировой ткани. Мясо животных обоих вариантов по оценочной шкале отнесено к высокому классу.
Качество мяса характеризуется рядом важнейших показателей, как-то: влагоудерживающая способность, рН, содержание триптофана, оксипролина, белково-качественный показатель.
Влагоудерживающая способность (или влагоемкость, или гидратационная способность, или водосвязывающая способность) зависит от удерживающей способности белковой молекулы, являясь признаком либо сочности и нежности мяса при хорошем, либо сухости и жесткости при низком ее значении.
Результаты исследований (табл.32) показали, что влагоудерживающая способность мяса подопытных свиней обоих вариантов через 24 часа после созревания находилась в пределах биологической нормы (55,10-55,90).
Таблица 32
Качественные показатели длиннейшей мышцы спины
Показатели
Варианты
базовый
опытный
Влагосвязывающая способность, %
55,10
55,90
Показатель рН, ед.
5,77
5,82
Триптофан, мг/%
372,40
392,03
Оксипролин, мг/%
50,10
43,00
КБП (белково-качественный показатель), ед.
7,43
9,12
Интенсивность окраски, ед. Е×1000
130,0
132,4
Усиление на разрезе, кг/см
2,40
1,50
Потери при тепловой обработке, %
37,90
37,30
Уровень рН в качественном мясе находится в пределах 5,4-6,0 ед. через 24-48 часов после убоя животных и его созревания при t +4°C.
Величина ниже этих пределов указывает на то, что мясо имеет комплекс показателей, характерных для PSE (бледное, мягкое, водянистое), а более высокие величины характерны для мяса DFD (темное, сухое).
рН мяса свиней экспериментальных вариантов чистопородных животных в 24-часовом временном отрезке созревания находилось в пределах 5,77-5,82, что соответствовало биологической норме, не заходя за пределы как нижней (менее 5,4), так и верхней (более 6,2) границ.
Содержание триптофана и оксипролина в длиннейшей мышцы спины и их отношение, указывающее на белково-качественный показатель мяса (БКП) мяса подопытных свиней базового и опытного вариантов, находилось соответственно в пределах 7,43 и 9,12 ед. и соответствовало биологической норме.
Вместе с тем качественные показатели мяса животных опытного варианта, находясь в пределах биологической нормы, превосходили мясо откармливаемого молодняка базового по количеству аминокислоты триптофана - биологического маркера ценности мяса на - 5,3% при сниженном на 14,0% менее ценной аминокислоты - оксипролина. Усиление на разрезе в 1,6 раза было ниже, что указывает на нежность мяса.
На основе фактических затрат в указанном хозяйстве, составляющих себестоимость основных видов продуктивности в разные фазы продуктивного цикла: рожденный поросенок → прирост молодняка в разные фазы роста → товарная масса откармливаемых свиней, рассчитана экономическая эффективность использования кормовых смесей, подготовленных на новом оборудовании РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом.
Себестоимость продукции включила все затратные статьи расходов (корма, энергия, зарплата, амортизация основных фондов, накладные расходы).
Использование кормовых смесей, подготовленных на оборудовании РИД-2, обеспечило снижение себестоимости рожденного поросенка на 17,6%, поросенка при отъеме на 17,7% при меньших на 4% общих затратах на выращивание и откорм молодняка (табл.33).
Таблица 33
Экономическая эффективность использования кормовых смесей в кормлении свиней
Показатели
Единица измерения
ВАРИАНТЫ
базовый (хозяйств.)
опытный
1. Себестоимость рожденного поросенка
руб.
441,9
364,2
2. Поросенка при отъеме 50 дн
руб.
498,5
405,3
3. Прироста поросят при выращивании 51-115 дн
руб.
652,6
658,7
4. Прироста откармливаемого молодняка
руб.
1807,7
1837,0
5. Общие затраты на выращивание откорм молодняка
руб.
3400,7
3265,2
6. Живая масса свиней при реализации
кг
95,0
115,0
7. Реализационная цена за 1 кг живой массы
руб.
52
52
8. Валовый доход от реализации
руб.
4940
5980
9. Налогооблагаемый доход
руб.
1539,3
2714,8
10. РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ
%
45,27
83,14
Более высокая (на 21,0%) интенсивность роста животных опытного варианта обеспечила увеличение валового дохода от реализации, прибыли и, как следствие, повышение на 37,87% рентабельности производства свинины по сравнению с базовым.
Второй этап опытов показал, что использование кормовых смесей, подготовленных на РИД-2 - механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, в кормлении свиней разных половозрастных групп позволяет:
- увеличить многоплодие маток на 1,4 поросенка (15,3%) на опорос;
- повысить молочность свиноматок на 23,2%;
- повысить интенсивность роста выращиваемого молодняка на 22,9% при сниженных на 17,4% затратах корма на единицу прироста;
- повысить интенсивность откорма на 27,4% при сниженных на 25,2% затратах корма на единицу прироста;
- улучшить качество мяса за счет повышения на 5,4% биологического маркера белка триптофана и снизить на 14,0% менее ценной аминокислоты оксипролина, при идентичном составе кормов;
- повысить рентабельность производства свинины на 37,87% по сравнению с базовой в указанном (типичном) хозяйстве.
Сравнивая результаты двух проведенных этапов апробации кормов, приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, видно, что существенным фактором в получении конечных результатов является не только сам способ получения кормов, но и их состав, который должен быть подобран таким образом, чтобы максимально эффективно использовать все факторы, влияющие на пищеварение животных, птицы и рыбы.
Компоненты кормов, приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом, может содержать следующее соотношение (масс.%):
Рожь
0,1-33,6
Злаки (пшеница, тритикале, ячмень, овес, просо и др.)
0,1-33,6
Кукуруза
0,1-33,6
Зернобобовые (соя, нут, бобы, фасоль, горох, чина, чечевица и др.)
0,1-33,6
Сухие комбинированные корма СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5, СК-6, СК-7
0,1-33,6
Сочная дикорастущая и/или кормовая выращиваемая трава
0,1-33,6
Сухая трава (сено, солома) и/или травяная мука
0,1-33,6
Продукты переработки сочной травы (сенаж, силос)
0,1-33,6
Овощи (картофель, свекла, морковь и др.)
0,1-33,6
Фрукты (яблоки, груши и др.)
0,1-33,6
Ягоды (тыква, арбуз, бананы, баклажаны, кабачки и др.)
0,1-33,6
Отходы сельхозпереработки (жмыхи, шроты, отруби, косточки и др.)
0,1-33,6
Пищевые отходы (барда, пивная дробина и др.)
01-336
Водоросли (подводные, надводные, камыши, осот и др.)
0,1-33,6
Премиксы
0,30-0,35
Микроэлементы
0,26-0,52
Витамины (витаминные комплексы и добавки)
0,04-0,08
Минеральное сырье/добавки (цеолит, опока, трепел, диатомит и др.)
0,40-0,45
Пищевая соль
0,49-0,50
Кальцийсодержащее сырье
0,40-0,45
Вода (влажность)
65-76
Варианты влажной формы полнорационных кормов (65% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением Ржи, температура приготовления - 50-55°С, масс.%:
Варианты влажной формы кормов (65% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением компонентов по отдельности для приготовления на их основе сухих моноконцентратов, добавок и/или муки, обогащенных витаминами, микро- и макроэлементами, температура приготовления - 30-60°С, масс.%:
Варианты влажной формы полнорационных кормов (72% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением Ржи, температура приготовления - 60-65°С, масс.%:
Варианты влажной формы кормов (72% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением компонентов по отдельности для приготовления на их основе сухих моноконцентратов, добавок и/или муки, температура приготовления - 60-65°С, масс.%:
Таблица 40
Кормовая смесь:
I
II
III
IV
V
VI
VII
VII I
IX
X
XI
XII
XIII
XIV
Рожь
26,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Другие злаковые
-
26,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Кукуруза
-
-
26,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Зернобобовые
-
-
-
26,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Сочная трава
-
-
-
-
26,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Сено (солома)
-
-
-
-
-
26, 6
-
-
-
-
-
-
-
-
Сенаж
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
-
-
-
-
-
Овощи
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
-
-
-
-
Фрукты
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
-
-
-
Ягоды (тыква, арбуз и т.д.)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
-
-
Отходы сельхозпереработки
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
-
Пищевые отходы
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
-
Водоросли
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
Ветки кустов и деревьев
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
Премиксы
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,3 5
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
Микро- и макроэлементы
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
0,52
Витамины
0,0 8
0,0 8
0,0 8
0,0 8
0,0 8
0,0 8
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
0,08
Минеральные добавки
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,4 5
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
Вода
72
72
72
72
72
72
72
72
72
72
72
72
72
72
Варианты жидкой формы полнорационных кормов (75% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением Ржи, температура приготовления - 60-100°С, масс.%:
Варианты жидких основ (75% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением компонентов по отдельности для приготовления на их основе сухих моноконцентратов, добавок и/или муки, обогащенных витаминами, микро- и макроэлементами, температура приготовления - 15-100°С, масс.%:
Таблица 42
Кормовая смесь:
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII
XIV
Рожь
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Другие злаковые
-
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Кукуруза
-
-
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Зернобобо-вые
-
-
-
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Сочная трава
-
-
-
-
24
-
-
-
-
-
-
-
-
Сено (солома)
-
-
-
-
-
24
-
-
-
-
-
-
-
-
Сенаж
-
-
-
-
-
-
24
-
-
-
-
-
-
-
Овощи
-
-
-
-
-
-
-
24
-
-
-
-
-
-
Фрукты
-
-
-
-
-
-
-
-
24
-
-
-
-
-
Ягоды (тыква, арбуз и т.д.)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24
-
-
-
-
Отходы сельхозпере-работки
-
-
-
24
Пищевые отходы
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24
-
Водоросли
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24
-
Ветки кустов и деревьев
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24
Премиксы
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Микро- и макроэлементы
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
Витамины
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
Минераль-ные добавки
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
Вода
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Варианты жидких основ (75% влажности), приготовленных механо-гидроударно-кавитационно-диссипационным способом с применением компонентов по отдельности для приготовления на их основе сухих моноконцентратов, добавок и/или муки, без добавки витаминов, микро- и макродобавок, температура приготовления - 15-100°С, масс.%:
Существенными признаками механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного способа являются в совокупности как параметры технологического (физического) воздействия на обрабатываемые компоненты кормосмесей, так и физическая форма и свойства самих ингредиентов кормов (сухая, влажная, мягкая, твердая, водорастворимая, не растворимая водой и т.д.). А совокупность всех параметров способа определяют в конечном итоге качественные характеристики получаемых таким способом влажных и жидких кормов, а также основ для дальнейшего производства сухих белково-витаминных минеральных добавок, концентратов, изолятов и кормов для животных, птицы и рыбы.
Существенными признаками технологического (физического) воздействия являются:
1) Механическое воздействие - в виде режущих кромок ротора и статора измельчителя диспергатора механо-гидроударно-кавитационно-диссипационного действия, в первую очередь выполняющих роль ножей, легко разрезающих крупные, волокнистые компоненты кормов. Кроме этого происходит интенсивное перетирание компонентов кормов и смесей в зазорах между статором и ротором.
2) Гидроударное воздействие - в результате первичного (при инерционном разгоне кормосмеси в роторе и ударе ингредиентов о стенки статора, плющение их и нарушение целостности) и вторичного (при ударах компонентов кормосмеси о стенки «улитки» и между собой в разнонаправленных (беспорядочных) потоках, статора и трубопроводов) гидроударов.
3) Кавитационное воздействие - в результате (от лат.Cavitas - пустота, вакуум) образования в жидкости полостей (кавитационных пузырьков или каверн), заполненных газом, паром или их смесью.
Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении ее скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация). Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или полупериода сжатия, кавитационный пузырек захлопывается, излучая при этом ударную волну.
Кавитация отличается от обычного кипения тем, что при повышении скорости потока жидкости относительно тела (преграды) в зонах, прилегающих к телу, понижается давление потока до давления насыщенных паров (вакуума). При этом жидкость вскипает, и образуются кавитационные парогазовые пузырьки микроскопических размеров.
4
2
Далее кавитационные пузырьки, попадая в область повышенного давления, замыкаются, конденсируются кумулятивными струйками в точки. В этих точках кумулятивные эффекты приводят к точечному повышению давлений до десятков тысяч атмосфер (10 кгс/см и более), с образованием точечных температур порядка 10°С, чем, по-видимому, и вызывается свечение пузырьков при кавитации.
Кроме того, резкое (внезапное) исчезновение кавитационных пузырьков приводит к образованию дополнительных гидравлических ударов и, как следствие, к созданию нелинейно-волновых сжатий и растяжений в жидкости с ультразвуковой частотой.
-6
Захлопывание кавитационных пузырьков происходит много тысяч раз в секунду во время полупериодов сжатия, создавая кратковременные (порядка 10 сек) импульсы давления, и в результате от точечных гидравлических ударов в совокупности со сжатиями и растяжениями с ультразвуковой частотой, с сопутствующим температурным воздействием (саморазогревом), кавитация приводит к разрушению весьма прочных материалов.
Совместное воздействие кумулятивных струек, гидродинамических ударов, ультразвукового поля и повышенной температуры, порожденных кавитацией, приводят к:
- измельчению (дезинтеграции и диспергированию) до ультрадисперсного состояния твердых частиц в жидкости;
- интенсификации химических реакций (гидролиз, экстракция) в десятки и даже в тысячи раз;
- эмульгированию обычно несмешиваемых продуктов (вода - растительное масло, жиры животного происхождения и т.д.);
- разрыву полимерных цепей в растительной оболочке, переводу их в новое структурное состояние;
- гомогенизации обрабатываемого продукта;
- стерилизации обрабатываемой жидкости;
- пастеризации пищевых продуктов и кормов;
- деструктуризации крахмалов в сахара, белков в пептиды, аминокислоты;
- разрыву клеточных мембран растений и других организмов, и так далее.
4) Диссипационное воздействие - энергия гидродинамического потока как бы разбивается на порции, иначе говоря, квантуется, причем значение диссипации энергии потока способствует каскадной передаче энергии от крупномасштабных составляющих турбулентности ко все более мелкомасштабным, что приводит к максимально эффективной гомогенизации смеси, к максимально возможному смешиванию экстрагированных в воду веществ, при этом происходит активная дегазация кормовых смесей при невысоких температурах (от 0 до 65°С) и при атмосферном давлении, что приводит к сохранению в неизменном виде полиненасыщенных жирных кислот в масле растительного сырья и в жирах животного происхождения (при их применении в кормосмесях).
5) Термическое воздействие - в результате кавитационно-диссипационного воздействия происходит интенсивный саморазогрев перерабатываемой смеси. При атмосферном давлении разогрев возможен до 97°С, в герметичном контуре более 100°С.
Рабочая температура смесей в описываемом способе не превышает 100°С.
Для осуществления вышеперечисленных видов технологического (физического) воздействия на обрабатываемые субстанции был сконструирован и изготовлен аппарат «РИД-2» - роторный измельчитель - диспергатор, представляющий собой систему гидроударных резонаторов в виде каналов переменного сечения, установленных по окружностям цилиндрических ротора и статора. При этом ротор установлен концентрично внутри статора. В конструкции статора предусмотрены кавитационные пазухи в виде расширяющихся отверстий - конфузоров.
Гидроударные резонаторы ориентированы вдоль тока жидкости, в которой возникновение турбулентности достигается при периодическом перекрывании канала резонатора в зоне скачкообразного повышения давления за счет прямых (первичных) гидравлических ударов. В целом это сложная колебательная система, где задающим генератором является ротор, создающий поле скоростей и давлений, а передающей средой - жидкость (вода).
Импульс давления прямого гидравлического удара в соответствии с формулой Е.И.Жуковского равен
2
3
0
где ΔP - увеличение давления, Н/м, ρ - плотность жидкости, кг/ м, V, V -средняя скорость потока до перекрытия каналов резонаторов и после них, м/с, α -скорость распространения ударной волны вдоль канала резонатора, м/с, равная скорости звука в жидкости при абсолютно жестких стенках гидроударных резонаторов.
3
8
2
0
Подставляя ρ=1000 кг/м, V=100 м/с (определяется параметрами установки), V=0, α=1440 м/с, получаем ΔP=1,4·10Н/м. Это значительно выше величины разрыва сплошности среды.
В моменты прерывания гидродинамического потока - системы упругой деформации вязкой жидкости (каши, суспензии) - происходит резкое падение скорости и увеличение давления с одновременным смешением всех слоев жидкости (каши, суспензии) во всем объеме каналов с возникновением многочисленных вихрей, представляющих собой рождение турбулентности.
Поскольку гидравлические удары следуют непрерывно с постоянным значением импульсов давления, то в полостях гидроударных резонаторов образуются чередующиеся зоны сжатие-разрежение, способствующие дополнительному смешению каждой порции жидкости (корма).
При равенстве частот автоколебаний жидкости, генератора нелинейных колебаний и гидроударного резонатора амплитуда импульсов колебаний в резонаторе увеличивается до «стационарной» и поддерживается постоянной, незатухающей, за счет обратной связи, осуществляемой изменением частоты или оборотов вращающегося ротора.
Частота прерывания потока устанавливается так, чтобы в первый полупериод канал резонатора был открыт, а во второй и последующие закрыт. Поступившие в первые полупериоды импульсы за счет резонанса принимают максимальную величину амплитуды и уходят в противоположную сторону. Спектр частоты становится дискретным, а возникающая турбулентность устойчивой, т.е. управляемой.
Энергия гидродинамического потока как бы разбивается на порции, квантуется, причем значение диссипации энергии потока также соответствует описываемой теории в рамках гипотез А. Колмогорова в части определения энергетического параметра ε -каскадной передачи энергии от крупномасштабных составляющих турбулентности ко все более мелкомасштабным.
Практическая значимость управляемой турбулентности - это в первую очередь широкое поле интенсификации массообменных процессов в системах жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело, позволяющее активно внедрять новейшие технологии на базе аппарата «РИД-2».
Существенными признаками физической формы и свойств самих ингредиентов кормов являются:
Твердые и жесткие компоненты с абразивными свойствами:
1) Сухое зерно злаковых: Ржи, Пшеницы, Овса, Ячменя, Сорго, Проса и т.д.
2) Сухие бобовые: Соя, Пут, Горох, Кормовые бобы, Чина, Маш, Чечевица и т.д.
3) Сухая трава (сено), солома, ветки кустарников и деревьев и т.д.
4) Сухой жом, жмых, отруби, шрот и т.д.
5) Минералы и минеральные добавки: Опока, Диатомит, Мел, Соль, Цеолиты, Обесфторенный фосфат и др.
Сухие, предварительно измельченные компоненты:
6) Костная и/или мясокостная мука.
7) Рыбная мука.
8) Травяная мука.
9) Некондиционная мука, отходы мукомольные.
Мягкие и влажные компоненты:
10) Консервированная трава, зеленая масса (сенаж, силос).
11) Зеленая трава, ботва корнеплодов, зеленая масса кукурузы, топинамбура и т.д.
12) Овощи, фрукты и ягоды.
Жидкие компоненты:
13) Масло и мезга масличных.
14) Молочная сыворотка и обрат.
15) Витаминные комплексы на масле.
16) Патока, глюкозно-фруктозный, сахарный и другие сиропы.
Заявленное изобретение позволяет в едином технологическом процессе приготовления кормов одновременно производить детоксикацию пораженного токсинообразующими видами грибов и бактерий сырья без каких-либо дополнительных затрат.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационный способ позволяет разрушить антипитательные метаболиты полножирной сои при температуре не выше 70°С, что ниже «изотермической точки» белков сои (72°С) и не приводит к денатурации белков, сохраняя большую часть витаминов и изофлавонов.
В этом случае достигается переработка сои в среде повышенной влажности, при которой исключается реакция Мейларда, что в свою очередь приводит к полной сохранности незаменимой аминокислоты - лизина.
Механо-гидроударно-кавитационно-диссипационная переработка полножирной сои обуславливает лучшую сохранность и доступность в ней серосодержащих аминокислот. В белках с полипептидной связью происходит изменение соотношений между азотом моноамино- и аминокислот в более благоприятную.
Учитывая вышеизложенное, каждый существенный признак необходим, а их совокупности в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть решается поставленная в изобретении задача не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.