КОРМОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЫ
FODDER MIXTURE BASED ON DISTILLERY SLOP

Изобретение относится к области обработки продуктов полеводства, а более конкретно к кормам для животных, приготовленным из отходов спиртового и пивоваренного производства, и может быть использовано при приготовлении кормовых составов для эффективного откорма молодняка поросят, телят, птицы и рыбы.
Уровень данной области техники характеризуют патенты RU 2497385 С2, А23К 1/16-14, 2013 и 2490929 C1, А23К 1/14-16, 2013, которые содержат отруби, лузгу подсолнечную, дрожжевой автолизат и воду.
Для улучшения питательности в кормовую смесь добавляют 5%-ный раствор гидроксида натрия и 4%-ный раствор кальционированной соды в количестве 1-5% от массы смеси, чтобы частично расщепить клетчатку и лигнин на мономеры (глюкозу, лентозоны и т п. ), в результате чего повышается питательность и перевариваемость более ценного кормового продукта.
Для дальнейшего гидролиза клетчатки проводят экструдирование влажной смеси (16-20%) при температуре 90-120°C, что позволяет сохранить биологически активные вещества - витамины А, В, РР и др.
Кормовой продукт высушивают при температуре 20-30°C до влажности 12-14%, предотвращая его порчу.
Однако описанные кормовые смеси, получаемые по сложной технологии при использовании экструдирования с контролируемым параметрами, имеют повышенную потребительскую стоимость, а приготовленный продукт не вполне пригоден для кормления молодняка животных, птицы, рыб из-за неполного и трудного усваивания.
Более совершенной является кормовая смесь на основе фугата послеспиртовой барды, содержащей измельченные шрот ржаной, или пшеничный, и/или жмых подсолнечника, предварительно отделяемый от шелухи, которую ферментируют и улучшают биологически активными веществами, увеличивая питательную ценность (см. Отраслевой регламент РД-01.000.23-К.03-89. «Корма и смеси на основе послеспиртовой барды с улучшающими добавками»), которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной кормовой смеси.
Технологическую смесь подвергают термокавитационной обработке в роторном измельчителе-диспергаторе (РИД) для повышения дисперсности компонентов и гомогенизации смеси.
При вихревой кавитационной обработке растительного сырья взвесь циркулирует при тангенциальной подаче в лопастную емкость, где происходит разрыв ее твердых частиц под действием интенсивного схлопывания многочисленных воздушных пузырьков, образуемых при кавитации, в результате чего резко повышается дисперсность твердой фазы суспензии.
От трения струйных потоков о стенки емкости РИД и профилированных каналов функциональных механизмов температура суспензии повышается и происходит разложение ферментов трипсина и олигосахаров, при сопутствующем улучшении питательности продукта.
Технологический процесс переработки кормового сырья основан на гидроударе, в результате чего зерно плющится и разрывается, волокнистые компоненты фрагментируются и перетираются.
Температурный режим обработки в РИД до 90°C не разрушает растительные белки, витамины и ферменты при том, что кавитация позволяет разрушить большинство патогенных микроорганизмов, грибов и т.п., чем обеспечивается мягкая термально-кавитационная пастеризация кормовых смесей в процессе приготовления.
Недостатком известной кормовой смеси является несбалансированность питательных веществ и плохая усвояемость молодняком, что ограничивает ее целевое применение.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является модернизация известной кормовой смеси за счет технологических приемов переработки компонентов раздельно и совместно, при оптимизации диапазона их массового соотношения, с целью повышения питательной ценности и усвояемости при откорме молодняка.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной кормовой смеси на основе послеспиртовой барды, приготовленной из фугата, полученного сепарацией смеси послеспиртовой барды, смешанной в смесителе-измельчителе с бобовым и затем в измельчителе-диспергаторе с измельченным шротом или жмыхом подсолнечника, выдержанного в присутствии целлюлазы, с последующим добавлением в фугат измельченных в муку шрота или жмыха и зерновых в виде отрубей и/или пивной дробины, при массовом соотношении шрота или жмыха подсолнечника и зерновых (0,2-0,3):1 с последующим удалением влаги, при этом содержание влаги в готовом продукте составляет не выше 9 мас. %.
Предложенная совокупность существенных признаков технического решения обеспечила сбалансированность продукта по структуре питательных веществ и обеспечила пригодность для откорма молодняка поросят, телят, птицы и рыб за счет повышенной усвояемости кормовой смеси, которая получена на действующем оборудовании по штатной технологии.
Дополнительное оснащение известной кормовой смеси измельченными бобовыми повышает биологическую ценность продукта, обеспечив его сбалансированность при включении в структуру продукта мелкодисперсных отходов зернового производства (отрубей пшеничных, ржаных и/или дробины пивной) и бобовых - сои, люпина, нута или гороха, дополнительно к шроту или жмыху, которые совокупно составляют половину по массе приготавливаемой технологической взвеси на основе фугата, полученного сепарированием при отделении вязкотекучего кека, утилизируемого по автономной технологии.
Выдержка в течение суток приготовленной технологической суспензии в присутствии целлюлазы необходима для полного расщепления не усваиваемой клетчатки в результате брожения целлюлозы с образованием легко усвояемых глюкозы или дисахарида, что повышает эффективность кормовой смеси в целом, которая пригодна для откорма молодняка.
Проведение ступенчатой сушки приготовленного готового кормового продукта до содержания влаги не выше 9 мас. %, установленных нормативно, необходимо для продолжительного хранения смеси, которую гранулируют, предотвращая слеживаемость, обеспечив удобство при кормлении смесью с повышенной сыпучестью.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязания совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображена технологическая схема приготовления кормовых смесей на промышленном оборудовании, связанном в единый поток.
Технологический поток включает следующие операции, выполняемые на взаимосвязанном оборудовании, включающем емкость 1 для барды послеспиртовой объемом 1000 л, связанную насосом 2 со смесителем-измельчителем 3, в который посредством шнекового транспортера 4 из емкости 5 подаются бобовые (соя, люпин, нут, горох) массой 160-300 кг.
Смеситель 3 коммутирован с РИД 6, который шнековым транспортером 4 параллельно связан с молотковым измельчителем 7, сообщающимся через героторный насос 8 с емкостью 9 шрота или жмыха подсолнечника, которые массой 160 кг подаются в РИД 6 на смешивание с пульпой измельченных бобовых в барде, в форме суспензии поступающих из смесителя-измельчителя 3.
При циркуляции этой смеси компонентов в РИД 6 происходит разогрев взвеси до температуры 90°C от трения при ее тангенциальной струйной подаче и кавитационном измельчении твердой растительной фазы. При этом происходит разрушение антипитательных ферментов трипсина и олигосахаров.
После циркулирования суспензии в РИД 6 в течение 7-10 минут, когда завершаются вышеперечисленные процессы, суспензия героторным насосом 8 подается в накопитель 10, а затем в центрифугу 11, где происходит сепарация продукта на две фракции: плотный кек влажностью 70 мас. %, который отдельно утилизируется, и фугат, поступающий в промежуточную технологическую емкость 12, куда из дозатора 13 вводят незаменимые аминокислоты (триптофан, лизин, треонин, нетионин) для улучшения качества конечного продукта, соотношение которых определяется назначением, для откорма конкретных групп животных, птицы и рыбы, различное в разные периоды их роста.
Из емкости 12 улучшенный фугат подается насосом 14 с обратным барботажем в ферментатор 15 на суточную выдержку, при введении целлюлазы для расщепления содержащейся клетчатки.
Ферментатор 15 снабжен барботером 16, посредством которого происходит постоянное перемешивание и улучшение фугата.
Из ферментатора 15 фугат после выдержки перекачивается в смеситель 17.
С другой стороны по гибкому шнеку 4 в смеситель 17 поступает из молоткового измельчителя 18 смесь отрубей и/или дробины пивной массой 160-300 кг и шрота или жмыха массой 140 кг, которые содержатся в емкостях 19 и 20 соответственно.
При этом шрот или жмых предварительно измельчают в муку в диспергаторе-измельчителе 21. Приготовленную муку из емкости 22 подают в молотковый измельчитель 18, где перемалываются отруби или дробина пивная, поступающие из емкости 19.
Приготовленная в смесителе 17 мелкодисперсная взвесь подается в циклон 23, где происходит центробежное разделение фракций, в результате чего сухая готовая кормовая смесь шнеком 4 подается в гранулятор-охладитель 24.
Уплотнением сыпучего продукта в грануляторе 24 формуются паллеты, которые затариваются в мешки на позиции 25 упаковки для длительного хранения кормовой смеси без потери потребительских свойств.
Изобретение поясняет пример приготовления кормовой смеси для откорма молодняка поросят и цыплят.
Из емкости 1 насосом 2 перекачивают в РИД 6 1000 л послеспиртовой барды температурой 70-90°С, содержащей 26-30% белка, до 69% углеводов и примерно 1% минералов и витаминов группы В.
В барде послеспиртовой содержится до 7 мас. % сухих веществ, то есть 70 кг.
В барду из смесителя-измельчителя 5 поступает 300 кг измельченных бобов сои влажностью 12 мас. % (264 кг сухих веществ), образуя суспензию массой 1300 кг, перерабатываемую совместно со шротом подсолнечным массой 160 кг, который героторным насосом 8 подают в молотковый смеситель 7 и далее по шнековому транспортеру 4 - в РИД, где циркулирует, перетираясь, смесь массой 1460 кг.
Шрот подсолнечный имеет влажность 30 мас. %, то есть он содержит 112 кг сухих веществ.
После обработки в РИД 6 гомогенизированная суспензия в виде «сухого молочка» содержит 446 кг сухих веществ, имеет влажность 70 мас. %.
В центрифуге 11 происходит разделение фракций приготовленной суспензии: 330 кг кека, содержащего 99 кг сухих веществ - слаборастворимых компонентов бобовых и шрота (клетчатку, белки и углеводы), и фугат массой 1130 кг.
В технологической емкости 12 фугат обогащают аминокислотами в разном массовом соотношении в зависимости от назначения приготавливаемой кормовой смеси.
В случае приготовления кормовой смеси для цыплят необходимо повышенное содержание триптофана, для чего увеличивают долевое содержание подсолнечного шрота или жмыха, в белках которых содержится повышенное количество этой аминокислоты.
В кормовой смеси для поросят следует увеличивать количество бобовых, белок которых богат лизином.
Соотношение компонентов кормовой смеси определяется опытным путем эмпирически.
Белок шрота или жмыха подсолнечного близок по составу соевому белку, но стоимость его значительно дешевле последнего.
Дробина пивная содержит сбалансированного протеина 26%, но вдвое дешевле зернового ячменя, белок которого в количестве 13-16 мас. % к тому же не сбалансирован по аминокислотному составу.
Отруби ржаные тоже не сбалансированы по аминокислотному составу, но структурная клетчатка легко переваривается и обогащает кормовую смесь целлюлозой, улучшающей перестальтику.
Клетчатка отрубей усваивается молодняком на 80%, остальная часть чистит кишечник от токсинов.
Клетчатка муки подсолнечного шрота практически не усваивается моногастричными животными, птицей и рыбой, но при этом полностью усваивается телятами.
Введение шрота массой 300 кг в РИД 6 невозможно из-за сильного набухания клетчатки, потому в РИД 6 вводят 160 кг шрота, а остальная часть - 140 кг, необходимая для откорма телят и крупного рогатого скота, вводится в форме муки в смеситель 17.
Для приготовления кормовой смеси для цыплят содержание шрота подсолнечного ограничено массой 160 кг, клетчатка которого полностью отбивается в центрифуге 23 (не превышая содержания 1%).
Обогащенную суспензию насосом 14 с обратным барботажем перекачивают в емкость 15 ферментации, где выдерживают сутки в присутствии целлюлазы массой 12 кг, в результате чего получают расщепление не усваиваемой клетчатки до глюкозы и дисахарида.
Затем улучшенную взвесь из емкости 15 перекачивают в смеситель 17, куда подают приготовленную смесь измельченного шрота, или жмыха подсолнечного и муки отрубей (ржаных или пшеничных), или дробины пивной соответственно массой 140 и 300 кг.
В смесителе 17 получают финишную суспензию массой 1612 кг, которую высушивают распылением в циклоне 23, отделяя лишнюю влагу, получив кормовую смесь влажностью не выше 9 мас. % в количестве 1467 кг, которую шнековым транспортером подают на уплотнение в гранулятор-охладитель 24, где формуются паллеты, мерно укупореваемые в тарные мешки на позиции 25.
При сушке суспензии распылением в циклоне 23 получают мелкодисперсный, водорастворимый белково-углеводный концентрат сбалансированной структуры, характеризующийся повышенной питательностью и усвояемостью, пригодный для откорма поросят и цыплят.
Преимуществом технологии приготовления кормовой смеси является предотвращение ухудшения экологии от утилизации послеспиртовой барды, температура которой 90°C, ускоряется процесс приготовления кормовой смеси при экономии энергии для нейтрализации антипитателей бобовых.
Испытания опытных образцов кормовых смесей для откорма молодняка поросят, телят, птицы и рыбы показали достижение повышенных показателей роста, что позволяет рекомендовать их серийный выпуск для поставки по заказам.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по кормопроизводству, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления кормовых смесей повышенного качества с улучшенными свойствами на действующем оборудовании можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.