ХОЛОДОСТОЙКИЙ СОСТАВ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ КОРМА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ
COLD-RESISTANT COMPOSITION FOR ANIMAL FODDER CONDITIONING

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Жидкий состав для кондиционирования корма для животных.
ПРЕДПОСЫЛКИ изобретения
Большая часть животноводческих хозяйств использует гранулированный корм. Гранулирование представляет собой превращение порошкообразного (пюреобразного корма) корма в мелкие гранулы, содержащие все необходимые для животного питательные вещества. Как правило, производство из сырья путем гранулирования составляет 60-70% от стоимости получения кормов для животных. Поиск процедуры или модификации, позволяющей уменьшить стоимость производства кормов без снижения их качества, является одной из самых важных областей исследования в животноводстве. Некоторые исследования показывают, что гранулирование улучшает конверсию корма на целых 12%. Это улучшение в производительности объясняется уменьшениями потери корма при производстве, сегрегацией ингредиентов и энергетических затрат со стороны животного во время кормления (Behnke, K. C., 1994, “Factors affecting pellet quality” pp. 44–54, Proc. Maryland Nutr. Conf. Feed Manuf., College Park, MD. Maryland Feed Ind. Council. and Univ. Maryland, College Park. Briggs; J.L., D.E. Maier, B.A. Watkins, and K.C. Behnke, 1999, “Effect of ingredients and processing parameters on pellet quality”, Poult. Sci. 78: 1464-1471). Прочные гранулы сокращают количество отходов, уменьшают сегрегацию, улучшают поедаемость и позволяют увеличить количество потребляемого корма за меньшее время. Цыплята, которым был предложен пюреобразный корм, провели 14,3% 12-часового дня за кормлением по сравнению с 4,7% кормившихся гранулированным кормом цыплят (Jensen L., L.H. Merill, C.V. Reddy and J. McGinnis, 1962, “Observations on eating patterns and rate of food passage of birds fed pelleted or unpelleted diets”, Poult. Sci. 41:1414-1419).
Способ гранулирования предусматривает наличие стадии кондиционирования, которая предусматривает пар для клейстеризации крахмала в пище и для лучшего связывания, тем самым увеличивая прочность гранул. Клейстеризация крахмала представляет собой способ, который предусматривает диффузию воды в виде пара в крахмальные гранулы, что вызывает набухание (Parker, R. and S.G. Ring, 2001, “Mini Review: Aspects of the Physical Chemistry of Starch”, J. Cereal Sci. 34: 1-17). По мере охлаждения клейстеризованного крахмала он образует гель, который действует в качестве связывающего материала, вызывая связывание частиц (Lund, D., 1984, “Influence of time, temperature, moisture, ingredients and processing conditions on starch gelatinization”, CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 20:249–273). Добавление больших количеств влаги также снижает начальную температуру, необходимую для осуществления способа клейстеризации крахмала. В целом полагали, что клейстеризованный крахмал улучшает доступ ферментов к глюкозидным связям и, следовательно, улучшает усвояемость у животного (Parker, R. and S.G. Ring, 2001, “Mini Review: Aspects of the Physical Chemistry of Starch”, J. Cereal Sci. 34: 1-17).
Гранулы корма повреждаются во время погрузки, разгрузки, хранения, транспортировки и передачи к дозаторам. Обработка и транспортировка корма часто приводит к сокращению доли неповрежденных гранул, увеличенным количествам гранул с нарушенной целостностью и повышению количеств кормовой крошки. Полагают, что на каждое 10% увеличение количества крошки имеет место потеря одной точки конверсии корма, что, в конечном счете, проявляется в необходимости увеличения количества потребляемого корма для произведения такого же количества мяса (McKinney et al, 2004: Harper). Настоящее изобретение обеспечивает превосходные свойства гранул, в которых процент крошки уменьшен по меньшей мере на 10% по сравнению с контрольным образцом, который был обработан водой, а чаще от 15% до 20%.
Во время кондиционирования пар добавляет в корм до 6% влаги. Каждый процент влаги, добавленной к корму посредством пара, повышает температуру пюреобразного корма приблизительно на 23ºC, что улучшает способ кондиционирования за счет оптимизации работы гранулятора и износостойкости гранул (Fairfield, D., 2003 “Pelleting for Profit-Part 1”, Feed and Feeding digest 54 (6) 2003). Эта добавленная влага теряется при охлаждении гранулы. Несколько исследований показали, что добавление воды, помимо влаги, добавленной во время осуществления способа кондиционирования, может улучшить гранулирование (Fairchild, F. and D. Greer, 1999, “Pelleting with precise mixer moisture control, Feed Int. 20 (8): 32-36; Moritz, J.S et al., 2003 “Feed manufacture and feeding of rations with graded levels of added moisture formulated at different densities”, J. Appl. Pout. Res. 12:371-381). Motitz et al., а также Hott et al. сообщали об увеличении PDI (индекса прочности гранулы) и снижении потребления энергии путем добавления от 2,5 до 5% влаги в смесителе к пище на основе кукурузы и сои (Moritz, J. S. et al, 2001, “Effect of moisture addition at the mixer to a corn-soybean-based diet on broiler performance”, J. Appl. Poult. Res. 10: 347–353; Hott et al., 2008, “The effect of moisture addition with a mold inhibitor on pellet quality, feed manufacture and broiler performance”, J. Appl. Poult. Res. 17:262-271).
Было показано, что добавление влаги к корму в смесителе повышает качество гранул и уменьшает потребление энергии гранулятором. Также было установлено, что добавление влаги уменьшает разницу температур (∆T) между кондиционированным пюре и горячими гранулами, что указывает на снижение износа штампа. Влага, добавленная к корму в смесителе, становится связанной под действием различных термических реакций, например, клейстеризации крахмала, приводя к увеличению PDI. Эта влага не так легко удаляется из гранул как влага, добавленная во время осуществления способа кондиционирования. Тем не менее дополнительная влага способна мигрировать к поверхности гранул, что может привести к возникновению значительной помехи при формовании. Применение поверхностно-активного вещества в добавляемой влаге облегчает поглощение воды в пюреобразном корме, тем самым снижая помеху при формовании.
Производители кормов для животных в настоящее время применяют воду, которая не полностью проникает в пюреобразный корм. Было обнаружено, что добавление неионогенного поверхностно-активного вещества облегчает данное проникновение воды, тем самым улучшая качество гранул, а также параметры гранулирования. Для разводчиков домашней птицы и свиней необходимость в фунгицидах не имеет экономического значения, так как корм потребляется в течение 3-5 дней после изготовления, что недостаточно для роста плесени.
Настоящее изобретение представляет собой высококонцентрированный состав из этоксилированного касторового масла и химических веществ, предотвращающих повреждение при экстремально низких температурах. Поскольку состав с поверхностно-активным веществом до такой степени концентрирован, то расходы на его транспортировку и манипуляцию с ним низки, поэтому этот состав предлагает значительные преимущества производителям кормов, работающим в условиях холодного климата.
Эмульгатор на основе этоксилированного касторового масла получают в результате реакции касторового масла с этиленоксидом. Эмульгаторы на основе этоксилированного касторового масла имеют различную длину цепи, в зависимости от количества этиленоксида, используемого в процессе синтеза. Молярное соотношение может изменяться от 1 молекулы касторового масла к 1-200 молекулам этиленоксида, давая эмульгатор на основе этоксилированного касторового масла, именуемый в соответствии с формулой эмульгатора на основе PEG-х(полиэтиленгликоль, где х представляет собой число этиленоксидных фрагментов)-касторового масла (Fruijtier-Polloth, C., 2005, “Safety assessment on polyethylene glycols (PEGs) and their derivatives as used in cosmetic products”, Toxicology 214: 1–38). Эти эмульгаторы широко применяют для солюбилизации нерастворимых в воде лекарственных средств, используемых для лечения человека и животных. Они представляют собой нелетучие, устойчивые соединения, которые не гидролизуются или портятся при хранении.
Касторовое масло получают из семян Ricinus communis, и состоит оно в основном из триглицеридов рицинолеиновой, изорицинолеиновой, стеариновой и дигидроксистеариновой кислот. Касторовое масло представляет собой 90% рицинолеиновую кислоту (12-гидроксиолеиновую кислоту), нетоксичный, биоразлагаемый и возобновляемый ресурс. Другие эмульгаторы с аналогичными свойствами могут быть получены из различных масел, например соевого, рапсового, тунгового и других растительных масел. Могут быть использованы также синтетические эмульгаторы, если они одобрены для использования в кормах для животных.
Было подано несколько РСТ-заявок в отношении применений поверхностно-активных веществ на основе этоксилированного касторового масла в кормовых ингредиентах и комбикормах.
WO 99/60865 относится к применению эмульсии поверхностно-активного вещества в воде, которую добавляют в корм для животных до или после термообработки. Эмульсия помогает сохранить количество воды или снизить ее потери во время термообработки. Эта эмульсия содержит от 1 до 8 частей воды и от 0,005 до 0,5 частей поверхностно-активного вещества и имеет температуру плавления выше 15°С. Настоящее изобретение представляет собой раствор, а не эмульсию, и остается в виде прозрачного раствора при минусовых температурах.
В патентном документе WO 97/28896 описана водная смесь мелассы, жира, масла, кислот и воды, также содержащая этоксилированное касторовое масло в качестве диспергатора, который предотвращает разделение смеси. Настоящее изобретение не содержит мелассу и предусматривает применение выбранных типов этоксилированного касторового масла (PEG-40, PEG-60) с целью улучшения холодостойких свойств, при этом сохраняя производительность гранулирования.
В WO 96/11585 раскрыт корм, который содержит полиэтиленгликолевое соединение, включающее этоксилированное касторовое масло с молекулярной массой 5000-11000. В одном варианте осуществления этоксилированное касторовое масло настоящего изобретения имеет шестьдесят этоксилированных молекул и молекулярный вес 3700-3850.
В WO 95/28091 описано добавление этоксилированного касторового масла к традиционному сухому корму для животных, что, как указано, улучшает доступность питательных веществ, увеличивает рост животных и снижает смертность. Данное этоксилированное касторовое масло содержит 8-35 этоксилированных молекул, которое отличается от этоксилированного касторового масла настоящего изобретения, которое имеет 40-60 этоксилированных молекул.
В патенте США 6482463 раскрыта возможность использования этоксилированного касторового масла в составе корма для животных для улучшения доступности питательных веществ. Считают, что этоксилированное касторовое масло помогает в образовании жировых мицелл в желудочно-кишечном тракте, тем самым улучшая переваривание/поглощение. Типичные нормы включения этоксилированного касторового масла в корм составляют 100 ppm, по сравнению с 11-23 ppm в настоящем изобретении. При предлагаемой норме включения настоящее изобретение улучшает эффективность способа гранулирования и качество гранул, но не оказывает заметного влияния на доступность питательных веществ.
Указанные выше патенты раскрывают добавление поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, предпочтительно в виде эмульсии для улучшения перевариваемости гидрофобных веществ в кормах для животных, но, как утверждается, они не обеспечивают такие преимущества производственного процесса, как сниженное потребления энергии, улучшенное качество гранул или высокая растворимость в условиях холодного климата.
Настоящее изобретение предлагает концентрированный раствор с поверхностно-активным веществом, который устойчив к жестким температурным изменениям и при добавлении в корм перед гранулированием повышает эффективность помола и качество гранул.
В ходе данного описания упоминают различные патенты и публикации. Раскрытия каждого документа включены в данное описание в полном объеме посредством ссылки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объектом настоящего изобретения является получение композиции, которая улучшает способ гранулирования и/или способы экструзии корма для животных.
Другим объектом является обеспечение способа получения гранулированного корма для животных, включающего в себя:
получение концентрированного или маточного раствора, содержащего:
a) 20-50 мас.% органической кислоты, выбранной из группы, включающей муравьиную, уксусную, пропионовую, масляную кислоты и их смеси,
b) 15-30 мас.% поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, которое характеризуется HLB от 4 до 18 и молярным соотношением 1 молекула касторового масла к 40-60 молекулам этиленоксида,
c) 0-20 мас.% пропиленгликоля,
d) 0-50 мас.% воды,
добавление 5-200 частей воды с получением композиции для термообработки и внесение эффективного количества указанного композиции для термообработки в корм с достаточным нагреванием для гранулирования или экструдирования корма.
Другим объектом является получение гранулированного корма для животных, изготовленного с помощью способа, который включает в себя:
получение концентрированного или маточного раствора, содержащего:
a) 20-50 мас.% органической кислоты, выбранной из группы, включающей муравьиную, уксусную, пропионовую, масляную кислоты и их смеси,
b) 15-30 мас.% поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, которое характеризуется HLB от 4 до 18 и молярным соотношением 1 молекула касторового масла к 40-60 молекулам этиленоксида,
c) 0-20 мас.% пропиленгликоля,
d) 0-50 мас.% воды,
добавление 5-200 частей воды с получением композиции для термообработки и внесение эффективного количества указанной композиции для термообработки в корм с достаточным нагреванием для гранулирования или экструдирования корма.
Преимущества настоящего изобретения включают: (i) уменьшение процента крошки по меньшей мере на 5% по сравнению с контрольным образцом, который был обработан водой, предпочтительно по меньшей мере на 15-40%. (ii) улучшение потребления энергии по меньшей мере на 10% по сравнению с контрольным образцом, который был обработан водой, предпочтительно по меньшей мере на 20 или 25%. (iii) уменьшение влажности гранулы по меньшей мере на 0,4% по сравнению с контрольным образцом, который был обработан водой, предпочтительно по меньшей мере на 0,5 или 0,6%.
Наиболее важно то, что настоящее изобретение значительно уменьшает проблемы при транспортировке и хранении маточного раствора, так как он остается в жидком состоянии до приблизительно -10 ÷ -15°С или ниже. Он не имеет противогрибкового действия, которое не является необходимым для разводчиков домашних животных и компаний-изготовителей кормов для домашних животных, но сохраняет преимущества хорошей клейстеризации, высокого качества гранул и низкого потребления энергии во время гранулирования или экструзии.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение представляет собой смесь поверхностно-активного вещества на основе этоксилированной жирной кислоты и наполнителей, которая является стабильной при низких температурах, что делает ее пригодной для использования на фермах в суровых зимних условиях северных регионов. В то же время он обеспечивает отличное качество гранул (клейстеризации крахмала, долговечность гранул, сохранение влаги) и параметров помола корма (пропускная способность, потребление энергии).
Определения
«Массовый процент» компонента основан на общей массе состава или композиции, в которые включен компонент.
1
24
1
24
«Органическая кислота» включает муравьиную, уксусную, пропионовую, масляную и другие жирные С-С-кислоты, а также моно-, ди- или триглицериды жирных С-С-кислот.
Выражения «эффективное количество» означает количество, которое способно выполнять функцию или характеризуется свойством, в отношении которого использовано выражение «эффективное количество», такое как не токсичное, но достаточное количество для обеспечения необходимого уровня гранулирования или помола. Эффективные количества могут быть определены рядовым специалистом в данной области с использованием лишь шаблонного эксперимента.
В процессе гранулирования корма сначала в пюреобразный корм вводят пар, а затем гранулируют массу. В экструдированном корме пар вводят в пюреобразный корм под давлением, далее массу экструдируют, а затем гранулируют. Экструдированный корм является менее плотным, чем пюреобразный корм.
Составы по настоящему изобретению могут варьировать не только в концентрациях основных компонентов, например, органических кислот, но также могут быть модифицированы путем добавления или удаления некоторого типа органической кислоты, и/или поверхностно-активного вещества, и/или наполнителя.
Термины «синергический эффект» и «синергизм» означают улучшенные эффекты гранулирования при добавлении ингредиентов в виде смеси по сравнению с отдельными компонентами.
Композиция(и)
Как правило, маточный раствор содержит:
а) 20-50 мас. % органической кислоты, выбранной из группы, включающей муравьиную, уксусную, пропионовую, масляную кислоты и их смеси,
b) 15-30 мас. % поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, характеризующегося HLB от 4 до 18 и молярным соотношением 1 молекула касторового масла к 40-60 молекулам этиленоксида,
c) 0-20 мас. % пропиленгликоля,
d) 0-50 мас. % воды,
к которому добавляют 5-200 частей воды, предпочтительно 10-15 частей, с получением композиции для термообработки непосредственно перед применением, затем внесением эффективного количества указанной композиции для термообработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования корма.
Поверхностно-активное вещество представляет собой неионогенное соединение на основе этоксилированного касторового масла, содержащее от 40 до 60 молекул этилена, в норме распределенных вокруг среднего, предпочтительно в среднем 60, и характеризующееся HLB от 4 до 18, предпочтительно 13-16. Концентрация поверхностно-активного вещества в маточном растворе составляет 15-30 мас. %, предпочтительно 20-25 мас. %.
Для растворения этоксилированного касторового масла и его хранения в растворе при низких температурах маточный раствор содержит от 20 до 50 мас. % органических кислот, предпочтительно 10-30 мас. %. Типичные кислоты включают уксусную, пропионовую и масляную кислоту. Композиция может также содержать от 0 до 50% мас. % воды, предпочтительно 20-35 мас. % и от 0 до 50 мас. % пропиленгликоля, предпочтительно 20-35 мас. %.
Композицию разбавляют 5-200 частями воды с получением композиции для термообработки, которая представляет собой 0,5-20 мас. % водную смесь, предпочтительно 0,5-10 мас. % смесь. Кислоты а) могут быть буферизированными или небуферизированными. Буфером может служить гидроксид кальция, гидроксид аммония или гидроксид натрия.
Композицию для термообработки вносят в корм для животных в количестве от 0,25 до 20 мас. % из расчета на массу исходного корма для животных, предпочтительно от 1 до 10 мас. %. Более предпочтительно водную смесь вносят в негранулированный корм в количествах от 1 до 5 мас. % из расчета общего корма или 1-3 мас. %.
Способы
При помощи настоящего изобретения поддерживают уровни влаги в гранулированном корме выше уровней влаги в необработанных кормах или в кормах, полученных с применением традиционных способов гранулирования. Водную смесь по настоящему изобретению вносят в кормовые ингредиенты перед введением в смеситель. Водную смесь можно вносить в несмешанные кормовые ингредиенты в смесителе или вносить во время перемешивания кормовых ингредиентов, а также можно вносить в течение цикла влажного перемешивания.
Водную смесь по настоящему изобретению вносят при помощи распылительной форсунки с тем, чтобы обеспечить равномерное и однородное распределение смеси по всему корму.
ПРИМЕР 1
Целью данных экспериментов было выбрать этоксилированное производное касторового масла, которое снижает поверхностное натяжение воды и является стабильным в смеси буферизированных органических кислот.
Влияние продуктов на основе этоксилированного касторового масла на поверхностное натяжение воды сравнивали с таковым для полисорбата 80. В воду добавляли поверхностно-активные вещества в концентрации 10% и измеряли поверхностное натяжение при помощи аппарата Fisher Surface Tensiomat Model 21. Поверхностное натяжение этих 10%-ных растворов измеряли следующим образом:
Обработка
Поверхностное натяжение (дин/см)
CO-60 (Protachem)
41,35
CO-200 (Protachem)
41,03
CO-40 (Stepantex)
40,25
Полисорбат-80 (T-maz)
40,57
Вода
73,45
Было обнаружено, что все поверхностно-активные вещества уменьшали поверхностное натяжение воды приблизительно одинаково. Поверхностно-активные вещества добавляли к двум различным буферизированным смесям органических кислот (смесь S или H) в концентрации 0,5 мас. % или 2,25 мас. %. Визуальные наблюдения проводили при комнатной температуре для регистрации каких-либо проблем растворимости или осаждения. Были получены следующие результаты:
Обработка
Поверхностно-активное вещество, %
Комментарии
1
Смесь S, контроль
0
Прозрачная
2
Смесь S+CO-60
0,5
Прозрачная
3
Смесь S+CO-200
0,5
Прозрачная, поверхностно-активное вещество осаждается на дне
4
Смесь S+CO-40
0,5
Прозрачная
5
Смесь S+C-EL
0,5
Прозрачная
6
Смесь S+T-maz
0,5
Прозрачная
7
Смесь H, контроль
0
Прозрачная
8
Смесь H+CO-60
2,25
Прозрачная
9
Смесь H+CO-200
2,25
Мутная, поверхностно-активное вещество осаждается на дне
10
Смесь H+CO-40
2,25
Прозрачная
11
Смесь H+C-EL
2.25
Прозрачная
12
Смесь H+T-maz
2,25
Прозрачная
СО-200 не оставался растворимым при концентрациях 0,5% или 2,25% в любом из растворов буферизированных кислот.
ПРИМЕР 2
Целью данного эксперимента было определение растворимости нескольких неионогенных поверхностно-активных веществ при добавлении буферизированной органической кислоты, хранившейся при различных температурах. Смеси буферизированных кислот S и H, как в примере 1, применяли в сочетании с Tmaz или поверхностно-активными веществами на основе касторового масла Protachem CO-60, Stepantex CO-40 и Cremophor EL. Концентрация поверхностно-активного вещества составляла 2,25 мас. %. Стабильность продукта наблюдали после хранения смесей в течение 7 дней при -20°С, 1°С, 50°С и комнатной температуре.
Обработка
Температура
24°C
-20°C
1°C
50°C
1
Смесь S+Tmaz
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Мутная
2
Смесь S+CO-40
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
3
Смесь S+CO-60
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
4
Смесь S+C-EL
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
5
Смесь H+Tmaz
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Расслоение, мутная при смешивании
6
Смесь H+CO-40
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Расслоение, мутная при смешивании
7
Смесь H+CO-60
Прозрачная
Мутная
Помутневшая
Прозрачная
8
Смесь H+C-EL
Прозрачная
Прозрачная
Прозрачная
Расслоение, мутная при смешивании
Поверхностно-активные вещества на основе этоксилированного касторового масла оказывались стабильными при смешивании в смеси буферизированной кислоты S и хранении при различных температурах. В смеси H воздействие повышенных температурах приводило к проблемам расслоения продукта, за исключением СО-60.
ПРИМЕР 3
Цель данного эксперимента заключалась в определении влияний соотношения поверхностно-активное вещество:кислота в продуктах примера 2 на поверхностное натяжение воды и их смешиваемость. Также тестировали этоксилированное касторовое масло CO-300. Поверхностное натяжение воды определяли с применением 5% поверхностно-активного вещества на смесях буферизированных кислот S и H. Проводили мониторинг смешиваемости образцов после обработки тепловым ударом в течение 15 минут при 85°С. Этот тест приводил к осаждению поверхностно-активного вещества.
Результаты теста с тепловым ударом были следующими:
Обработка
Поверхностное натяжение (дин/см)
Визуальные наблюдения
5% раствор
15 минут при 85°C
После теплового удара
1
Смесь S без поверхностно-активного вещества
69,0
Прозрачная
Прозрачная
2
Смесь S+CO-60
51,3
Прозрачная
Прозрачная
3
Смесь S+CO-200
54,4
Прозрачная
Прозрачная
4
Смесь S+CO-40
49,8
Прозрачная
Прозрачная
5
Смесь S+C-EL
50,4
Помутневшая
Прозрачная
6
Смесь S+Tmaz
50,2
Помутневшая
Прозрачная
13
Смесь S+CO-300
51,6
Помутневшая
Прозрачная
7
Смесь H без поверхностно-активного вещества
57,7
Прозрачная
Прозрачная
8
Смесь H+CO-60
46,5
Прозрачная
Прозрачная
9
Смесь H+CO-200
51,5
Прозрачная
Прозрачная
10
Смесь H+CO-40
46,4
Прозрачная
Прозрачная
11
Смесь H+C-EL
45,8
Помутневшая
Прозрачная
12
Смесь H+Tmaz
46,8
Помутневшая
Прозрачная
14
Смесь H+CO-300
48,7
Помутневшая
Прозрачная
Смеси S и H с поверхностно-активными веществами C-EL, T-maz и СО-300 были мутными после теплового удара. Все они стали прозрачными после охлаждения в течение 30 минут. Смеси, содержащие этоксилированное касторовое масло СО-40 или СО-60, проявляли лучшую стабильность.
ПРИМЕР 4
Целью данного эксперимента было сравнить влияния поверхностно-активного вещества СО-60 на параметры помола и качество гранул и сравнить T-maz и СО-60 с применением смеси S. Разные поверхностно-активные вещества разводили в буферизированных (смесь S) или небуферизированных (смесь А) органических кислотах с нормой включения 2,25%. Смесь W представляла собой смесь воды и поверхностно-активного вещества.
Буферные или небуферные смеси распыляли в течение цикла перемешивания при норме включения 1% (раствор 5:95). Цикл смешивания состоял из 3 минут сухого и 2 минут влажного перемешивания. Каждый вид обработки проводили в трех повторностях. За день выполняли одну повторность, таким образом, испытание длилось три дня. Для уменьшения экспериментальной погрешности для всех процедур во все дни использовали один и тот же тип корма. Параметры эффективности помола и качество гранул представлены в приведенных далее таблицах.
Параметр помола корма<sup>a</sup>
Контроль
Смесь S+Tmaz
Смесь S+CO-60
Смесь A+CO-60
Смесь W+CO-60
Мотор гранулятора (амп)
63,52±1,18
62,40±0,49
62,73±0,65
63,67±0,43
64,31±1,30
Скорость подачи (фунт/ч)
2659±97,3
2607±56,4
2597±59,2
2596±61,9
2634±54,7
Наблюдаемая скорость подачи (т/ч)
1,33±0,05
1,30±0,03
1,30±0,03
1,32±0,03
1,32±0,03
Температура гранул (F)
199,1±032
196,3±1,02
195,1±2,76
195,6±0,77
198,8±0,81
Дельта “Т”
7,18±2,49
6,93±2,63
7,27±2,27
7,78±2,15
9,36±1,57
<sup>a</sup> Среднее±С.О.
Параметры качества корма<sup>a</sup>(%)
Контроль
Смесь S+Tmaz
Смесь S+CO-60
Смесь A+CO-60
Смесь W+CO-60
Крахмал
51,75±0,341 <sup>y</sup>
53,30±0,388 <sup>x</sup>
52,26±0,299 <sup>xy</sup>
52,46±0,294 <sup>xy</sup>
52,91±0,362 <sup>xy</sup>
Клейстеризация
13,25±0,251 <sup>y</sup>
14,51±0,381 <sup>x</sup>
12,33±0,599 <sup>y</sup>
12,65±0,366 <sup>y</sup>
12,72±0,145 <sup>y</sup>
Вареный крахмал
25,61±0,500 <sup>y</sup>
27,19±0,559 <sup>x</sup>
23,58±1,089 <sup>yz</sup>
24,12±0,734 <sup>yz</sup>
24,01±0,304 <sup>yz</sup>
Влажность гранул
12,68±0,065 <sup>z</sup>
13,12±0,082 <sup>y</sup>
13,45±0,15 <sup>x</sup>
13,28±0.41 <sup>xy</sup>
13,27±0,044 <sup>xy</sup>
PDI
96,07±0,09
95,90±0,29
96,43±0,29
96,10±0,15
96,03±0,23
Активность воды
0,694±0,006 <sup>y</sup>
0,707±0,006 <sup>xy</sup>
0,710±0,001 <sup>x</sup>
0,695±0,007 <sup>y</sup>
0,710±0,003 <sup>x</sup>
<sup>a</sup> Среднее±С.О.
<sup>xyz</sup> Значения в одном ряду с различными верхними индексами значимо отличаются (р<0,05)
Между контролем и другими обработками не наблюдали никаких различий в эффективности помола, но добавление смесей в корм улучшало естественную убыль продукта в процессе охлаждения (т.е. лучшее удержание влаги). Корм, обработанный смесью S+CO-60, имел более высокое удерживание влаги, чем обработанный той же смесью с Tmaz, и подобное другим смесям.
Смесь W с СО-60 работала также хорошо в сравнении с буферизированными и кислотными смесями. Поскольку наблюдали, что CO-60 в сочетании с водой работала так же, как и в сочетании с буферизированными или небуферизированными кислотами, проводили последующие исследования с целью нахождения концентрированного состава, который нуждался в меньшем количестве воды.
ПРИМЕР 5
Из примера 4 было установлено, что водный раствор имел те же преимущества при помоле, что и буферизованные и кислотные растворы. Однако 2,25 мас. % водный раствор C-60 (смесь W) будет замерзать при низких температурах, к тому же для промышленности предпочтительны продукты, которые являются более концентрированными, чем 2,25 мас. %. Следующие исследования проводили для составления более концентрированного продукта, который устойчив к замерзанию при низких температурах (-20°С). Готовили десять составов с различными концентрациями уксусной кислоты и пропиленгликоля и их визуально тестировали в отношении помутнения и устойчивости к замерзанию.
Составы №7 и №9 не замерзали при температуре -20°С, несмотря на то что демонстрировали наличие некоторой мутности, их отбирали для дальнейшего изучения.
ПРИМЕР 6
Четыре различных состава сравнивали с образцами №7 и №9 из примера 5.
Составы №7 и №13 не замерзали при -20°С, но демонстрировали некоторую мутность.
ПРИМЕР 7
Четыре новых состава сравнивали с образцами №7 и №13 из примера 6.
Составы №13, №13А, №13В и №13D не замерзали при -20°C, только №7 демонстрировал некоторую мутность.
ПРИМЕР 8
Составы №13, №13А, №13В и №13D отправляли во внешнюю лабораторию для определения точек замерзания. Было отмечено, что состав № 13B имел самую низкую точку замерзания.
ПРИМЕР 9
По результатам исследования точки замерзания в примере 8 для дальнейших исследований выбирали состав №13B. По результатам данного исследования выявляли два различных состава, которые использовали в следующих четырех исследованиях. Из состава удаляли краситель и заменяли водой. Смесь А является коммерчески доступным продуктом с характеристиками, которые аналогичны настоящему изобретению (состав № 13B).
ПРИМЕРЫ 10-13
Данные эксперименты показывают влияние коммерчески доступной смеси А и состава №13В по настоящему изобретению на эффективность помола и качество гранул. Смесь А и состав №13В разводили в воде до концентрации 5% и 0,5%, соответственно. Разведенные растворы вносили в различные кормовые составы в смесителе через наконечники для гидравлического распыления. Корм гранулировали и измеряли производственные параметры.
Пример 12. Сравнение растворов в эффективности помола и качестве гранул корма для начального откорма бройлеров
Параметр
Смесь A
Состав №13B
Разность
Разность в процентах
Мотор гранулятора, амп.
222,50
213,00
-9,50
-4,27
Влажность корма (%) в смесителе
12,50
12,56
0,06
0,48
Влажность гранул (%) перед покрытием жиром
12,17
11,74
-0,43
-3,53
Пример 13. Сравнение растворов в эффективности помола и качестве гранул корма для заключительного откорма свиней
Параметр
Смесь A
Состав №13B
Разность
Разность в процентах
Мотор гранулятора, амп.
285,00
290,67
5,67
1,99
Влажность корма (%) в смесителе
13,24
13,42
0,17
1,32
Влажность гранул (%) перед покрытием жиром
12,55
12,51
-0,04
-0,30
Тонна/ч
8,47
8,68
0,21
2,52
КВт·ч/т
19,27
19,17
-0,10
-0,52
Стоимость (£) КВт·ч/т
2,04
2,03
-0,01
-0,52
Уменьшение дельта Т
18,90
21,53
2,63
13,93
Состав №13B сравнительно предпочтителен относительно коммерчески доступной смеси A в том, что касается количества энергии, необходимой для гранулирования. Удержание влаги в гранулах было похожее, а процент свободной влаги (доступной воды; Aw) был ниже. Из этих четырех исследований можно сделать вывод, что состав №13B имеет аналогичные или лучшие свойства, чем коммерчески доступная смесь A, даже при том, что концентрация поверхностно-активного вещества в маточном составе №13B гораздо выше, и имеет другую композицию.
ПРИМЕРЫ 14-17.
В данном исследовании состав №13В получали с использованием двух различных поверхностно-активных веществ: полисорбата 80 (Р-80) или этоксилированного касторового масла СО-60. Состав №13B разбавляли и вносили как в исследованиях 10-13. Данные продукты сравнивали с контрольной пищей, в которую была добавлена вода, в отношении эффективности помола и качества гранул. В данном исследовании применяли четыре различных вида пищи с различными композициями.
Пример 14. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для начального откорма бройлеров
Параметр
Контроль
Состав №13B(P-80)
Состав №13B(CO-60)
Влажность гранул (%)
12,1
11,95
11,9
FMA
0,55
0,575
0,575
Крошка (%)
0,125
0,1
0,1
Индекс прочности гранулы (PDI)
83
91
90
AMPS
296,5
247,5
246
Тонны/ч
33,5
33,5
33,5
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
172,5
184
187,5
Фактическая температура (°F)
175
186
185,5
Разность
2,5
2
-2
Разность, %
1,45
1,09
-1,07
Температура штампа
184
193
193
Дельта “Т”
9
7
7,5
Пример 15. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул гроуерного корма для бройлеров
Параметр
Контроль
Состав №13B(P-80)
Состав №13B (CO-60)
Влажность гранул (%)
10,7
11,2
11,45
FMA
0,525
0,55
0,555
Крошка (%)
0,17
0,11
0,1
Индекс прочности гранулы (PDI)
84
88
88
AMPS
292,5
267,5
252,5
Тонны/ч
33,5
33,5
33,5
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
187,5
186
191
Фактическая температура (°F)
185
184
187,5
Разность
-2,5
-2
-3,5
Разность, %
-1,33
-1,06
-1,81
Температура штампа
192,5
193,5
195,5
Дельта “Т”
7,5
9,5
8
Пример 16. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для отвыкания №1 для бройлеров
Параметр
Контроль
Состав №13B(P-80)
Состав №13B (CO-60)
Влажность гранул (%)
10,4
11,3
11,3
FMA
0,525
0,55
0,565
Крошка (%)
0,19
0,07
0,09
Индекс прочности гранулы (PDI)
85
86
86
AMPS
290
290
267,5
Тонны/ч
33,5
33,5
33,5
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
190
192
185
Фактическая температура (°F)
182
182,5
183
Разность
-8
-9,5
-2
Разность, %
-4,21
-4,95
-1,08
Температура штампа
192
189
193,5
Дельта “Т”
10
6,5
10,5
Пример 17. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для отвыкания №2 для бройлеров
Параметр
Контроль
Состав №13B (CO-60)
Влажность гранул (%)
10,9
11,25
FMA
0,5
0,55
Крошка (%)
0,16
0,088
Индекс прочности гранулы (PDI)
84
86
AMPS
310
300
Тонны/ч
33,5
33,5
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
180
175
Фактическая температура (°F)
181
170
Разность
1
-5
Разность, %
0,6
-2,87
Температура штампа
193
185
Дельта “Т”
12
15
Применение этих растворов, состава №13B (CO-60) или состава №13B (Tmaz) во время гранулирования показывало аналогичные повышения эффективности помола и качества гранул по сравнению с контрольной пищей, которая была обработана только водой.
ПРИМЕРЫ 18-25
Результаты данных исследований показывают влияние состава №13 В, по сравнению с необработанным кормом, на эффективность помола и качество гранул. Состав №13B разбавляли в воде до концентрации 0,5% и вносили в различные кормовые составы в смесителе через наконечники для гидравлического распыления. Корм гранулировали и измеряли производственные параметры.
Пример 18. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для отвыкания №1 для бройлеров
Контроль
Раствор I(1% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
200
165
-35
-17,5
Влажность в кондиционере (%)
15,01
16,65
1,64
10,93
Влажность в охладителе (%)
12,69
12,77
0,08
0,63
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
170
185
15,0
8,82
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
164
178
14,0
8,54
Крошка (%)
46,6
13,00
-33,60
-72,10
PDI (на выходе из охладителя)
36,50
61,50
25,00
68,49
Тонны/ч
31,03
31,00
-0,03
-0,10
Амперы/тонны
6,45
5,32
-1,12
-17,42
Пример 19. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма бройлеров
Контроль
Состав №13B (1% добавлен)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
225
185
-40
-17,78
Влажность в кондиционере (%)
15,23
16,23
1,00
6,57
Влажность в охладителе (%)
11,91
12,78
0,87
7,3
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
160
162
2,0
1,25
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
170
180
10,0
5,88
Крошка (%)
42,50
20,94
-21,56
-50,73
PDI (на выходе из охладителя)
43,40
66,10
22,70
52,30
Тонны/ч
33,20
33,57
0,37
1,11
Амперы/тонны
6,7
5,51
-1,19
-17,76
Пример 20. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма бройлеров, содержащего отходы хлебопекарного производства
Контроль
Состав №13B (1% добавлен)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
225
235
10
4,44
Влажность в кондиционере (%)
15,23
16,23
1,00
6,57
Влажность в охладителе (%)
12,78
12,29
-0,49
-3,83
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
160
164
4,0
2,50
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
162
178
16,0
9,88
Крошка (%)
42,5
28,7
-13,80
-32,47
PDI (на выходе из охладителя)
43,4
57,3
13,90
68,49
Тонны/ч
33,2
37,7
4,5
13,55
Амперы/тонны
6,77
6,23
-0,54
-7,98
Пример 21. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для отвыкания №1 для бройлеров
Контроль
Состав №13B (2% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
200
170
-30,00
15
Влажность в кондиционере (%)
12,70
16,85
4,15
32,68
Влажность в охладителе (%)
11,79
12,34
0,55
4,66
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
170
182
12,0
7,06
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
164
173
9,0
5,49
Крошка (%)
38,10
18,90
-19,20
-50,39
PDI (на выходе из охладителя)
36,10
66,60
30,50
84,49
Тонны/ч
30,00
33,96
3,96
13,20
Амперы/тонны
6,66
5,00
-1,66
-24,92
Пример 22. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма бройлеров
Контроль
Состав №13B (2% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
235
210
-25,00
-10,64
Влажность в кондиционере (%)
15,29
16,14
0,85
5,56
Влажность в охладителе (%)
12,72
13,37
0,65
5,11
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
161
165
4
2,28
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
161
175
14
8,70
Крошка (%)
34,90
16,10
-18,80
-53,87
PDI (на выходе из охладителя)
41,50
60,10
18,60
44,82
Тонны/ч
27,70
33,33
5,63
20,32
Амперы/тонны
8,48
6,30
-2,18
-25,71
Пример 23. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма бройлеров (тест 2)
Контроль
Состав №13B (2% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
235
225
-10,00
-4,26
Влажность в кондиционере (%)
15,29
16,99
1,70
11,12
Влажность в охладителе (%)
12,72
13,42
0,70
5,50
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
161
165
4,00
2,48
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
161
173
12,00
7,45
Крошка (%)
34,90
14,30
-20,60
-59,03
PDI (на выходе из охладителя)
41,50
68,40
26,90
64,82
Тонны/ч
27,70
40,90
13,20
47,65
Амперы/тонны
8,48
5,50
-2,98
-35,14
Пример 24. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма №1 для бройлеров, содержащего отходы хлебопекарного производства
Контроль
Состав №13B (2% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
240
200
-40,00
16,67
Влажность в кондиционере (%)
15,14
16,83
1,69
11,26
Влажность в охладителе (%)
12,04
13,33
1,29
10,71
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
166
175
9,0
5,42
Фактическая температура кондиционера (<sup>o</sup>F)
161
169
8,0
4,97
Крошка (%)
18,50
16,80
-1,70
-9,19
PDI (на выходе из охладителя)
51,70
68,30
16,60
32,11
Тонны/ч
31,05
31,10
0,05
0,16
Амперы/тонны
7,72
6,43
-1,29
-16,71
Пример 25. Влияние растворов на эффективность помола и качество гранул корма для заключительного откорма бройлеров, содержащего отходы хлебопекарного производства
Контроль
Состав №13B (2% добавлено)
Разность
Разность в процентах
Сила тока в амперах
240
250
10
4,17
Влажность в кондиционере (%)
15,49
16,67
1,18
7,62
Влажность в охладителе (%)
11,81%
13,36
1,55
13,12
Показатели температурного датчика кондиционера (°F)
166
168
2,0
1,20
Фактическая температура кондиционера (°F)
161
177
16,0
9,94
Крошка (%)
ND
18,50
--
--
PDI (на выходе из охладителя)
53,70
74,90
21,20
39,48
Тонны/ч
34,29
33,90
-0,39
-1,14
Амперы/тонны
6,99
7,37
0,38
5,44
Из этих результатов видно, что добавление состава №13В (в концентрации 0,5%) к корму с нормой внесения 1% или 2% повышает эффективность помола и качество гранул в различных кормах по сравнению с кормом, в который была добавлена только вода.