СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРОГО КОРМА ИЗ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ КРАХМАЛОПАТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
METHOD FOR PRODUCTION OF RAW FODDER FROM BY-PRODUCTS OF STARCH-SYRUP PRODUCTION

Изобретение относится к способам приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства при переработке кукурузы для крупного рогатого скота.
Известен способ приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства, предусматривающий смешивание мезги, сырого зародыша и экстракта. (Романенко В.Н., Филиппова Н.И. Комплексное использование сырья в крахмало-паточном производстве. - М.: Агропромиздат, 1985. 138-139 с.) Способ позволяет из побочных продуктов крахмало-паточного производства получать сырой корм с достаточной питательной ценностью и большим содержанием белка, углеводов и клетчатки.
Недостатком сырого корма, приготовленного из побочных продуктов крахмало-паточного производства, является его низкое качество, обусловленное повышенной кислотностью, что является следствием присутствия кукурузного экстракта с низким значением pH (pH экстракта 4.2…4.4). Использование кормов с высокой кислотностью негативно сказывается на здоровье животных, так как при этом нарушается кислотно-щелочной баланс и содержание кальция в организме, разрушается костная ткань, рождается ослабленное потомство, снижается качество получаемой продукции, а также у дойных коров повышается кислотность молока.
Наиболее близким к предлагаемому способу приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства является способ, предусматривающий смешивание мезги и сгущенного кукурузного экстракта с предварительной нейтрализацией его кислотности. (Патент РФ № 2336722 МПК A23K 1/00; 1/16, опубликованный 2006.01.)
Недостатком сырого корма приготовленного по способу предложенному в патенте РФ № 2336722 является то, что сгущение кукурузного экстракта проводят выпариванием, это приводит к потере питательных веществ вследствие разложения углеводбисульфитных соединений с выделением сернистого ангидрида и сопровождается коррозией рабочих органов выпарных устройств. Кроме того, процесс выпаривания требует значительных энергетических затрат, что приводит к соответствующему увеличению себестоимости сырого корма.
Кукурузный экстракт получается в результате замачивания кукурузы в слабокислом растворе сернистой кислоты. Экстракт содержит растворимые белки и углеводы, витамины, азотистые и минеральные вещества, стимуляторы роста. Жидкий экстракт имеет влажность - 91…95%, в зависимости от метода замачивания, pH - 4,2…4,4. После замачивания из экстракта удаляют взвешенные вещества и выпаривают его на вакуумных выпарных установках до влажности 60…65%.
При выпарке кукурузного экстракта теряется большое количество питательных веществ, кроме того, затрачивается много энергии. После сгущения экстракта его pH 4,2…4,4, поэтому использовать его в кормах возможно в ограниченных количествах.
В настоящее время сгущение экстракта проводят на вакуумных выпарных установках. Сгущение экстракта данным способом связано с большими энергозатратами. Жидкий экстракт имеет pH 4,2…4,4.
Задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа приготовления сырого корма, позволяющего повысить его питательную ценность и снизить энергозатраты.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества и снижении энергозатрат приготовляемого сырого корма из побочных продуктов крахмало-паточного производства. Для повышения качества сырого корма и снижения энергозатрат сгущение кукурузного экстракта проводят физико-химическим методом в два этапа.
Указанный результат достигается тем, что в способе приготовления сырого корма из побочных продуктов крахмалопаточного производства, включающем смешивание мезги и сгущенного кукурузного экстракта с предварительной нейтрализацией его кислотности реагентами - гидроксидом кальция и гидроксидом натрия, нейтрализацию кислотности осуществляют в жидком кукурузном экстракте с одновременным выделением белковой массы, используемой для смешивания с мезгой, при этом выделение белковой массы проводят при температуре 44…46°C в два этапа, на первом из которых значение pH доводят до 6 и выделяют скоагулированную белковую массу, на втором - значение pH доводят до 8 и также выделяют белковую массу посредством коагуляции, а оставшуюся жидкость направляют на повторное использование в крахмалопаточном производстве.
Известно, что присутствующие в кукурузном экстракте белки коагулируют при повышении pH до различных значений, а при повышении температуры денатурируют.
Для определения оптимальных значений pH жидкого кукурузного экстракта и температуры его нагревания, с целью определения выделения максимального количества белка, были проведены исследования.
Выделение белковой массы из жидкого кукурузного экстракта проводили в два этапа. Первый этап - доводили pH от 6,0 до 7,0, второй этап - от 7,5 до 8,5, с шагом 0,5. Температуру изменяли от 40 до 55 градусов.
На первом этапе, используя реагент (гидроксид кальция + гидроксид натрия), готовили три одинаковых образца (объема) жидкого кукурузного экстракта с pH 6,0; 6,5; 7,0. Далее из каждого приготовленного образца жидкого кукурузного экстракта с pH 6,0; 6,5; 7 отбирали по четыре пробы и нагревали их до температуры 40, 45, 50, 55 градусов, соответственно. После отстоя декантировали жидкую фракцию экстракта и определяли количество скоагулированной белковой массы, выпавшей в осадок.
На втором этапе из декантированных жидких фракций кукурузного экстракта, полученных на первом этапе, приготавливали образцы с pH 7,0; 7,5; 8,0, которые нагревали до той же температуры 40, 45, 50, 55 градусов, соответственно. Декантировали жидкую фракцию и определяли количество скоагулированной белковой массы.
Полученные в результате исследования данные приведены в таблице, а также построены графики зависимости количества выделяемой скоагулированной белковой массы от pH и температуры (фиг.1).
Анализируя полученные результаты исследования, данные таблицы и графические зависимости, сделан вывод, что максимальное количество выделяемой скоагулированной белковой массы получают при условии ее выделения в два этапа. Первый этап - доведение pH жидкого кукурузного экстракта до 6 и нагревание его до 44…46 градусов, второй этап - доведение pH, полученной после первого выделения жидкой фракции, до 8 и нагревание до температуры 44…46 градусов, что наглядно представлено на графической зависимости - pH 6,0 pH 8,0, на верхнем графике.
Исходя из полученных результатов исследований предложен способ для приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства, который поясняется технологической схемой, представленной на фиг.2.
Технологическая линия для приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмалопаточного производства включает емкость - 1 для выделения белковой массы первого этапа, емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа, бункер-дозатор - 3 для временного накопления белковой массы, бункер-дозатор мезги - 4, смеситель - 5 сырого корма.
Способ осуществляется следующим образом: емкость - 1 для выделения белковой массы заполняют жидким (W-95…97%) кукурузным экстрактом, в который вводят реагент (оксид кальции и гидроксид натрия в соотношении 2,083:1) для доведения pH=4,2…4,4 до pH=6. Происходит коагуляция белковой массы и выпадение ее в осадок. Жидкая фракция кукурузного экстракта после первого этапа декантируется в емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа. Белковую массу после коагуляции и выпадения в осадок удаляют из емкости - 1 для выделения белковой массы первого этапа в бункер-дозатор - 3 для накопления белковой массы. Затем в емкость - 2 для выделения белковой массы второго этапа вводят реагенты - оксид кальция и гидроксид натрия в соотношении 2,083:1 для доведения pH до 8. Полученную жидкость из емкости - 2 для выделения белковой массы второго этапа декантируют и повторно используют в производстве для замачивания кукурузы, а осажденную скоагулированную белковую массу удаляют в бункер-дозатор - 3 для временного накопления белковой массы.
Белковую массу из бункера-дозатора - 3 одновременно с мезгой из бункера-дозатора - 4 подают в смеситель - 5. В результате смешивания в смесителе - 5 белковой массы и кукурузной мезги получают в окончательном виде готовый сырой корм высокого качества с наименьшими энергозатратами. В качестве подтверждения эффективности заявленного способа проведем экономический расчет в сравнении его с наиболее близкими вакуумными выпарными установками.
При существующем способе на сгущение одной тонны экстракта расходуется:
3
газа - 450 м/т; электроэнергии - 29,5 кВт·ч.
Время сгущения составляет - 10 часов.
3
Исходя из вышеуказанных затрат энергии и учитывая что стоимость газа - 2,6 руб/м, а электроэнергии - 3,2 руб/кВт·ч затраты на сгущение одной тонны кукурузного экстракта составят:
3
3
затраты по расходу газа - 450 м/т×2,6 руб/м=1170 руб;
затраты по расходу электроэнергии;
29,5 кВт·ч×10 часов×352 руб/кВт·ч=944 руб.
Итого общие затраты составят - 1170 руб+944 руб=3058 руб.
В предложенном способе сгущения экстракта основные затраты приходятся на реагенты гидрокид кальция и гидрооксид натрия.
Стоимость гидроксида кальция - 16 руб/кг, гидроксида натрия - 29,5 руб/кг.
Расход реагентов, гидроксида кальция - 27 кг/т, гидроксида натрия - 14 кг/т.
Затраты по предложенному способу:
29,2 кг/т×16 руб/кг=467 руб; 14 кг/т×29,5 руб/кг=413 руб.
Итого общие затраты составят - 467 руб+413 руб=880 руб.
Исходя из проведенных расчетов экономия средств на сгущение одной тонны кукурузного экстракта составит - 3058 руб-880 руб=2178 руб.
Кроме этого, в процессе сгущения кукурузного экстракта не участвуют выпарные установки, поэтому не будет необходимости в их использовании.
Способ приготовления сырых кормов из побочных продуктов крахмало-паточного производства
Таблица.
Результаты исследований
I этап
II этап
t, °C
m<sub>1 осадка</sub>
m<sub>2 осадка</sub>
Σm
40
3,86
16,40
20,26
pH-6,0
pH=7,5
45
12,50
18,00
30,50
50
2,12
18,40
20,52
55
3,76
18,30
22,06
40
4,86
17,10
21,96
pH=6,0
pH=8,0
45
12,50
19,70
32,20
50
2,12
18,90
21,02
55
3,76
20,60
24,36
40
3,86
17,30
21,16
pH=6,0
pH=8,5
45
12,50
19,30
31,80
50
2,12
18,90
21,02
55
3,76
17,90
21,66
40
8,78
9,70
18,48
рН=6,5
рН=7,5
45
14,80
11,5
26,30
50
12,76
9,80
22,56
55
10,76
12,14
22,90
40
7,78
9,23
17,01
pH=6,5
pH=8,0
45
14,80
7,60
22,40
50
11,26
9,20
20,46
55
10,76
9,90
20,66
40
7,78
13,50
21,28
pH=6,5
pH=8,5
45
14,80
13,50
28,30
50
12,26
13,60
25,86
55
10,76
13,80
24,56
40
16,60
2,30
18,90
pH=7
pH=7,5
45
16,30
3,10
19,40
50
14,20
4,40
18,60
55
17,00
4,80
21,80
40
16,60
5,00
21,60
pH=7
pH=8,0
45
16,30
4,90
21,20
50
14,20
6,00
20,20
55
16,50
6,10
22,60
40
16,60
5,70
22,30
pH=7
pH=8,5
45
16,30
6,00
22,30
50
14,20
6,30
20,50
55
16,50
7,30
23,80