СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ
FODDER YEAST PRODUCTION METHOD

Предлагаемое изобретение относится к производству кормов из птичьего помета и может быть использовано в сельском хозяйстве для приготовления добавок к кормам крупного рогатого скота и птицы, а также получения удобрений.
Известен способ приготовления органического удобрения и корма из птичьего помета (авт.св. №478829, C05F 3/00, 1975), включающий его термическую обработку при 130-150°C в присутствии фосфорной кислоты при pH 6,2-6,5.
Однако данный метод экологически не приемлем из-за использования фосфорной кислоты, и, кроме того, он не эффективен из-за применения высокотемпературного процесса, приводящего к гибели содержащихся в помете полезных микроорганизмов.
Известен также способ приготовления гранулированного корма с включением отходов животного происхождения птичьего помета (С.Н.Телегин. Полиорационные гранулированные комбикорма с добавлением третьего помета при откорме молодняка крупного рогатого скота. Труды, т.19, Оренбург, 1976), которым заменяли часть концентрированных кормов.
Недостатком известного способа является то, что птичий помет необходимо предварительно подвергать термической обработке на специальных агрегатах, на что требуются дополнительные затраты энергии и средств, гранулированный корм плохо сохраняет форму и рассыпается.
Известен рацион (Методические рекомендации по использованию куриного помета при откормке скота. - Львов: Украинский научно-исследовательский институт физиологии и биохимий сельскохозяйственных животных, 1986, с.16-23), содержащий в своем составе 3-35% сухого птичьего помета (пудрета) и заменяющие в таком же количестве зерновые злаковые (ячмень, пшеницу, кукурузу, овес) в составе комбикормов для выращивания и откорма крупного рогатого скота.
Однако недостатком известного рациона является невысокое содержание протеина, обеспечивающее белковую полноценность комбикорма.
Известен способ получения кормовой смеси (авт.св. №154063, кл. A23K 1/00, 1990), содержащей в своем составе 2-55% липрина.
Недостатком известной кормовой смеси является то, что в кормовую смесь вводится высокий процент липрина. Известно, что в липрине содержится большое количество поваренной соли (NaCl), которая при введении в кормовую смесь для животных с однокамерным желудком, взрослым особям более 1,0% и молодняку 0,4-0,5% вызывает растройство желудочно-кишечного тракта, солевое отравление и гибель животных и птицы.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ получения корма для сельскохозяйственных животных (авт.св. №1701239, A23K 1/06, A23K 1/12, 1991), включающий гидролиз древесных отходов серной кислотой с термообработкой, экстракцию сахаров из прогидролизованного сырья с применением последрожжевой бражки, отделение жидкой фазы от твердой. Отфильтрованный гидролизат подвергают инверсии, нейтрализации и очистке, аэрированию. Аэрированное сусло заправляется растворами питательных солей и направляется для выращивания дрожжей. Далее дрожжевая суспензия, подверженная сгущению во флотаторе и сепараторе, отправляется на сушку. Избыток бражки после частичной очистки сбрасывается в канализацию.
Недостатками данного способа являются недостаточно высокий выход готового продукта, а также вторичное использование в технологическом процессе последрожжевой бражки, что увеличивает количество вредных веществ, в том числе ингибиторов в сусле, а следовательно, снижает качество дрожжей и замедляет процесс брожения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является наиболее полная утилизация отходов животноводческих комплексов, а также безотходная технология их обработки с целью получения кормовых дрожжей с высоким выходом.
Технический результат изобретения - увеличение качества и выхода дрожжей в готовом продукте.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кормовых дрожжей, включающем измельчение сырья, гидролиз сырья раствором серной кислоты с термообработкой, нейтрализацию гидролизата, аэрирование, введение питательных солей, дрожжей в жидкую фазу, аэрирование, выращивание дрожжей, флотацию, сепарирование, сушку, согласно изобретению в качестве сырья используют свекловичный жом, после гидролиза которого его смешивают со стерилизованным шламом птичьего помета, оставшимся после экстракции последнего, в соотношении шлам: жом 1:2.
Отличительными признаками заявляемого способа являются новые условия осуществления способа, а именно использование в качестве сырья отходов свекловичного производства и шлама птичьего помета.
Используемые в заявляемом способе отходы свекловичного производства - жом имеет большой витаминно-минеральный комплекс, содержит сахара - глюкозу, фруктозу и сахарозу (до 25%), органические кислоты - лимонную, щавелевую, яблочную, различные белки, витамины ВВ, В, С, Р, РР, каротиноиды, пантотеновую, фолиевую кислоту, пектин, пигменты, в значительном количестве соли железа, марганца, калия, кобальта, магния, йода, а также клетчатку, аминокислоты (лизин, валин, аргинин, гистидин и др.). Кроме витаминов, в свекле обнаружены такие микроэлементы, как кобальт, рубидий, цезий, медь, цинк, железо, хлор, калий, фосфор, сера, магний. Все эти вещества способствуют росту и развитию животных и птицы, нормализации обмена и процесса кроветворения.
Использование шлама птичьего помета с высоким содержанием питательных веществ совместно с отходами свекловичного производства обеспечивает благоприятные условия для роста дрожжей, обогащает продукт биологически активными веществами, что повышает качество готового продукта. После использования шлама, оставшийся экстракт птичьего помета идет на приготовление удобрения, которое содержит полный набор микроэлементов, в нем в достаточном количестве присутствуют гуминовые и фолиевые кислоты и их соли. В удобрении есть кальций, что способствует раскислению почв. Удобрение напрямую усиливает активность основного процесса растений - фотосинтеза.
В ходе экспериментальных исследований было установлено, что использование заявляемого способа способствует повышению выхода кормовых дрожжей. Результаты исследований приведены в таблице.
№ п/п
Условия обработки сырья
Тем-ра экстракции, °C
Выход дрожжей, %
Тем-ра термообработки, °C
Длит-ть обработки, мин
Прототип
165-200°
2-6
50-80°
36,5-42
Изобретение
160°
45
70°
50,4
Были проведены исследования, в ходе которых для выращивания дрожжей был использован шлам птичьего помета без добавления свекловичного жома. Исследования показали, что в первые сутки дрожжи, выращиваемые без свекловичного жома, росли лучше по сравнению с заявляемым способом. Но начиная со вторых суток, дрожжи, выращиваемые по изобретению, начали расти лучше. Это можно объяснить тем, что, во-первых, дрожжам понадобилось время для переваривания целлюлозосодержащего сырья - свекловичного жома, во-вторых, рост дрожжей в основном происходит благодаря сахарам, которые в большом количестве содержатся в свекле, соответственно началось интенсивное поедание ими сахаров и накопление биомассы. Выход дрожжей в способе со шламом птичьего помета без свекловичного жома составил 46,6%, а по изобретению - 50,4%.
Свекловичный жом содержит в среднем 75% воды и 25% сухих веществ, основную часть которых (17,5%) составляет сахароза, благодаря чему происходит рост дрожжей и накопление ими своей биомассы, а 7,5% - несахара. Свекловичный жом также содержит питательных веществ, витаминов, микроэлементов на 100 г: калорийностью - 39,9 ккал, воды - 86,0 г, белков - 1,5 г, жиров - 0,1 г, углеводов - 8,8 г, моно- и дисахаридов - 8,7 г, крахмала - 0,1 г, пищевых волокон - 2,5 г, органических кислот - 0,1 г, золы - 1,0 г.
В среднем в птичьем помете содержится, %: азота - 0,8-1,2, «сухого» вещества - 91,4, сырого протеина - 29,32, сырого жира - 2,9-4,5, сырой клетчатки - 16,93, «золы» (минеральной основы) - до 40, кальция - до 8,5, фосфора - 3, безазотистые экстрактивные вещества - 46-48. Птичий помет по составу приближается к пшенице, гороху, ячменю. При экстрагировании водой в экстракт уходят все водорастворимые вещества.
Микроэлементы, %: медь - 0,0025-0,0094; железо - 0,01-0,04; цинк - 0,004-0,056; марганец - 0,50-1,00; магний - 0,019-0,044.
Содержатся витамины: каротин, провитамины Д, Е, К; рибофлавин, пиродоксин; никотиновая кислота, В12 и т.д. В пределах до 1,5% имеются все незаменимые аминокислоты.
Технический результат заявляемого изобретения достигается совместным использованием растительного и животного сырья, а именно свекловичного жома и шлама птичьего помета. При использовании предлагаемого способа получены корма высокой питательной ценности за счет повышения содержания в нем легкоусвояемых компонентов, например сахаров и протеинов, отсутствия в нем вредных веществ.
Таким образом, именно отличительные признаки заявляемого способа обеспечивают обогащение продукта питательными и биологически активными веществами, что повышает качество кормовых дрожжей и увеличение выхода готового продукта.
Способ получения кормовых дрожжей осуществляют следующим образом.
Свекловичный жом после мойки и удаления примесей измельчают до размера частиц 3-5 мм. После этого растительное сырье подвергают гидролизу разбавленной до 1%-ной серной кислотой при температуре 160°C в течение 45 минут (на 100 г сырья берут 1 л раствора серной кислоты). Полученный гидролизат нейтрализуют известковым молоком или аммиачной водой.
Птичий помет экстрагируют водой при температуре 70°C в течение 40 мин. Полученный шлам и экстракт стерилизуют в автоклаве при температуре 150°C в течение 40 мин и охлаждают в течение 20 мин. Экстракт концентрируют при температуре 40-50°C до содержания сухих веществ 60-70% и используют в качестве удобрения.
Оставшийся после экстрагирования осадок птичьего помета - шлам смешивают с гидролизатом свекловичного жома в соотношении 1:2 и направляют на выращивание дрожжей в ферментер.
В ферментер вносят засевные дрожжи, питательные соли, содержащие азот, фосфор, калий и другие, необходимые для роста дрожжей элементы, а также вводят воздух для обеспечения кислородом процесса образования биомассы дрожжей и осуществления дыхания дрожжевых клеток. Выращивание дрожжей происходит при температуре 32-33°C в течение 2-3 суток. После этого в суспензию дрожжей добавляют необходимые витамины B, BP. Для этих целей витамины растворяют в чистой воде и в виде раствора дозировочным плунжерным насосом подают в суспензию. Кормовые дрожжи сорбируют на себе витамины из введенного в дрожжевой концентрат раствора, и в дальнейшем сухие дрожжи сохраняют в своем составе значительную часть витаминов.
Выращенные дрожжи выводят из аппарата в виде дрожжевой суспензии, которая в дальнейшем проходит стадии флотации и сепарирования. Для исключения потерь дрожжей, возможен обратный однократный пропуск через ферментер отфлотированной дрожжевой бражки. Как правило, большинство витаминов не выдерживает температуру 90-100°C и выше. Поэтому в дальнейшем дрожжевой концентрат упаривают при температуре не более 80-85°C до содержания 22-25% сухого вещества. Сушку проводят в распылительной сушилке при температуре 200-300°C до влажности 8-10%. В связи с кратковременным пребыванием дрожжевой частицы в сушильной камере и быстрым спадом температуры до 85°C основная масса витаминов сохраняется. Полученные дрожжи упаковывают и отправляют на склад.