КОРМОВОЙ ПРОДУКТ
FOOD PRODUCT

Изобретение относится к области производства кормов для животных и птиц и может быть использовано в качестве кормового продукта или компонента кормового продукта, применяемого в сельском хозяйстве.
Известна (патент RU 2162287) кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птицы, содержащая соли железа, цинка, кобальта, марганца, меди в виде цитратов, а также йодистый калий, селенит натрия, белковые компоненты: шрот соевый, шрот подсолнечный, рыбную муку, мясокостную муку, кормовые дрожжи, мицелий лимонной кислоты, витамины, органические кислоты, лизин, метионин и обесфторенный фосфат.
Недостаток кормовой добавки заключается в его многокомпонентности, а также в том, что шрот соевый, на долю которого приходится до 14 мас.%, содержит ингибиторы протеолитических ферментов - ингибиторы трипсина и химотрипсина.
Известно (патент RU 2038797) применение в качестве компонента кормового продукта термически инактивированных бобов сои. В процессе термической инактивации бобы сои предварительно замачивают в воде в течение не менее 3 ч, после чего поверхностную влагу на бобах удаляют посредством пропускания через них потока воздуха и далее осуществляют СВЧ-обработку при температуре массы бобов 90°С до остаточной влажности 7% и охлаждение до температуры окружающей среды.
Недостатком получаемого компонента кормового продукта следует признать наличие остаточных количеств антипитательных веществ, изначально присущих соевым бобам, а также относительно высокую себестоимость кормового продукта, содержащего соевые бобы.
Известен (патент RU 2147410) способ приготовления белково-энергетической витаминной кормовой добавки на основе полножирной сои, включающий предварительное замачивание зерна сои, тепловую обработку влажного зерна сои и сушку до заданной остаточной влажности с последующим охлаждением до температуры окружающей среды, причем зерно сои замачивают в течение 9-12 ч в водно-солевом растворе макро-, микроэлементов, тепловую обработку проводят в течение 20-30 мин при температуре горячего воздуха на выходе 120-160°С до заданной остаточной влажности 18-28%, смешивают с растительными белково-витаминными компонентами, измельчают и гранулируют и дополнительно в процессе гранулирования вводят растительный витаминный концентрат - тыквенную пасту в количестве 1-10% по сухому веществу, после чего гранулы подсушивают до конечной влажности 10-14% и охлаждают до температуры окружающей среды.
Недостатком известного способа приготовления следует признать его нетехнологичность, а также значительное количество остаточных антипитательных веществ, изначально присущих соевым бобам.
Известен (патент RU 2268609) способ приготовления жидкого корма для сельскохозяйственных животных и птицы из послеспиртовой барды и сои, включающий тепловую обработку сои. Согласно известному способу барду, поступающую из бражной колонны после производства спирта, с температурой 95-100°С подают в бардяной регулятор, а затем разделяют в шнековом фильтре, при этом часть барды с содержанием сухих веществ 25-30% подают в емкость, где смешивают с соевым помолом, инактивируют при 95°С, выдерживая в течение 20 мин, а потом перекачивают центробежным насосом на реализацию.
Недостатком получаемого кормового продукта следует признать значительные остаточные количества антипитательных веществ, изначально присущих сое, а также достаточно высокую себестоимость из-за использования соевых бобов.
Известна (патент RU 2096968) белково-витаминно-минеральная добавка "Эликсир", содержащая подсолнечный жмых или шрот соевый, рапсовый, премикс, антиоксидант, лизин, метионин, мясокостную муку.
Однако БВМД "Эликсир" состоит из дорогостоящих компонентов и имеет ограниченную область применения - питание бройлеров.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в получении нового кормового продукта.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного продукта, состоит в уменьшении его себестоимости при одновременном уменьшении количества антипитательных компонентов, входящих в его состав.
Для получения указанного технического результата предложено использовать кормовой продукт, содержащий термически инактивированные семена люпина и/или кормовых бобов и сои при следующем соотношении ингредиентов (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Кормовые бобы и/или люпин
2-85
Соя
остальное.
Оболочки семян могут быть отделены с использованием известных устройств лущения семян бобовых культур как до проведения термической инактивации, так и после проведения стадии термической инактивации. Ингредиенты могут быть смешаны как до проведения термической активации, но, предпочтительно, после лущения, так и после термической инактивации. Предпочтительно использованы семена кормовых бобов, люпина и сои, обработанные путем термообработки семян ступенчатым нагревом с последующим охлаждением термически инактивированных семян, первым измельчением семян, увлажнением и вторым измельчением семян, при этом температура последней ступени нагрева составляет от 105 до 125°С, после прохождения охладителя температура продукта составляет менее 50°С, а после стадии увлажнения содержание влаги в продукте составляет от 6 до 14 мас.%. Кормовой продукт может также содержать дополнительные ингредиенты при условии сохранения массового соотношения между термически инактивированными семенами кормовых бобов, люпина и сои.
Состав кормового продукта зависит от его последующего применения.
Для проведения термической инактивации может быть использовано устройство, содержащее устройство термической инактивации семян бобовых культур ниже приведенной конструкции. Устройство термической инактивации (инактиватор) содержит, по меньшей мере, одну секцию нагревателя с корпусом, расположенный на входе в нагреватель узел загрузки продукта, который может выполнять и функцию смешивания ингредиентов, и расположенный на выходе из нагревателя узел для выгрузки продукта, причем нагреватель выполнен в виде расположенных в его корпусе и закрепленных на корпусе множества горизонтальных труб, внутренние объемы которых соединены друг с другом, системы подачи теплоносителя на входы верхних труб и системы отвода теплоносителя на выходе нижних труб, при этом расстояние между соседними трубами соизмеримо с размером обрабатываемого семени, а трубы расположены параллельными рядами со смещением от ряда к ряду. В качестве теплоносителя может быть использована любая текучая неагрессивная среда, способная перемещаться по внутреннему объему труб при температуре, необходимой для термической инактивации семян бобовых культур. В частности, в качестве теплоносителя может быть использован пар, а также жидкости или жидкие смеси, в том числе и растворы, с высокой температурой кипения. Обычно используют трубы из стали, поскольку они достаточно устойчивы к действию практически любых видов теплоносителя, обладают хорошей теплопроводностью и могут быть достаточно легко смонтированы в корпусе любым известным путем. Преимущественно устройство содержит несколько уровней размещения труб в секции нагревателя. Вышеуказанное техническое решение обеспечивает нагрев поступающих в секцию семян бобовых культур до необходимой температуры в течение короткого промежутка времени. Предпочтительно для повышения теплоотдачи и создания эффекта смешивания обрабатываемых семян бобовых культур желательно, чтобы трубы в секции были расположены параллельно со смещением от ряда к ряду. Но для усиления теплового воздействия на обрабатываемые семена бобовых культур трубы могут быть расположены параллельно в ряду, но в соседних рядах трубы могут быть расположены под углом относительно направления труб предыдущего ряда. Кроме того, внутренние объемы труб в ряду и/или в секции могут быть соединены между собой в корпусе более одного раза с образованием сетчатой структуры. Это обеспечит большую теплоотдачу внутри корпуса. В одном из вариантов реализации разработанного устройства может быть использован корпус прямоугольного сечения в поперечнике, при этом трубы, изготовленные из стали, проходя через внутренний объем корпуса, частично выходят за его пределы и закреплены сварными или резьбовыми соединениями на корпусе. При этом вне пределов корпуса трубы соединены в единую систему путем сообщения внутренних объемов труб изогнутыми полыми перемычками. Однако корпус может иметь в сечении и отличную от прямоугольной форму. Кроме того, соединение труб полыми перемычками может быть произведено и внутри корпуса. С одной стороны, это несколько усложняет монтаж, но, с другой стороны, несколько уменьшает тепловые потери. Теплоноситель поступает первоначально в верхние ряды труб, проходит по объединенной системе труб, нагревая внутреннее пространство корпуса и обрабатываемые семена бобовых культур и выходит из одной из труб нижнего ряда. В некоторых вариантах реализации разработанной конструкции теплоноситель затем поступает в теплообменник, нагревается там и повторно поступает на вход системы труб. Для обеспечения термической инактивации семян любых бобовых культур желательно, чтобы устройство содержало более одной секции нагревателя. Для уменьшения тепловых потерь желательно использовать термоизолированный корпус устройства. Термоизоляция корпуса может быть произведена любым известным путем. На выходе из корпуса может быть установлено средство регулирования скорости перемещения семян по устройству. Предпочтительно оно может быть выполнено в виде ирисовой диафрагмы и/или средства создания колебаний устройства.
Термическую инактивацию семян бобовых культур проводят следующим образом.
Семена бобовых культур, подлежащие термической инактивации, загружают в, по меньшей мере, один приемный бункер. В случае использования одного бункера при необходимости получения смеси термически инактивированных семян различных бобовых культур в приемном бункере происходит их смешивание. В случае использования нескольких бункеров в каждый из используемых бункеров помещают семена одной из бобовых культур и, регулируя удельную подачу через норию семян каждого бобового растения на транспортер системы подачи исходных семян бобовых культур в бункер-накопитель, производят на транспортере предварительное составление смеси семян бобовых культур заданного состава. Затем осуществляют перемещение семян (или смеси семян) в бункер-питатель. Из бункера-питателя предпочтительно самотеком исходные семена поступают устройство термической инактивации семян. При этом предварительно во внутренний объем труб устройства термической инактивации семян подают поток теплоносителя. В устройстве термической инактивации обрабатываемые семена самотеком перемещаются в направлении сверху вниз, проходя через секции нагрева. Для постоянства скорости перемещения возможно использование генератора вибрации, воздействующего на устройство термической инактивации. Удаление термообработанных бобов осуществляют из нижней части указанного устройства. Выделившаяся при термической инактивации семян влага в виде пара удаляется через загрузочное отверстие устройства термической инактивации. Теплоноситель, проходя по системе труб сверху вниз через все секции, разогревает внутренний объем корпуса. В процессе перемещения семян бобовых культур внутри корпуса происходит их термообработка с инактивацией. Поскольку скорость перемещения семян бобовых культур внутри корпуса предпочтительно практически постоянна, то все обрабатываемые (инактивируемые) семена получают практически одинаковое количество тепловой энергии. Это обеспечит при одинаковой скорости перемещения смеси бобов в вертикальной плоскости одинаковые условия прогрева смеси. При необходимости скорость перемещения обрабатываемых (инактивируемых) семян по корпусу может быть уменьшена или увеличена с использованием средства регулирования скорости перемещения семян по устройству (предпочтительно в виде заслонки) или приданию корпусу устройства термической инактивации вибрации.
При перемещении смесь бобов поступает в первую зону нагрева, где к каждому семени подводят определенное количество тепловой энергии. При дальнейшем перемещении в семени происходит процесс перераспределения тепла и влаги. При указанном процессе перераспределения подведенная во время первой ступени нагрева тепловая энергия равномерно перераспределяется по всему объему семени. Промежуток времени, во время которого в семени осуществляется процесс перераспределения тепла и влаги, то есть промежуток времени между окончанием первой ступени нагрева и началом второй ступени нагрева продукта, предпочтительно не превышает удвоенной продолжительности нагрева продукта. Указанное временное соотношение между продолжительностью ступени нагрева и ступени перераспределения тепла и влаги определено эмпирически. Как показали проведенные исследования, при выходе за границу указанного диапазона происходит существенное увеличение энергоемкости всего процесса без увеличения указанного технического результата. При дальнейшем перемещении термически инактивируемых семян они поступают во вторую зону нагрева, где к каждому предварительно нагретому во время первой ступени нагрева семени подводят определенное количество тепловой энергии. За счет подведенного во время второй ступени нагрева тепла происходит нагрев остаточной влаги в семени. При дальнейшем перемещении семена выходят из зоны нагрева, и в семени происходит процесс дальнейшего перераспределения тепла и влаги. Далее ступени повторяются описанным выше образом, то есть осуществляют ступенчатый нагрев влаги каждого семени до необходимой температуры и перераспределения тепла и влаги после каждого цикла нагрева. Нагрев семян приводит к разрушению и значительному снижению активности содержащихся в семенах веществ, вызывающих плохой запах, вкус и вкусо-ароматические ощущения в готовых продуктах, т.е. повышению потребительских характеристик готового продукта.
После прохождения устройства термической инактивации термообработанные семена поступают по системе транспортировки термообработанных семян в охладитель семян, где происходит принудительное охлаждение термически инактивированных семян с сохранением значительного количества усвояемых аминокислот и белка. После охладителя термообработанные семена поступают в первый измельчитель термообработанных семян, где их раскалывают на 2-4 части. Измельченные бобы поступают в увлажнитель, где влажность измельченных семян доводят до установленной стандартом величины. Одновременно, при необходимости, происходит дополнительное охлаждение термообработанных семян бобовых культур. Увлажненные частицы поступают во второй измельчитель термообработанных семян, где получают частицы размером до 1-2 мм. Измельченные частицы через систему выгрузки измельченных термообработанных семян поступают на склад или в транспортный узел предприятия.
Ниже приведены примеры реализации заявленного кормового продукта.
1. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Люпин
1
Кормовые бобы
1
Соя
98.
Содержание антипитательных веществ 2,3 от изначального количества, себестоимость примерно 91% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
2. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Люпин
10
Кормовые бобы
10
Соя
80.
Содержание антипитательных веществ 1,9 от изначального количества, себестоимость примерно 76% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
3. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Люпин
80
Кормовые бобы
5
Соя
15.
Содержание антипитательных веществ 1,5 от изначального количества, себестоимость примерно 41% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
4. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Люпин
85
Соя
15.
Содержание антипитательных веществ 1,6 от изначального количества, себестоимость примерно 39% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
5. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Кормовые бобы
50
Соя
50.
Содержание антипитательных веществ 1,7 от изначального количества, себестоимость примерно 49% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
6. Кормовой продукт, содержащий (мас.% в пересчете на лущеные семена):
Люпин
34
Кормовые бобы
33
Соя
33.
Содержание антипитательных веществ 1,6 от изначального количества, себестоимость примерно 52% от кормового продукта, содержащего только соевые бобы.
Согласно проведенным исследованиям ингредиенты (термически инактивированные семена кормовых бобов, люпина и сои) содержат в наиболее предпочтительном варианте реализации от 1,5 до 2,3% от изначального, присущего исходным семенам, количества антипитательных веществ, при этом себестоимость готового продукта составляет 40-80% от себестоимости кормового продукта, содержащего только соевые бобы при наличии всех незаменимых аминокислот.