СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕЛКОВЫХ КОРМОВЫХ СМЕСЕЙ
METHOD FOR PRODUCING PROTEIN FODDER MIXTURES

Изобретение относится к области обработки продуктов полеводства, 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 характеризует отраслевая технологическая инструкция 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.
Известный способ приготовления кормовых смесей содержит механическое смешивание твердых растительных продуктов (шрота или жмыха разного сырья и отходов зернового производства - отрубей ржаных и пшеничных, пивных дробины и/или дрожжей) с послеспиртовой (этиловой) горячей бардой, последующее измельчение и перетирание (диспергирование) твердой фазы взвеси в роторном измельчителе-диспергаторе (РИД), оснащенном кавитатором.
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, в результате чего резко повышается дисперсность суспензии.
От трения струйных потоков о стенки емкости и профилированные каналы функциональных механизмов температура суспензии повышается и происходит разложение ферментов трипсина и олигосахаров при сопутствующем улучшении питательности продукта.
Технологический процесс переработки кормового сырья основан на следующих взаимосвязанных процессах:
- первичном и вторичном гидроударе (плющение и разрывание зерна, волокнистых компонентов);
- механическом измельчении, резании рабочими кромками ротора и статора, образующих многозаходные спиральные каналы, компонентов кормов и их перетирании - диссипации;
- разрывном эффекте кавитации.
Температурный режим (70-90°C) не разрушает растительные белки, витамины и ферменты, притом что кавитация позволяет разрушить большинство патогенных микроорганизмов, грибов и т.п., чем обеспечивается мягкая термально-кавитационная пастеризация кормовых смесей в процессе приготовления.
Известные влажные гомогенные кормовые смеси, опробованные на свиноматках и позже на опоросе, показали превосходство над базовыми сухими кормовыми смесями, обеспечив лучшие воспроизводительные и лактационные способности маток, питающихся модернизированными кормовыми смесями, интенсивность роста поросят.
Однако недостатком известного продукта является непригодность для непосредственного кормления молодняка из-за несбалансированности смеси, пригодной только для скармливания в форме «молочка», которое длительно не сохраняется.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение питательной ценности длительно сохраняемых кормовых смесей, пригодных для выкармливания молодняка.
Требуемый технический результат достигается тем, что известный способ получения кормовой смеси, содержащий приготовление взвеси в роторном измельчителе-диспергаторе из шрота или жмыха и барды при температуре 70-90°C, из которой сепарируют фугат, обогащенный отходами зернового производства в смесителе, отличается тем, что в барду дополнительно вводят измельченные бобовые и совместно с зерновыми диспергируют в роторном измельчителе-диспергаторе, оснащенном кавитатором, в течение 7-10 минут, а после центрифугирования полученную взвесь выдерживают в течение суток в присутствии целлюлазы для расщепления клетчатки до глюкозы или дисахарида в емкости, снабженной барботером, после чего в смеситель вводят измельченные отруби и/или дробину пивную и затем из приготовленной взвеси удаляют избыточную влагу, причем сушку проводят до содержания влаги в готовом продукте не выше 9 мас. %.
Другой особенностью предложенного способа является то, что сепарированный фугат дополнительно обогащают незаменимыми аминокислотами, распределенными в объеме.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили получение кормовой смеси, пригодной для откармливания молодняка животных, птицы и рыб.
Дополнение кормовой смеси введением предварительно измельченных бобовых направлено на более полное сбалансирование продукта за счет повышения долевого содержания белка.
Совместное диспергирование бобовых в форме взвеси в горячей барде, наполненной шротом и/или жмыхом, упрощает техпроцесс получения высокоэффективной суспензии, содержащей мелкодисперсную твердую фазу, обогащенную белками.
Конструктивно организованная кавитация в РИД, за счет микровзрывов образующихся при этом воздушных пузырьков, обеспечивает механическое дробление обрабатываемых растительных компонентов смеси, что способствует получению мелкодисперсной твердой фазы приготавливаемой взвеси.
Циркулирование приготавливаемой суспензии в роторном диспергаторе-измельчителе в течение времени меньше 7 минут гарантированно не обеспечивает полного разложения антипитателей, ингибитора трипсина, аминосахаров.
Диспергирование твердой фазы технологической суспензии в роторном измельчителе-диспергаторе больше 10 минут не дает заметного улучшения продукта, поэтому не целесообразно.
Центрифугирование приготовленной технологической суспензии позволяет сепарировать фугат с низким содержанием твердой фазы для использования в дальнейшей переработке и кек, направляемый для отдельной утилизации.
Обогащение фугата незаменимыми аминокислотами, распределяемыми в объеме, повышает по определению питательную ценность готовой кормовой смеси и улучшает ее усвояемость молодняком животных, птицы и рыб.
Выдержка в течение суток фугата, содержащего взвесь измельченных шрота (жмыха) и бобовых в барде, в присутствии целлюлазы необходима для полного расщепления не усваиваемой клетчатки в результате брожения целлюлазы с образованием легко усвояемых глюкозы или дисахарида, что повышает эффективность кормовой смеси в целом, которая пригодна для откорма молодняка.
Барботирование смеси фугата с целлюлазой в технологической емкости суточной выдержки необходимо для ее перемешивания с целью интенсификации процесса гидролизного расщепления клетчатки во всем объеме фугата, что значительно повышает усвояемость готовой кормовой смеси.
Размещение зерновой составляющей кормовой смеси (отрубей и дробины пивной) в смесителе, куда подают приготовленную суспензию на основе барды, прошедшую ферментатацию на суточной выдержке, упрощает смешивание их компонентов и, главное, позволяет объемно и механически разгрузить РИД на операции формирования твердой фазы из шрота или жмыха и бобовых.
Отделение избыточной влаги (до 60 мас. %) из приготовленной взвеси центрифугированием повышает концентрирование кормовой смеси.
Проведение сушки приготовленного готового кормового продукта до содержания влаги не выше 9 мас. %, установленных нормативно, необходимо для продолжительного хранения смеси, которую гранулируют для предотвращения слеживаемости и удобства при кормлении смесью с повышенной сыпучестью.
Следовательно, каждый 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 аппаратурной реализации способа приготовления кормовых смесей.
Технологический поток включает следующие операции, выполняемые на взаимосвязанном оборудовании, включающем емкость 1 для барды послеспиртовой объемом 1000 л, связанной магистральным 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 160-300 кг подаются в РИД 6 на смешивание с пульпой измельченных бобовых в барде, поступающих из смесителя-измельчителя 3.
При циркуляции этой смеси компонентов в РИД 6 происходит разогрев взвеси до температуры 70-90°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, который отдельно утилизируется, и фугат, поступающий в промежуточную технологическую емкость 12, куда из дозатора 13 вводят четыре незаменимых аминокислоты для улучшения качества конечного продукта.
Далее 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 и шрота или жмыха общей массой 160-300 кг, которые содержатся в емкостях 19 и 20 соответственно.
При этом шрот иди жмых предварительно измельчают в муку в диспергаторе-измельчителе 20, приготовленную муку из емкости 22 подают в молотковый измельчитель 18, где перемалываются отруби или дробина пивная в смеси с мукой шрота или жмыха.
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 без потери потребительских свойств.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Отличия способа приготовления кормовой смеси с повышенной биологической ценностью и сбалансированностью питательных веществ, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалистов по животноводству.
Изготовление кормовой смеси возможно на действующем в отрасли оборудовании с регулированием технологических параметров.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
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.