Эффективность измельчения лигниноцеллюлозы для производства полнорационного комбикорма

Таким образом, данные опыта свидетельствуют, что по длине тела и массе веслоносы опытной группы, выращенные на гранулированных комбикормах, во все возрастные периоды уступали аналогичным показателям контрольной, которой скармливали природный корм (живую дафнию). Данный факт объясняется тем, что в природе веслонос улавливает электрические сигналы, идущие от живых организмов, и использует эту способность для своего питания. Гранулированный комбикорм не издает электрических импульсов и поэтому потребляется веслоносом хуже, чем природный живой, поскольку рыба для поиска приготовленного корма использует только обонятельные и вкусовые рецепторы.

Однако гранулированный комбикорм имеет повышенную питательную ценность, сохраняет физическую форму и не тонет в воде в течение 30 минут за счет добавления в него измельченной садовой улитки. Поэтому, несмотря на несколько худшие показатели роста веслоноса, выращенного на гранулированном комбикорме, его использование позволяет увеличить производство рыбы за счет выращивания большего количества на единицу площади, решает проблему кормления веслоноса в зимний период и является экономически выгодным.

Заключение. 1. Применение разработанного нами гранулированного комбикорма позволяет выращивать веслоноса в установках замкнутого цикла водоснабжения (УЗВ) в возрасте от малька до двух лет и старше.

2. Интенсивность роста веслоноса, выращенного на гранулированном комбикорме, уступает энергии роста веслоноса, выращенного на естественном корме из живой дафнии, однако использование комбикорма позволяет увеличить плотность посадки веслонос и значительно повысить выход рыбопродукции с единицы водной площади в УЗВ, компенсируя несущественно определенное снижение энергии роста, и отказаться от живой дафнии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Григорьев, С. С. Биологические основы и основные направления разведения рыбы индустриальными методами: уч. пособ. для студентов специальности 110901 «Водные биоресурсы и аквакультура» очной и заочной форм обучения / С. С. Григорьев, Н. А. Седова // Индустриальное рыбоводство. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2008. - Вып. 2. -Ч. 1. - 186 с.

2. Желто в, Ю. А. Кормление разновозрастных ценных видов рыб в фермерских рыбных хозяйствах / Ю. А. Желтов. -Киев: Фирма «ИНКОС», 2006. - 221 с.

3. Желтов, Ю. А. Организация кормления разновозрастного карпа в фермерских рыбных хозяйствах / Ю. А. Желтов. -Киев: Фирма «ИНКОС», 2006. - 282 с.

4. Комбикорма для рыб и механизация их приготовления / О. П. Калиновская и [др.]. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1973. - С. 1-52.

5. Онученко, О. В. Основи рибогосподарського освоення веслоноса Polyodon spathula ^а1Ьаит) / О. В. Онученко, О. М. Третяк, О. В. Кулешов. - К.: Вища освгга, 2003. - 111 с.

6. Привез енцев, Ю. А. Выращивание рыб в малых водоемах. Руководство для рыбоводов-любителей / Ю. А. Приве-зенцев. - М: Колос, 2000. - 128 с.

7. Проскуренко, И. В. Замкнутые рыбоводные установки / И. В. Проскуренко. - М: Издательство ВНИРО, 2003. - 152 с.

8. Шерман, I. М. Год1вля риб / I. М. Шерман и [др.]. - К.: Вища освгга, 2001. - 269 с.

УДК 636.085

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЛИГНИНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ПОЛНОРАЦИОННОГО КОМБИКОРМА

В. А. ЗАЛЬЦМАН, В. В. КОЛЯГИНА

ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», г. Челябинск, Россия, 454080

Резюме. Совместно с ООО «Биоэнергия» нами исследовано качество совместного измельчения зерна и соломы пшеницы, а также вегетативной части и бобов люпина с целью получения основного компонента (сухого монокорма) для выработки полнорационного комбикорма. Основное внимание уделялось качеству измельчения лигниноцеллюлозного растительного сырья. Такой выбор исследования обусловлен дешевизной и доступностью сырьевой базы, полезностью для организма животных незаменимых кислот, углеводов и протеина. На сегодняшний день большинство хозяйств, занимающихся молочным скотоводством, подошли к тому рубежу потенциальной продуктивности скота, после которого протеина, содержащегося в основных кормах, не хватает для повышения надоев. Предприятия вынуждены закупать дорогие белковые добавки. Предложенный метод качественного измельчения кормового сырья, в том числе и белкового, способствует решению этой задачи.

Ключевые слова: сухой монокорм, измельчение, комбикорм, продуктивность, протеин.

Summary. Together with LLC «Bioenegria» we studied the quality of co-milling of wheat grain and straw as well as lupine beans and its vegetative part in order to get the main ingredient (dry monofeed) for production of complete feed concentrate. Special consideration was given to the quality of milling lignocellulose plant raw material. The choice of research was determined by low price and availability of raw material supplies base, benefits of essential amino acids, carbohydrates and protein to animal health. Currently, most farms engaged in dairy cattle breeding came to that level of livestock efficiency after which there is not enough protein in the main feeds to raise milk yields. Farm firms have to buy expensive protein supplements. The proposed method of qualitative milling of feedstocks including protein raw material facilitates a solution to the problem

Key words: dry monofeed, size reduction (crushing /milling/ chipping), feed concentrate, productivity, protein.

Введение. Развитие сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности может стать «точкой роста», причем не только на федеральном, но и на региональном уровне. Ответ России на экономические санкции Запада открывает новые перспективы перед южноуральскими аграриями.

АПК давно стал для Челябинской области не просто «вспомогательной» отраслью экономики, а едва ли не локомотивом ее развития. Так в 2013 году налоговые поступления в консолидированный бюджет региона от этой деятельности составили почти 7 млрд. рублей. При этом поддержка из областной казны едва превысила 1 млрд. рублей.

В то же время, отрасль активно инвестируется: с 2010 года в АПК региона реализуются 17 крупных инвестпроектов. Общий объем вложений (включая собственные и кредитные ресурсы) составил 35 млрд. рублей. При выходе всех объектов на проектную мощность в 2015 году будут созданы в общей сложности 5 тысяч новых рабочих мест.

При этом самообеспечение области молоком не превышает 43 %. Экономика мясного скотоводства и ее рентабельность также не внушает оптимизма. Особенно неудовлетворительное положение складывается с производством кормов и кормового зерна.

Во многие хозяйства Челябинской области несколько лет назад были завезены чистопородные высокоудойные коровы и мясной скот из Европы, Канады и Австралии. Но высокой отдачи из этой затратной импортной сделки не вышло. В первую очередь из-за неэффективных технологий содержания и низкого качества кормов. Крайне низким оказался и выход телят. Потери поголовья за 2 года составили до 50 %.

Анализ источников. Корма являются одним из важнейших факторов в повышении продуктивности животных. Мировой и отечественный опыт показывают, что, например, продуктивность молочного скота на 60 % зависит от уровня и полноценности кормления, на 30 % - от генотипа и наследственности и на 10 % - от условий содержания. Кормопроизводство - крупный и наиболее сложный сектор сельской экономики. Объемы производства кормов в физическом исчислении намного превышают валовое производство всей другой продукции растениеводства. Более 75 % времени, энергии и средств, расходуемых в растениеводстве, затрачивается на производство кормов. При этом (с учетом площадей, занятых полевыми кормовыми культурами, зерновыми на фуражные цели) используется 78,6 % сельскохозяйственных угодий России, в том числе 60 % пашни [1].

В области частично решить проблему дефицита сахара и белка в кормах пытаются за счет расширения посевов кукурузы на зерно, сорго, сои, люпина, рапса, амаранта. Но в настоящее время только 46 % заготовленных кормов по данным лаборатории «Агрохимцентра» можно отнести к кормам 1-3 класса, в первую очередь из-за высокой кислотности и низкой обеспеченности протеином. Область, как и вся Россия, находится не только на «нефтяной», но и на «белковой игле».

В табл. 1 приведены данные ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский» за 2010-2013 гг. по качеству кормов в регионе.

Количество исследуемых кормов по Челябинской области в целом по сравнению с 2010-2012 гг. уменьшилось, не классных кормов возросло по сену от 6 % до 16 %, по сенажу с 7 % до 36 %. Связано это в основном с низким содержанием сырого протеина в кормах и высокой кислотностью. При заготовке силоса и сенажа нарушается технология, результатом является низкое содержание сухого вещества и высокое содержание масляной кислоты. Классность кормов оценивается по наихудшему показателю, согласно ГОСТ: сено - ГОСТ 4808-87, силос - ГОСТ 23638-90, сенаж - ГОСТ 23637-90. С января 2014 года в силу вступил новый ГОСТ на сено и сенаж - ГОСТ Р 55452-2013. Сено в основном злаковое - костер, житняк, тимофеевка, сенаж из смеси злаковых - овес, пшеница. Высокобелковых культур мало.

На наш взгляд, проблема кислотности кормов и низкой белковости должна решаться как за счет расширения посевов сои и люпина, так и путем применения технологии производства сухого монокорма - основной составляющей полнорационных комбикормов.

Таблица 1. Качество кормов в Челябинской области за период 2010-2013 гг.

Вид корма Заготовлено Исследовано Исслед. % к заготов. 1 кл. о4 2 кл. о4 3 кл. о4 о4 К. ед. О % О ;§ Перев. прот., г П.П на к.ед., г Норма г на 1 к.ед.

Сено

2010 143,1 90,7 63 8,4 9 30,1 33 46,5 52 5,7 6 0,49 7,2 44,3 90,4 100130

2011 217,6 81,4 37 11,2 14 25,1 31 36,3 45 8,8 10 0,49 7,2 46,3 94,4

2012 110,8 60,2 54 5,24 9 16,4 27 29,4 49 9,1 15 0,48 7,2 42,4 88,3

2013 137,8 43,6 32 3,42 8 13,9 32 17,2 40 9,2 16 0,49 7,2 44,5 90,8

Силос

2010 155,1 119,1 77 52,6 44 57,3 48 5,2 5 4,0 3 0,23 2,8 15,6 67,7 100130

2011 413,8 218,9 53 98,4 45 81,6 37 28,2 13 10,7 5 0,22 2,8 14,3 65,1

2012 121,8 88,8 73 17,1 19 41,8 47 15,9 18 14,0 16 0,21 2,8 14,2 67,6

2013 339,1 125,6 37 56,2 43 32,0 25 25,9 21 17,5 14 0,23 2,8 14,2 61,7

Сенаж

2010 480,2 199,0 41 27,0 14 65,0 33 8,0 46 15,4 7 0,26 3,7 25,8 112,2 100130

2011 847,2 425,0 50 19,7 5 77,7 18 201,8 47 125,8 34 0,22 3,7 23,6 107,5

2012 231,3 189,4 82 14,4 8 55,5 29 53,5 28 65,9 34 0,25 3,7 26,6 106,4

2013 427,6 181,6 42 9,8 5 39,7 22 67,2 37 64,9 36 0,25 3,7 27,7 98,8

Измельченные растительные материалы в сельском хозяйстве применяют в виде мульчи, витамин-но-белковых кормовых добавок и в качестве основного компонента полнорационного комбикорма.

В РФ вегетативная часть полевых культур используется неудовлетворительно, а в Австрии из соломы производят натуральный безопасный подсластитель для лечения диабета - «Эритрит». В Канаде для откорма скота используют измельченные стебли растений. В целом солома по питательной ценности мало уступает зерну. Вопрос в качестве ее подготовки к скармливанию.

Механическая активация продуктов переработки зерна и соломы является сложным физико-химическим процессом накопления потенциальной энергии вещества и повышения его химической активности за счет увеличения поверхностной энергии и энергии внутреннего строения при тонкодисперсном измельчении массы. Этот процесс определяется изменением энергетического состояния, физического строения и химических свойств под действием механических сил при измельчении.

Растительную муку получают измельчением сельскохозяйственного сырья на аппаратах молоткового и ножевого типа. Так как при интенсивном воздействии возможно протекание процессов гидролиза и окисления питательных веществ и витаминов, для сохранения качества получаемого продукта целесообразно применять менее энергоемкое оборудование. Следовательно, интенсификация процесса измельчения растительного сырья при одновременном уменьшении мощности механического воздействия является актуальной задачей.

В ООО «Биоэнергия» (директор Красильников О. Ю.) нами разработана специальная энергоэффективная измельчительная машина «Шмель» ножевого типа. Она способна качественно измельчать зерно, полову и солому. Растительное сырье должно быть заготовлено в период молочно-восковой спелости зерна. Именно в этот период оно содержит наибольшее количество питательных веществ.

Дробилка работает по следующей схеме: продукт из приемного устройства направляется в рабочую зону машины, которая состоит из ротора с плоскими ножами (скорость вращения ротора 70 м/с), сита и металлических ребристых дек. Измельченные частицы проходят через отверстия сита, посту-

пают в воздухозаборный патрубок и удаляются из машины. Продукт измельчается в результате ударов ножей ротора и воздействия ребристой деки.

Построение процесса дробления компонентов зависит от производительности завода и ассортимента вырабатываемых комбикормов. Так как молотковая дробилка является универсальной машиной, способной измельчать различные компоненты, то на заводах небольшой производительности для измельчения нескольких компонентов можно использовать одну машину. На крупных предприятиях их устанавливают 2-3 штуки.

Строение растительных волокон определяет их устойчивость к большим механическим нагрузкам: упорядоченные участки целлюлозных волокон придают всей структуре жесткость, а аморфные прослойки в волокнах целлюлозы и аморфный матрикс гемицеллюлоз, пектиновых веществ и лигнина -гибкость.

Известно также, что при механической нагрузке на аморфно-кристаллические полимеры, в частности при растяжении, деформации подвергаются именно аморфные прослойки полимера [2]. Поэтому качественное измельчение увеличивает площадь соприкосновения пищевой массы и пищеварительных ферментов и улучшает его усвояемость.

В табл. 2 приведены данные наших исследований по качеству измельчения на различных машинах. Определение гранулометрического состава сухого монокорма проводилось методом ситового анализа. Навеску измельченного зерна и соломы просеивали через сито 80 мкм, затем определяли содержание прохода через сито.

Таблица 2. Гранулометрический состав сухого монокорма, полученного при совместном измельчении зерна,

половы и соломы пшеницы и люпина

Культура Массовая доля фракции частиц с размером <1 мм, %

Молотковая дробилка

Пшеница 3

Люпин 5

Дробилка ножевого типа «Шмель»

Пшеница 45

Люпин 48

Цифры свидетельствуют о значительно более качественной работе ножевой дробилки.

Продукты при совместном измельчении вегетативной части растения и зерна отличаются не только высоким содержанием пищевых волокон, но и содержат органические компоненты, среди которых обнаружены соединения группы флавоноидов (в том числе рутин и кверцетин), липиды, полисахариды, аминокислоты, витамины группы В и др., относящиеся к ценным биологическим активным веществам. В составе золы обнаружены такие элементы, как калий, натрий, медь, серебро, кальций, магний, цинк, алюминий, марганец, железо, никель, хром, фосфор [3].

Заключение. Производство сухого монокорма при совместном измельчении зерновой и вегетативной части растения позволяет сбалансировать корма по протеину и клетчатке.

Качественное измельчение лигниноцеллюлозного сырья решает проблему кислотности основных кормов, применяемых как в молочном животноводстве, так и при откорме скота.

Использование монокорма при производстве кормов сокращает применение зерна на 40 %.

Себестоимость полнорационного комбикорма снижается на 30 %.

ЛИТЕРАТУРА

1. Куксенко, В. С. Изучение плотности межкристаллитных прослоек в ориентированных полимерах физика твердого тела / В. С. Куксенко, А. И. Слуцкар. - М.: 1968. - Т. 10. - С. 838-847.

2. Лаврова, Л. Ю. Механоактивированные органопорошки - биокорректоры питания / Л. Ю.Лаврова, И. А. Якутова, Г. А. Усов // Материалы I Международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства - стратегия развития инновационной экономики». - Екатеринбург: изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2011. - Секция 2. Интеграция науки и производства. Трансфер технологий. - Ч. 1. - С. 167-169.

3. Свечников, П. Г. Люцерна: технологии производства монокорма и воспроизводства семян: рекомендации для работников сельского хозяйства / П. Г. Свечников, В. А. Зальцман. - Челябинск: ЧГАА, 2010. - 48 с.