СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОГО КОРМА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ
METHOD AND DEVICE FOR PREPARING ECONOMICAL FEED FOR LIVESTOCK AND POULTRY

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям составления кормовых рационов и кормления животных и птицы и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.
Известен комплекс безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии (см. Патент РФ 2423826. Комплекс безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии / А.В. Дубровин // БИ №20, 2011.). На птицефабрике птичий помет используется для выращивания навозных (дождевых) червей, которые высушиваются, размалываются, обеззараживаются и используются при производстве корма в качестве кормовой добавки.
Недостатком данного технического решения является отсутствие учета в реальном времени качественного и количественного состава (рациона) корма и соответствующей возможности экономически рационально управлять им для достижения наивысшей технико-экономической эффективности процесса приготовления корма и кормления сельскохозяйственных животных или птицы.
Задачей изобретения являются составление экономичного кормового рациона для животных и птицы, достижение экономически оптимального, биологически и энергетически рационального режима кормления сельскохозяйственных животных или птицы при снижении затрат на корм.
В результате использования изобретения обеспечивается существенная, вплоть до полной, замена мясокостной муки кормовой добавкой на основе муки из вермикультуры (дождевых червей) собственного производства при приготовлении корма, такое количественное значение расхода кормовой добавки на основе муки из дождевых червей, при котором обеспечивается на данный момент времени наименьшая стоимость корма, а также наивысший прирост прибыли от действия наиболее затратного технологического процесса приготовления корма для сельскохозяйственных животных и птицы.
Технический результат достигается тем, что предложен способ приготовления экономичного корма для животных и птицы, включающий в себя подготовку пометного компоста, разведение дождевых червей при поддержании наилучшего значения температуры пометного компоста с дождевыми червями для их роста, отделение дождевых червей от пометного компоста, сушку и высокотемпературное обеззараживание дождевых червей, размельчение дождевых червей, подмешивание кормовой добавки к корму, задание расхода кормовой добавки, при этом измеряют расход кормовой добавки, сравнивают заданный и измеренный расходы, в зависимости от результата сравнения дополнительно нагревают пометный компост с дождевыми червями, посредством вибрации части пометного компоста с дождевыми червями отделяют вышедших на поверхность компоста дождевых червей, дополнительно обеззараживают сверхвысокочастотным излучением, излучениями более высокочастотных диапазонов или ускоренными электронами полученную кормовую добавку и корм для животных и птицы.
Технический результат достигается также тем, что устройство приготовления экономичного корма для животных и птицы содержит источник питания, при этом в него введены задатчик расхода кормовой добавки, датчик расхода кормовой добавки, элемент сравнения, логический элемент «ИЛИ», релейный элемент, программный таймер, электропривод скребков пометного компоста с дождевыми червями, нагреватель пометного компоста с дождевыми червями, электропривод вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями, электропривод транспортера дождевых червей, нагреватель сушильной камеры для дождевых червей, электропривод мельницы дождевых червей, излучательный элемент облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма, электропривод транспортера кормовой добавки, электропривод смесителя кормовой добавки с кормом, электроприводы подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы, вход задатчика расхода кормовой добавки является входом устройства, выходы задатчика расхода кормовой добавки и датчика расхода кормовой добавки соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом релейного элемента, а второй вход логического элемента «ИЛИ» соединен с выходом программного таймера, вход которого подключен к входу устройства, выход источника питания через релейный элемент подключен к входам электропривода скребков пометного компоста с дождевыми червями, нагревателя пометного компоста с дождевыми червями, электропривода вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями, электропривода транспортера дождевых червей, нагревателя сушильной камеры для дождевых червей, электропривода мельницы дождевых червей, излучательного элемента облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма, электропривода транспортера кормовой добавки, электропривода смесителя кормовой добавки с кормом, электроприводов подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером. Известно, что в состав современного корма для птицы традиционно входит мясокостная мука, содержащая много белка (см. табл.1,…, 7). Цена ее составляет 10…36 руб./кг. Мука из вермикультуры, как видно из таблиц, ничем не уступает муке мясокостной и даже превосходит ее, а цена составляет 1,0…1,5 руб./кг на Украине и себестоимость 3,4 руб. на Филиппинах (по данным Интернет). Одна тонна органической пищи при переработке ее червями дает кроме 600 кг гумусного удобрения 100 кг биомассы червей, которая отличается высокой питательной ценностью. Тело червей содержит аминокислоты, в том числе особенно важные - лизин и метионин. В состав биомассы входят многочисленные ферменты, витамины, микроэлементы. Сухие вещества тканей составляют 17…23%, Они содержат кроме других компонентов, сырого протеина до 60%, липидов 6…9% и азотистых экстрактивных веществ от 7 до 16%. С 1 га производственной площади в год молено получить до 40 т сухой кормовой муки стоимостью 1 руб. за 1 кг. Коэффициент перевода питательных веществ этой сухой кормовой муки из червей в живую биомассу животных и птицы является лучшим из известных коэффициентов перевода. Это одна из выгоднейших операций по превращению отходов в полноценный белок. В природе нет другого подобного столь мощного воспроизводства промышленным способом источника полноценного белка. Для приготовления кормовой муки дождевых червей отделяют от субстрата, моют, высушивают и измельчают. Такая мука по аминокислотному составу приближается к мясной, превосходя ее по содержанию всех незаменимых аминокислот за исключением глицерина, количество которого ниже (3% против 6%). Поэтому целесообразна существенная и даже полная замена части и даже всей мясокостной муки при приготовлении корма этой кормовой добавкой на основе муки из вермикультуры (дождевых червей) собственного производства, поскольку птичий помет для питательного компоста также производится на птицефабрике в значительном количестве.
Осуществить это вполне возможно: современные аппаратно-программные комплексы по составлению рационов кормов позволяют расчетным путем определить соотношение не только обязательных по нормам, но и аналогичных по своему составу ингредиентов корма (Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б. «КОРАЛЛ. Кормление птицы. Комплексная оптимизация и анализ кормосмесей, комбикормов, премиксов. Руководство пользователя. - М.: 1996-2010). Вводя данные таблиц 1 и 2 по червям в компьютер, можно получить в автоматизированном режиме оптимальное (наилучшее) содержание или расход (массу в единицу времени) выбранного компонента муки из червей в корме при наличии в корме мясокостной муки и при ее отсутствии. Причем энергетическое содержание корма в том и другом случае обеспечивается на заданном зоотехническими нормами уровне. Цена корма в последнем случае наименьшая, поскольку уже в настоящее время цена муки из червей ориентировочно в 3…30 раз меньше цены мясокостной муки разных сортов. Поэтому на птицефабрике за счет только малой части экономии затрат на белковую составляющую корма легко организовать и построить быстро окупающуюся автоматизированную систему управления кормовой добавкой собственного производства на основе вермикультуры (дождевых или компостных червей).
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 приведена структурно-функциональная схема технологии приготовления корма с добавкой из вермикультуры: 1 - подготовка пометного компоста, 2 - разведение дождевых червей, 3 - отделение дождевых червей от пометного компоста, 4 - дождевые черви, 5 - гумус и пометный компост, 6 - сушка, размельчение дождевых червей и обеззараживание кормовой добавки, 7 - цех приготовления кормовой добавки, 8 - подмешивание кормовой добавки к корму, 9 - экономичный корм для птицы, 10 - кормоцех.
На фиг.2 приведена структурно-функциональная схема устройства по способу экономичного приготовления корма для животных и птицы: 11 - источник питания, 12 - задатчик расхода кормовой добавки, 13 - датчик расхода кормовой добавки, 14 - элемент сравнения, 15 - логический элемент «ИЛИ», 16 - релейный элемент, 17 - программный таймер, 18 - электропривод скребков пометного компоста с дождевыми червями, 19 - нагреватель пометного компоста с дождевыми червями, 20 - электропривод вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями, 21 - электропривод транспортера дождевых червей, 22 - нагреватель сушильной камеры для дождевых червей, 23 - электропривод мельницы дождевых червей, 24 - излучательный элемент облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма, 25 - электропривод транспортера кормовой добавки, 26 - электропривод смесителя кормовой добавки с кормом, 27 - электроприводы подачи тары и упаковки экономичного корма для птицы.
Способ осуществляется следующим образом (фиг.1). Птичий помет смешивают с древесными опилками или с соломой. Таким образом, производится подготовка пометного компоста 1, в котором известными способами осуществляют разведение дождевых червей 2 при поддержании наилучшего значения температуры пометного компоста с дождевыми червями для их роста (см. табл.8). Затем производят отделение дождевых червей от пометного компоста 3, сушку дождевых червей в потоке воздуха температурой порядка (+450…+500)°С и при этом их одновременное обеззараживание, размельчение дождевых червей 6 посредством мельницы, подмешивание кормовой добавки к корму 8. Вычисляют с помощью аппаратно-программного комплекса КОРАЛЛ или аналогичного аппаратно-программного комплекса оптимальный состав рациона корма с входящей в него мукой из червей и производят вручную или автоматически задание расхода кормовой добавки посредством задатчика расхода кормовой добавки 12. Измеряют расход кормовой добавки на ленте транспортера кормовой добавки посредством датчика расхода кормовой добавки 13, выполненного в виде промежуточного измерительного тензометрического ленточного транспортера (см. А.с. 1506287. Способ взвешивания потока сыпучего материала и устройство для его осуществления / Г.А. Харатян, А.А. Папоян, Р.М. Славин // БИ, 1989. №33 и др.). Сравнивают заданный и измеренный расходы в элементе сравнения 14. Если расход муки из червей недостаточен для обеспечения потребности рациона корма в данной кормовой добавке, то следует этот расход увеличить, увеличивая в данное время выход из пометного компоста выросших червей, пока находящихся в пометном компосте. В зависимости от результата сравнения сгребают часть пометного компоста с выросшими червями на поверхность вибрационного стола. Дополнительно нагревают снизу пометный компост с дождевыми червями до температуры порядка (+40…+100)°С для того, чтобы черви выползли на поверхность компоста (см. Купцова Н.Ю. Сравнительная оценка популяций дождевых компостных червей, культивируемых в России. Дис.… канд. сельскохоз. наук. - Брянск, 2008). Посредством вибрации части пометного компоста с дождевыми червями отделяют вышедших на поверхность пометного компоста дождевых червей, которые скатываются на ленту транспортера дождевых червей. Когда высушенные и размолотые известными способами дождевые черви поступают в зону облучения, то обеззараживают полученную кормовую добавку и корм сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением, излучениями более высокочастотных диапазонов или ускоренными электронами. Затем на ленте транспортера кормовой добавки мука из червей подается в смеситель кормовой добавки с кормом. Наконец, электроприводы подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы производят упаковку экономичного корма в тару для перевозки по территории птицефабрики к отдельно стоящим цехам и птичникам. Последняя операция по существу не входит в перечень операций способа, относясь более к работе устройства по способу, однако ее следует упомянуть для представления о целостности технологического процесса (совокупности действий) приготовления экономичного корма для птицы, находящейся в птичниках на значительном удалении от кормоцеха птицефабрики.
Устройство для осуществления способа (фиг.2) содержит источник питания 11, при этом в него введены задатчик расхода кормовой добавки 12, датчик расхода кормовой добавки 13, элемент сравнения 14, логический элемент «ИЛИ» 15, релейный элемент 16, программный таймер 17, электропривод скребков пометного компоста с дождевыми червями 18, нагреватель пометного компоста с дождевыми червями 19, электропривод вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями 20, электропривод транспортера дождевых червей 21, нагреватель сушильной камеры для дождевых червей 22, электропривод мельницы дождевых червей 23, излучательный элемент облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма 24, электропривод транспортера кормовой добавки 25, электропривод смесителя кормовой добавки с кормом 26, электроприводы электроприводов подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы 27, вход задатчика расхода кормовой добавки 12 является входом устройства, выходы задатчика расхода кормовой добавки 12 и датчика расхода кормовой добавки 13 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнения 14, выход которого подключен к первому входу логического элемента «ИЛИ» 15, выход которого соединен с входом релейного элемента 16, а второй вход логического элемента «ИЛИ» 15 соединен с выходом программного таймера 17, вход которого подключен к входу устройства, выход источника питания 11 через релейный элемент 16 подключен к входам электропривода скребков пометного компоста с дождевыми червями 18, нагревателя пометного компоста с дождевыми червями 19, электропривода вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями 20, электропривода транспортера дождевых червей 21, нагревателя сушильной камеры для дождевых червей 22, электропривода мельницы дождевых червей 23, излучательного элемента облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма 24, электропривода транспортера кормовой добавки 25, электропривода смесителя кормовой добавки с кормом 26, электроприводов подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы 27.
Устройство (фиг.2) работает следующим образом. В задатчик расхода кормовой добавки 12 от Системы Поддержки Принятия Решений (СППР), информирующей «Лицо Принимающее Решения» (ЛПР) по выбору варианта корма для животных и птицы, аппаратно-программного комплекса КОРАЛЛ или от аналогичного аппаратно-программного комплекса поступает воздействие или сигнал экономически оптимального для данных условий с кормовыми ресурсами на птицефабрике расхода муки из червей (кормовой добавки), входящей в состав экономически оптимального рациона корма. Измеряют расход кормовой добавки на ленте транспортера кормовой добавки посредством датчика расхода кормовой добавки 13 на основе промежуточного измерительного тензометрического ленточного транспортера (см. А.с. 1506287. Способ взвешивания потока сыпучего материала и устройство для его осуществления / Г.А. Харатян, А.А. Папоян, P.M. Славин // БИ 1989 №33 и др.). Сравнивают заданный и измеренный расходы в элементе сравнения 14. В случае не достаточного для приготовления корма с экономически оптимальным составом компонентов расхода кормовой добавки на ленте транспортера кормовой добавки логический элемент «ИЛИ» 15 включает релейный элемент 16. Как и в стационарном технологическом режиме периодического включения исполнительных элементов (потребителей) устройства от программного таймера 17, релейный элемент 16 подает электропитание от источника питания 11 к потребителям устройства по способу. Электропривод скребков пометного компоста с дождевыми червями 18 обеспечивает сгребание части пометного компоста с выросшими дождевыми червями на поверхность вибрационного стола. Нагреватель пометного компоста с дождевыми червями 19 нагревает компостную массу до температуры порядка (+40…+100)°С для того, чтобы черви выползли на поверхность компоста. Расположенный под наклоном к горизонтальной поверхности вибрационный стол с частью компоста с выросшими червями трясет часть компоста с червями посредством электропривода вибрационного стола пометного компоста с дождевыми червями 20. Это заставляет их падать на пришедшую в движение посредством электропривода транспортера дождевых червей 21 ленту транспортера дождевых червей. Нагреватель сушильной камеры для дождевых червей 22 обеспечивает быструю сушку и предварительное обеззараживание червей в потоке воздуха температурой порядка (+450…+500)°С, а мельница дождевых червей посредством электропривода мельницы дождевых червей 23 превращает их в муку из червей. Эта мука из червей находится в непосредственной близости от излучательного элемента облучателя для обеззараживания кормовой добавки и корма 24 и дополнительно обеззараживается СВЧ излучением, излучениями более высокочастотных диапазонов или ускоренными электронами и становится полностью обеззараженной полноценной кормовой добавкой. Указанные излучения в нормативных для облучения комбикормов дозах не влияют на кормовые свойства кормовой добавки и корма. Подобная радиационная обработка обеспечивает отсутствие в кормовой добавке вредных веществ, которые могут появляться при традиционной химической обработке в газовой, аэрозольной, жидкостной и порошкообразной дезинфицирующей среде, которая к тому же требует специально построенного помещения для обеззараживания. Электропривод транспортера кормовой добавки 25 позволяет переместить ее в смеситель кормовой добавки с остальной частью корма посредством электропривода смесителя кормовой добавки с кормом 26. Электроприводы подачи тары и упаковки экономичного корма для животных и птицы 27 обеспечивают подачи тару и упаковку экономичного корма для животных и птицы для удобного перемещения его по территории птицефабрики.
Таким образом, расширяются также и функциональные возможности способа и устройства, поскольку при этом обеспечивается автоматизированное управление приготовлением экономичного корма для животных и птицы при существенном снижении себестоимости корма, а применение излучений вместо нагрева при дополнительном обеззараживании кормовой добавки и корма существенно снижает энергопотребление при приготовлении экономичного корма для животных и птицы.
Таблица 1
Сравнение пищевой ценности белковой (кормовой) муки пазличного происхождения (по 100 г)
Состав, %
Мука из червей
Мука мясная (из фарша)
Мука рыбная (из фарша)
Соевый белок (концент.)
Сухие дрожжи
Сухой материал
92,0
92,0
92,0
92,0
92,0
Жир
10,1
8,0
8,0
1,0
1,0
Белок
69,1
60,0
61,0
45,0
44,0
Зола
5,1
21,4
19,6
6,0
6,5
Таблица 2
Сравнительный аминокислотный состав белков различного происхождения (по данным Ю.А. Холина)
Состав белков, %
Мука из червей
Рыбная мука
Мясная мука
Казеин
Соевый белок (по данным Макинроя)
Аспарагин
12,07
12,33
11,95
7,19
7,45
Глутамин
17,76
21,48
22,69
22,41
9,71
Серин
8,53
6,61
6,21
6,90
9,13
Глицин
13,94
8,75
9,33
4,48
7,17
Гистидин
4,23
2,92
4,07
2,91
2,78
Треонин*
8,11
3,76
7,22
6,27
4,37
Аланин
9,83
10,27
10,66
4,96
7,53
Продан
11,11
6,88
8,36
14,36
5,63
Тиразин
3,96
3,34
3,35
3,83
1,29
Валин*
6,81
7,34
7,0
7,59
5,39
Метионин*
4,47
3,92
3,35
2,83
-
Изолейцин*
3,92
5,51
5,97
4,83
5,58
Лейцин*
8,74
11,56
12,35
10,77
7,51
Фенилаланин*
2,88
4,80
5,73
4,74
1,28
Лизин*
9,11
10,83
10,74
4,9р
6,38
Триптофан*
8,57
8,76
6,71
-
-
Аргинин
7,98
6,27
6,90
-
6,31
* Незаменимые аминокислоты
Таблица 3
Состав биомассы дождевого червя
Компонент
Содержание, %
Компонент
Содержание, %
Жир
6,07
Р
0,77
Протеин
53,50
Аргинин белка
6,1
Углеводы
17,42
Лизин…
6,6
Зола
23,07
Метионин…
1,5
Са
0,51
Цистин…
1,8
Таблица 4
Характеристика некоторых видов белковой кормовой муки
Компоненты, %
Мука
Сухие пивные дрожжи
из дождевого червя
мясная
рыбная
из соевого шрота
Сухое вещество
92,9
92,0
92,0
89,0
93,0
Зола
4,8
21,4
19,6
5,8
6,4
Сырой жир
9,0
8,1
7,7
0,9
1,1
БЭВ
3,0
2,0
1,0
6,0
3,0
Протеин (Nx6,25)
61,3
59,8
61,3
45,8
44,6
Кальций
0,51
5,94
5,49
0,32
0,13
Фосфор
0,77
3,17
2,81
0,67
1,43
Таблица 5
Содержание питательных веществ в биомассе энхитрея белого
Компонент
мг, %
Компонент
мг, %
Белок
70,15
Витамин А
0,196
Жир
14,53
Витамин В<sub>2</sub>
0,136
Углеводы
9,78
Железо
26,6
Зола
5,54
Каротин
0,058
Кальций
0,18
Фосфор
1,07
Содержание аминокислот в белке
Тирозин
3,37
Триптофан
1,79
Аргинин
5,62
Гистидин
1,86
Цистин
1,05
Метионин
1,69
Таблица 6
Состав сухой биомассы личинки мухи
Компонент
%
Компонент
мг/кг
Сырой протеин
63,1
Mn
376
Сырой жир
15,5
Cu
345
БЭВ
12,2
Zn
275
Вода
3,9
Fe
465
Зола
5,3
P
1,4
Са
0,9
К
0,9
Na
0,6
Таблица 7
Содержание (%) некоторых аминокислот в различных белковых кормах
Продукт
Аргинин
Лизин
Метионин
Цистин
Триптофан
Сухая биомасса личинки мухи
4,2
5,2
2.6
0,4
-
Соевый экстрагированный шрот
3,5
3,2
0,7
0,7
0,7
Мясо-костная мука
3,1
2,4
0,5
0,6
0,3
Рыбная мука
3,2
4,6
2,2
1,0
0,7
Таблица 8
Температура компоста для выращивания дождевых (компостных) червей
Параметр
Оптимальная
Для размножения
Начало гибели
Температура, °С
+20…+22
+5-33
меньше 0 и больше +42
Относительная влажность (%)
82
75-88
меньше 60 и больше 90