КОРМОВОЙ КОНЦЕНТРАТ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦ, А ТАКЖЕ РЫБ
FODDER CONCENTRATE FOR FEEDING FARM ANIMALS AND BIRDS AS WELL AS FISHES

Изобретение относится к области производства кормов для животных и птиц, а также рыб 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 масс.%, содержит ингибиторы протеолитических ферментов - ингибиторы трипсина и химотрипсина.
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" (БВМД «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.
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.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
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 концентрат для кормления сельскохозяйственных животных и птицы, а также рыб разработанного состава. Разработанный кормовой концентрат содержит термически обработанные семена зернобобовых культур, а также термически обработанные семена зерновых культур, причем термическая обработка проведена в присутствии водяного пара.
В качестве семян зернобобовых культур он может содержать семена сои, кормовых бобов, гороха, пелюшки, чечевицы, фасоли, чины, нута, люпина, вики и т д.
В качестве семян зерновых культур он может содержать зерна ячменя, тритикале, проса, пшеницы, кукурузы, ржи, овса и т.д.
В предпочтительном варианте реализации концентрат содержит обшелушенные семена.
В зависимости от предполагаемого использования концентрата он может содержать до 99% семян зерновых культур или до 99% семян зернобобовых культур.
Термообработку семян предпочтительно проводить с использованием устройства, представляющего собой устройство термического гидролиза семян сельскохозяйственных культур разработанной конструкции. Разработанное устройство обработки семян сельскохозяйственных культур содержит, по меньшей мере, одну секцию нагревателя с корпусом, расположенный на входе в нагреватель узел загрузки продукта и расположенный на выходе из нагревателя узел для выгрузки продукта, причем нагреватель выполнен в виде расположенных в его корпусе и закрепленных на корпусе множества труб, внутренние объемы которых последовательно соединены друг с другом, системы подачи теплоносителя на вход первой трубы и системы отвода теплоносителя на выходе последней трубы, при этом расстояние между соседними трубами соизмеримо с размером обрабатываемого семени, а трубы расположены параллельными рядами со смещением от ряда к ряду. Кроме того, устройство дополнительно содержит средство подачи воды, или водной среды или пара в корпус.
Средство подачи воды, или водной среды (раствора) или пара в корпус предпочтительно представляет собой штуцер с рассеивателем. Однако оно может быть выполнено и в виде форсунки. Оно может быть расположено с возможностью подачи в нижнюю часть корпуса или в верхнюю часть корпуса. В первом случае подаваемый или образующийся пар проходит встречным потоком через проходящие через корпус бобы, совершая процесс термогидролиза содержимого бобов. Во втором случае происходит увлажнение исходных семян, перемещение влаги на семенах вниз по корпусу с последующим образованием пара и осуществлением процесса термогидролиза.
В качестве теплоносителя может быть использована любая текучая неагрессивная среда, способная перемещаться по внутреннему объему труб при температуре, необходимой для термической инактивации семян сельскохозяйственных 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. По меньшей мере, часть труб в секции могут быть изогнуты, что обеспечит большую площадь контакта поверхности трубы с внутренним объемом корпуса. Вышеуказанное техническое решение обеспечивает нагрев поступающих в секцию семян сельскохозяйственных культур до необходимой температуры в течение короткого промежутка времени. Предпочтительно для повышения теплоотдачи и создания эффекта смешивания обрабатываемых семян сельскохозяйственных культур, чтобы трубы в секции были расположены параллельно со смещением от ряда к ряду. Но для усиления теплового воздействия на обрабатываемые семена сельскохозяйственных 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 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. Поскольку желательно, чтобы основная часть тепловой энергии поступила на обрабатываемые семена сельскохозяйственных культур на первой стадии обработки, источник теплоносителя предпочтительно подключен к внутреннему объему трубы верхнего ряда труб. Таким образом теплоноситель поступает первоначально в верхние ряды труб, проходит по объединенной системе труб, нагревая внутреннее пространство корпуса и обрабатываемые семена сельскохозяйственных культур, и выходит их 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 сельскохозяйственных культур желательно, чтобы устройство содержало более одной секции нагревателя. Из предшествующего опыта работы следует, что при указанном количестве секций происходит, кроме термогидролиза, термическая инактивация семян любых сельскохозяйственных культур. 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.
Устройство может дополнительно содержать систему транспортировки исходных семян, представляющую собой последовательно установленные винтовой конвейер и, по меньшей мере, одну норию. В случае использование более одной нории система может дополнительно использоваться для смешения различных видов семян с получением в качестве целевого продукта смеси подвергнутых термогидролизу семян сельскохозяйственных культур.
Разработанное устройство работает следующим образом.
Согласно разработанному способу переработки семян сельскохозяйственных культур, осуществляют перемещение семян в направлении сверху вниз. Для этого семена сельскохозяйственных культур подают сверху в емкость, в которой происходит термообработка, а удаление термообработанных семян осуществляют из нижней части указанной емкости. Предварительно в систему труб подают теплоноситель, который, проходя по системе труб сверху вниз через все секции, разогревает внутренний объем корпуса. В процессе перемещения семян сельскохозяйственных культур внутри корпуса происходит их термообработка действием теплоносителя и паром с одновременной инактивацией. Поскольку скорость перемещения семян сельскохозяйственных культур внутри корпуса практически постоянна, то все обрабатываемые семена получают практически одинаковое количество тепловой энергии. Это обеспечит при одинаковой скорости перемещения смеси семян в вертикальной плоскости одинаковые условия прогрева смеси. При необходимости скорость перемещения обрабатываемых семян по корпусу может быть уменьшена с использованием средства регулирования скорости перемещения семян по устройству. В процессе подачи семян на обработку в корпус любым вышеуказанным образом подают водную среду или пар для проведения процесса термогидролиза. При перемещении смесь семян 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 первого цикла 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 первого цикла нагрева и началом второго цикла нагрева продукта, предпочтительно не превышает удвоенной продолжительности нагрева продукта. Указанное временное соотношение между продолжительностью цикла нагрева и цикла перераспределения тепла и влаги определено эмпирически. Как показали проведенные исследования, при выходе за границу указанного диапазона происходит существенное увеличение энергоемкости всего процесса без получения значительного количества усвояемых аминокислот и разрушения «антипитательных» компонентов состава семени. При дальнейшем перемещении продукта он поступает во вторую зону нагрева, где к каждому предварительно нагретому во время первого цикла семени подводят определенное количество тепловой энергии. За счет подведенного во время второго цикла нагрева тепла происходит нагрев остаточной влаги в семени. При дальнейшем перемещении продукт выходит из зоны нагрева и в семени происходит процесс дальнейшего перераспределения тепла и влаги. Далее циклы повторяются описанным выше образом, то есть осуществляют ступенчатый нагрев влаги каждого семени до необходимой температуры и перераспределения тепла и влаги после каждого цикла нагрева. При выполнении указанных операций существенно снижается активность "антипитательных" ферментов, что способствует увеличению срока хранения конечного продукта, при существенном снижении энергоемкости процесса. Но основным назначением термогидролиза семян сельскохозяйственных культур является уменьшение содержания «антипитательных» веществ в составе семени, а также увеличение усвояемости белковых компонентов состава семени.
Выделяющаяся из смеси семян в виде пара влага может быть удалена из установки с использованием естественной или вытяжной вентиляции.
Ниже приведены примеры реализации разработанного кормового концентрата для кормления сельскохозяйственных животных и птиц, а также рыб. Обработку смеси семян зерновых и зернобобовых культур проводили на вышеприведенном оборудовании по вышеприведенной технологии. Температура на первой стадии обработки составляла 135-145°С, температура на последней стадии обработки составляла 102-105°С, семена зерновых и зернобобовых культур смешивали предварительно, водяной пар подавали в нижнюю часть установки.
1. Обрабатывали в вышеприведенных условиях смесь люпина и ржи, взятых в соотношении 1:1. Полученный продукт измельчали и использовали для кормления коров молочной породы. В результате проведенной обработки распадаемость протеина и крахмала снижается с 82% до 40%, перевариваемость протеина увеличивается с 75% до 91,19%, устранено большинство антипитательных свойств зернобобовых культур. Добавка в рацион молочных коров в количестве 2 кг/голову полученного концентрата с уменьшением с 3,5 кг до 2,0 кг соевого жмыха обеспечило на стадо 400 голов увеличение суточного удоя с 4000 л до 4800 л.
2. Аналогичные результаты были получены при использовании в качестве компонента кормовой базы обработанных смесей люпина, гороха и тритикале, взятых в соотношении 1:1:1, вики и проса, взятых в соотношении 1: 2, кормовые бобы: ячмень, взятых в соотношении 1:1.
3. Использование в качестве компонента кормовой базы (вместо полножирной сои) при откорме поросят смеси горох: ячмень, взятых в соотношении 2:1, смеси люпин: тритикале: кукуруза, взятых в соотношении 1:1:1, позволило увеличить в среднем суточный привес с 330 г до 370 г.
4. Использование в качестве компонента кормовой базы (вместо соевого концентрата) при кормлении кур - несушек дробленых смесей люпин - рожь, взятых в соотношении 3:1, горох: просо, взятых в соотношении 2:1, позволило увеличить яйценоскость на 2 яйца в месяц.
Аналогичные эффекты были получены и при использовании смесей другого состава, содержащих семена зерновых и зернобобовых культур.
При реализации кормового концентрата разработанного состава происходит снижение его себестоимости за счет использования более дешевых исходных компонентов, а также содержание «антипитательных» веществ в составе семени и увеличение усвояемости компонентов состава семени.