СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВЕКЛЫ
BEET ROOTS PROCESSING METHOD

Настоящее изобретение касается способа и установки для переработки сахарной свеклы с целью получения выжатого свекловичного сока и свекловичного жома, называемого также продуктом для питания животных (NA), которые можно использовать в различных целях, в частности, в качестве животного корма, питательной ферментационной среды и для получения кристаллического сахара.
В настоящее время свеклу, содержащую примерно 23% сухих веществ, перерабатывают по традиционной схеме сахарного производства, показанной на фиг.1, для получения, с одной стороны, свекловичного сока и, с другой стороны, свекловичного жома.
Сначала сахарную свеклу промывают, затем рубят на стружки, после чего подают в экстрактор большой емкости, внутри которого противотоком циркулирует горячая вода. Необходимо достаточно большое время контакта, чтобы сахар, содержащийся в стружках, перешел в воду; этот процесс является диффузией. По завершении этого этапа получают два продукта: свекловичную «обессахаренную» мезгу и воду, насыщенную сахаром, называемую также диффузионным соком, который необходимо очистить при помощи обработки известью и углекислым газом, сконцентрировать для получения сиропа и кристаллизовать для получения кристаллического сахара. Эти три последних этапа являются факультативными для использования диффузионного сока при ферментации.
С учетом низкого содержания сахара в мезге ее нельзя применять в промышленных процессах ферментации, и используют только в качестве животного корма в его трех основных формах:
- влажная мезга: примерно 11% сухих веществ;
- отжатая мезга: примерно 27% сухих веществ;
- сухая мезга: примерно 88% сухих веществ.
Влажную мезгу получают напрямую в результате диффузии. С учетом низкого содержания в ней сухих веществ (11%) ее применение сводится к использованию в качестве животного корма. Действительно, стоимость транспортировки является высокой, и, согласно нормативам, животноводы должны иметь для этого продукта с низким содержанием сухих веществ заглубленные емкости для сбора сока, вытекающего из продукта (силосование), содержащегося в этих силосных ямах. В данном случае речь идет о больших капиталовложениях, которые трудно амортизировать для такого продукта.
Поэтому в животноводстве последнее время используют отжатую мезгу с более высоким содержанием сухих веществ.
Ее использование широко распространено в молочном животноводстве (молочные породы коров) и в мясном животноводстве вблизи сахарных заводов. Животноводы используют большие хранилища для сбора отжатой мезги в течение 3 месяцев работы сахарного завода, что соответствует периоду сбора сахарной свеклы, которую можно затем давать в корм скоту в течение всего года.
При подготовке этих силосных хранилищ необходимо принимать меры предосторожности; действительно, силосованная отжатая мезга получила плохие отзывы, в частности, в молочном производстве по причине развития масляно-кислых бактерий. Кроме прочих источников, эти масляно-кислые бактерии могут присутствовать в земле, которая попадает в силосные хранилища на шинах механизмов, используемых для трамбовки силоса, и затем загрязняет вымя коров и заражает молоко, ухудшая его качество, в результате чего производитель несет убытки.
Разумеется, отжатая кормовая мезга имеет и многие преимущества при использовании в животноводстве:
- хорошее усвоение, благодаря низкому одревеснению ее волокон;
- хорошие энергетические показатели;
- присутствие таких необходимых аминокислот, как лизин и треонин;
- лактогенный эффект, доказанный многими исследованиями.
Тем не менее, при ее применении следует соблюдать некоторые рекомендации:
- ограничивать количество корма в виде мезги по причине ее слабительного действия;
- контролировать хранение отжатой свекловичной мезги в виде силоса при многомесячном хранении.
Принцип силосования достаточно простой: речь идет о хранении продукта без доступа воздуха, чтобы способствовать быстрому развитию молочнокислых бактерий. Используя растворенный сахар, содержащийся в силосованном продукте, для питания, молочнокислые бактерии развиваются и очень быстро подкисляют среду, понижая рН до значения, близкого к 4. Поскольку воздух отсутствует, эта кислотность стабилизирует силос, ограничивая развитие микроорганизмов, в частности, масляно-кислых бактерий и кишечных палочек. Таким образом, силосованный продукт сохраняет свои питательные и вкусовые качества в течение нескольких месяцев.
Животновод может быстро перевозить и силосовать отжатую мезгу. Эту мезгу расстилают последовательными слоями на половых плитах и уплотняют. Силос необходимо быстро изолировать от окружающего воздуха. Это обеспечит быстрое сбраживание силоса за счет образования молочной кислоты. Это сбраживание создает барьер для развития масляно-кислых бактерий и кишечных палочек, отрицательно сказывающегося на хранении продукта.
В этом контексте современная оптимизированная схема сахарного производства для извлечения максимального количества сахара из свекловичной стружки имеет следующие особенности:
- резка промытой свеклы на свекловичные стружки гребенчатой формы, чтобы отдельные кусочки не приставали друг к другу в диффузионном аппарате (стружки имеют размер примерно от 0,9 до 1,3 мм толщины и от 5 до 6 см длины);
- длительная обработка между резкой свеклы и выходом мезги, связанная с необходимым временем для диффузии сахара в воде;
- высокая температура обработки для оптимизации этой диффузии;
- низкое содержание сахара в отжатой мезге (7% от сухих веществ);
- разбавленный диффузионный сок (примерно 15% сухих веществ).
Основными недостатками этой технологии являются:
- быстрое окисление стружки сразу после резки;
- частичное разложение сухих веществ свеклы за счет ферментации во время диффузии по причине продолжительности и температуры в водной фазе;
- отжатая мезга трудно поддается ферментации из-за низкого содержания сахара, что затрудняет ее хранение в силосных резервуарах;
- отжатая мезга, имеющая высокую температуру на выходе из завода, слишком медленно остывает в силосных резервуарах, что способствует развитию пектиновых бактерий, которые разлагают пектин, присутствующий в мезге, в результате чего снижаются вкусовые качества корма;
- разбавленный (примерно до 15% сухих веществ) и горячий диффузионный сок теряет свои качества при ферментации;
- диффузию осуществляют в аппаратах большого размера, что создает риски в рамках промышленного производства;
- для обеспечения концентрации и, в случае необходимости, последующей кристаллизации разбавленный диффузионный сок необходимо подвергать сложной и энергоемкой обработке известью и углекислым газом, которая состоит в первоначальной обработке известью, которая осаждает определенное количество примесей, а затем в двух процессах обработки углекислым газом, который способствует осаждению избыточной извести.
Известны различные способы экстрагирования свекловичного сока для производства сахара. Так, в документе NL 1014605 C2 описан отжим целой или нарезанной свеклы, при этом отжатую свеклу можно использовать в качестве животного корма, а свекловичный сок предназначен для производства сахара. В документе ЕР 1063605 описан способ, содержащий только два этапа экстрагирования путем отжима смеси, содержащей влажную свекловичную сечку и добавку из свекловичного сока. В документе ЕР 1022342 раскрыт способ экстрагирования свекловичного сока, содержащий множество этапов отжима и экстрагирования. В документе DATABASE WPI Week 199711 Thomson Scientific, London, GB; ANI1997-117132 XP002499480 & RU 2062700, а также в документе DATABASE WPI Week 199704 Thomson Scientific, London, GB; ANI1997-041286 XP002499481 & RU 2058993 описан отжим свеклы для производства свекловичного сока. Различные способы переработки приводят к получению, с одной стороны, свекловичной мезги с низким содержанием сахара и, с другой стороны, разбавленного свекловичного сока. Такая свекловичная мезга трудно поддается ферментации и, следовательно, плохо хранится в силосном резервуаре. Кроме того, применяемые способы требуют наличия сложных и дорогих установок, что приводит к повышению себестоимости переработанного продукта.
Настоящее изобретение позволяет устранить недостатки известных технических решений и предлагает для этого способ переработки сахарной свеклы, существенно упрощающий установку и позволяющий лучше использовать продукты, полученные в результате переработки. Кроме того, задачей изобретения является улучшение силосного хранения отжатой свеклы и/или ферментационной питательной среды, а также возможной вторичной переработки свекловичного сока для его использования в качестве животного корма, а также питательной ферментационной среды или кристаллического сахара.
В этой связи изобретением предлагается способ переработки свеклы, включающий, по меньшей мере, следующие этапы:
- промывка свеклы;
- частичный отжим свеклы для получения, с одной стороны, отжатого жома, содержащего более 20% сахара в расчете на сухие вещества и, с другой стороны, свекловичного сока с концентрацией более 15% сухих веществ;
- разделение отжатого жома и свекловичного сока.
Кроме того, способ переработки может включать этап резки свеклы между этапами промывки и отжима.
По сравнению с условиями традиционной диффузии короткое время, а также пониженная температура во время поточного отжима целой или нарезанной свеклы ограничивают потери из-за ухудшения качества сухих веществ, связанные с ферментацией, как в отжатом жоме, так и в свекловичном соке. Кроме того, отжатый свекловичный жом, который в отличие от мезги находится при более низкой температуре и содержит большее количество сахара, то есть более 20% сухих веществ по сравнению с 7% в отжатой мезге, способствует быстрому развитию молочнокислых бактерий в анаэробных условиях. Это быстрое развитие способствует хорошему хранению отжатого жома в силосном резервуаре. Кроме того, часть сахара, не используемая этими молочнокислыми бактериями, идет на кормовое брожение. Точно так же, учитывая высокое содержание сахара в отжатом свекловичном жоме, его можно использовать в качестве промышленной ферментационной питательной среды.
Согласно способу в соответствии с настоящим изобретением отжатый сок перерабатывают в ходе непрерывного процесса быстрее, чем в классическом процессе сахарного производства, что позволяет ограничить снижение его качества из-за ферментации.
Согласно варианту выполнения между этапом промывки и этапом отжима способ включает этап нагрева целой или нарезанной свеклы. Кроме того, способ содержит этап непрерывной фильтрации свекловичного сока путем центрифугирования для получения, с одной стороны, фильтр-прессной лепешки и, с другой стороны, фильтрованного свекловичного сока. Предпочтительно, согласно этому первому варианту после этого смешивают фильтр-прессную лепешку и отжатый жом. Точно так же осуществляют этап обработки фильтрованного свекловичного сока путем выпаривания для получения сиропа фильтрованного свекловичного сока с концентрацией более 60% сухих веществ и со степенью чистоты, близкой к 90% (отношение сахара к сухим веществам). Этот этап обработки позволяет получать сироп фильтрованного свекловичного сока, который хорошо хранится и легко поддается последующей обработке.
Согласно второму варианту выполнения способ включает следующие этапы:
- смешивание небольшого количества коагулятора, примерно 1% со свекловичным соком, полученным после отжима целой или нарезанной свеклы;
- возможное смешивание небольшого количества коагулятора, порядка 1%, с фильтрованным свекловичным соком, полученным после центрифугирования сока, полученного после отжима целой или нарезанной свеклы;
- мембранную фильтрацию указанной смеси для получения ретентата и фильтрата, при этом указанный фильтрат представляет собой сироп фильтрованного свекловичного сока чистотой не менее 93%, предназначенный, в частности, для производства кристаллического сахара.
Согласно этому второму варианту предпочтительно ретентат смешивают с отжатым жомом или одновременно с фильтр-прессной лепешкой и с отжатым жомом.
Объектом изобретения является также способ хранения отжатого жома, в случае необходимости, смешанного с фильтр-прессной лепешкой, полученной согласно одному из двух вариантов выполнения, или с ретентатом, полученным согласно второму варианту выполнения. Способ хранения содержит этап силосования отжатого жома или смеси, без уплотнения указанного отжатого жома или указанной смеси в силосохранилище. Его преимуществом является возможность отказаться от какого-либо уплотнения, необходимого во время силосования отжатой свекловичной мезги для удаления воздуха, присутствующего в указанном силосохранилище. Действительно, согласно изобретению отжатый жом или смесь обеспечивает свое естественное уплотнение во время закладки в силосохранилище, которого, в сочетании с количеством сахара в указанном отжатом жоме или смеси, достаточно для развития молочнокислых бактерий, позволяющих снизить рН ниже 4. Таким образом, существенно упрощают способ хранения за счет исключения уплотнения и тем самым ограничивают загрязнение силоса масляно-кислыми бактериями по причине, среди всего прочего, попадания земли в силосохранилище от колес механизмов, применяемых для уплотнения силоса.
Кроме того, способ переработки может включать конечный этап сушки отжатого жома, в случае необходимости, смешанного с фильтр-прессной лепешкой, полученной согласно одному из двух вариантов выполнения, или с ретентатом, полученным согласно второму варианту выполнения.
Объектом настоящего изобретения является также животный корм на основе отжатого жома или смеси, хранящейся согласно способу хранения в соответствии с настоящим изобретением, и даже на основе сиропа фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 90% и с содержанием более 60% сухих веществ, полученного согласно способу переработки по первому варианту выполнения.
Объектом настоящего изобретения является также промышленная питательная ферментационная среда на основе отжатого жома или смеси, полученной согласно способу переработки в соответствии с настоящим изобретением на основе отжатого жома или смеси и даже на основе сиропа фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 90% и с содержанием более 60% сухих веществ, полученного согласно способу переработки по первому варианту выполнения.
Объектом настоящего изобретения является также животный корм на основе отжатого жома или смеси, хранящейся согласно способу хранения в соответствии с настоящим изобретением, и даже на основе сиропа фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 93%, полученного согласно способу переработки по второму варианту выполнения.
Объектом настоящего изобретения является также промышленная питательная ферментационная среда на основе отжатого жома или смеси, полученной согласно способу переработки в соответствии с настоящим изобретением на основе отжатого жома или смеси и даже на основе сиропа фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 93%, полученного согласно способу переработки по второму варианту выполнения.
Объектом изобретения является также пищевой сахар, полученный путем кристаллизации сиропа фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 93%, полученного согласно способу переработки по второму варианту выполнения.
Объектом настоящего изобретения является также установка для осуществления способа переработки свеклы в соответствии с настоящим изобретением, позволяющая получать отжатый свекловичный жом и свекловичный сок. Эта установка содержит, в частности, агрегат промывки свеклы, агрегат отжима типа винтового пресса или двойного винтового пресса, выполненный с возможностью частичного отжима свеклы для получения, с одной стороны, отжатого жома с содержанием сахара более 20% в расчете на сухие вещества и, с другой стороны, свекловичного сока с концентрацией более 15% сухих веществ. Агрегат отжима содержит также средства разделения отжатого жома и свекловичного сока, полученных после отжима свеклы.
Для осуществления первого варианта способа переработки установка дополнительно содержит агрегат нагрева целой или нарезанной свеклы, предпочтительно типа парового запарника на 100°С, а также центрифугу для фильтрации сока отжатой свеклы, позволяющую получать фильтр-прессную лепешку и фильтрованный свекловичный сок.
Для осуществления второго варианта способа переработки установка дополнительно содержит агрегат для добавления коагулятора в отжатый свекловичный сок или в фильтрованный на центрифуге свекловичный сок и агрегат мембранной фильтрации, предпочтительно, с минеральной мембраной, имеющей пористость порядка 0,14-0,20 мкм, позволяющей получать сироп фильтрованного свекловичного сока чистотой не менее 93%.
Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:
Фиг.1 - схема известной традиционной установки.
Фиг.2 и 3 - схемы двух установок для осуществления способа переработки свеклы согласно двум вышеуказанным вариантам выполнения в зависимости от требуемого типа свекловичного сока.
Фиг.4 - график изменения кислотности (рН) в силосохранилищах во время хранения отжатого жома или смеси указанного отжатого жома с фильтр-прессной лепешкой или ретентатом.
Фиг.5 - график замораживания отжатого жома или смеси в сравнении с отжатой свекловичной мезгой и сладкой отжатой свекловичной мезгой.
Фиг.6 и 7 - диаграммы, полученные во время сравнительного исследования изменения общего выделения газа, характеризующего ферментационную способность рубца животного при употреблении животного корма на основе отжатого жома или смеси отжатого жома и фильтр-прессной лепешки или ретентата, или такого же животного корма, в котором указанный отжатый жом или указанную смесь заменили сладкой отжатой мезгой.
Известные специалистам традиционные способы включают этапы, осуществляемые согласно схеме, показанной на фиг.1. Сначала свеклу 1 промывают в агрегате 2 промывки и режут на стружку 1а в агрегате 2 резки. После этого стружку 1а подают в экстрактор 4, в котором противотоком циркулирует горячая вода 5, что обеспечивает диффузию сахара, присутствующего в стружке, в горячую воду. В результате получают обессахаренную свекловичную мезгу 1b для извлечения из нее остаточной влаги 7 и получения отжатой мезги 1с, которую затем консервируют в силосохранилищах 8. Параллельно насыщенный сахаром диффузионный сок 5а на выходе экстрактора 4 очищают путем сложной обработки известью и углекислым газом, после чего концентрируют и кристаллизуют в одном или нескольких агрегатах 9 обработки. В результате получают вышеуказанные эффекты или недостатки.
Согласно первому варианту выполнения и второму варианту выполнения изобретения, представленным соответственно на фиг.2 и 3, способ переработки свеклы позволяет, по меньшей мере, получать два базовых продукта, а именно, с одной стороны, отжатый жом, содержащий более 20% сахара в расчете на сухие вещества, и, с другой стороны, свекловичный сок с концентрацией более 15% сухих веществ.
Согласно первому варианту выполнения, показанному на фиг.2, установка 10 для осуществления способа переработки свеклы позволяет также получить два конечных продукта, а именно, с одной стороны, смесь отжатого жома и фильтр-прессной лепешки и, с другой стороны, фильтрованный свекловичный сок чистотой более 90% и с содержанием более 60% сухих веществ коричневого цвета. Как схематично показано на фиг.2, свекла 11 поступает в агрегат 12 промывки. В случае необходимости, эту промытую свеклу 11a режут в агрегате 13 резки. Предпочтительно целую 11a или нарезанную 11b промытую свеклу нагревают в агрегате 14 нагрева, представляющем собой, например, паровой запарник на 100°С. Нагретая целая 11а или нарезанная 11b свекла затем поступает в агрегат 15 отжима, например, известный двухвинтовой пресс, который осуществляет частичный отжим для получения на выходе двух отдельных продуктов: с одной стороны, отжатого свекловичного жома 11b, содержащего более 20% сахара в расчете на сухие вещества, и, с другой стороны, свекловичного сока 11e с концентрацией более 15% сухих веществ. После этого свекловичный сок 11e фильтруют при помощи центрифуги 16, например, типа Guinar, позволяющей получать фильтрованный свекловичный сок 11f и фильтр-прессную лепешку 11g. Затем фильтрованный свекловичный сок 11f концентрируют при помощи вакуумного испарителя 17, позволяющего получить сироп 11h фильтрованного свекловичного сока чистотой примерно 90% и с содержанием более 60% сухих веществ. Что касается фильтр-прессной лепешки 11g, то ее предпочтительно смешивают с отжатым жомом 11d, после чего указанную смесь 11i консервируют после сушки или во влажном состоянии в силосохранилищах 18.
Согласно второму варианту выполнения, показанному на фиг.3, установка 20 для осуществления способа переработки свеклы позволяет тоже получить два конечных продукта, а именно, с одной стороны, смесь отжатого жома и ретентата или смесь отжатого жома, фильтр-прессной лепешки и ретентата и, с другой стороны, сироп фильтрованного свекловичного сока чистотой более 93% желтого цвета. Как схематично показано на фиг.3, свекла 21 поступает в агрегат 22 промывки. В случае необходимости, эту промытую свеклу 21a режут в агрегате 23 резки. Целая 21a или нарезанная 21b свекла затем поступает в агрегат 24 отжима, например, известный винтовой пресс для получения на выходе двух отдельных продуктов: с одной стороны, отжатого свекловичного жома 21d, содержащего более 20% сахара в расчете на сухие вещества, и, с другой стороны, свекловичного сока 21e с концентрацией более 15% сухих веществ. После этого свекловичный сок 21e фильтруют при помощи центрифуги, позволяющей получать два продукта, с одной стороны, фильтр-прессную лепешку и, с другой стороны фильтрованный свекловичный сок. В зависимости от случая свекловичный сок 21e или фильтрованный свекловичный сок смешивают с коагулятором 25, например, типа Sucrofloc в смесителе 26, затем полученную смесь 27 фильтруют при помощи агрегата 28 мембранной фильтрации, например, с минеральной мембраной, имеющей пористость от 0,14 до 0,20 мкм, позволяющей получить два продукта, а именно фильтрат 29, являющийся фильтрованным свекловичным соком чистотой более 93% и ретентат 30. Затем фильтрованный свекловичный сок высокой чистоты концентрируют, после чего используют для кристаллизации при помощи известных технологий для получения пищевого сахара. Что касается ретентата 30, то его предпочтительно смешивают с отжатым жомом 21d, после чего указанную смесь 31 консервируют в сухом или влажном состоянии в силосохранилищах 32.
Смесь 11i отжатого жома 11d с фильтр-прессной лепешкой 11g и смесь 31 отжатого жома 21d с ретентатом 30 и даже только отжатый жом 11d или 21d закладывают в силосохранилища 18 или 32 и используют в качестве компонента животного корма или в качестве питательной ферментационной среды. Фильтрованный свекловичный сок 11h, полученный согласно способу переработки, показанному на фиг.2, тоже используют в качестве компонента животного корма или в качестве питательной ферментационной среды.
Нижеследующее описание предназначено для представления отличительных признаков отжатого жома 11d или 21d и даже смеси 11i или 30, называемой в дальнейшем продуктом NA, в котором еще остается большое количество сахара, в сравнении с отжатой мезгой или отжатой сладкой мезгой.
Согласно изобретению способ переработки позволяет получить продукт NA, в состав которого включены следующие аналитические значения (в процентах сухих веществ) и кормовые значения (в кг сухих веществ):
Аналитические значения (в % сухих веществ):
Сухие вещества:
30%
Неочищенные белки:
7,3%
Жир:
0,1%
Неочищенное зольное вещество:
9,0%
Сахар:
30%
Неочищенная целлюлоза:
14,3%
Кормовые значения (на кг сухих веществ):
Кормовые единицы для производства молока (UFL):
1,44
Кормовые единицы для производства мяса (UFV):
1,35
Белки, перевариваемые в кишечнике (PDIN):
45 г/кг
Белки, перевариваемые в кишечнике (PDIE):
63 г/кг
Белки кормового происхождения, перевариваемые в кишечнике (PDIA):
21 г/кг,
где PDIN - количество белков, перевариваемых в кишечнике, в продукте, включаемом в рацион с дефицитом разлагаемого азота.
PDIE - количество белков, перевариваемых в кишечнике, в продукте, включаемом в рацион с энергетическим дефицитом.
Для сравнения, отжатая мезга, получаемая по традиционной схеме сахарного производства, показанной на фиг.1, содержит примерно 27% сухих веществ. В состав этой отжатой мезги входят следующие аналитические значения и кормовые значения:
Аналитические значения (в % сухих веществ):
Сухие вещества:
27%
Неочищенные белки:
9,8%
Неочищенное зольное вещество:
9,0%
Сахар:
7%
Неочищенная целлюлоза:
20,6%
Кормовые значения (на кг сухих веществ):
UFL:
1,01
UFV:
0,99
PDIN:
60 г/кг
PDIE:
84 г/кг
PDIA:
28 г/кг
Второе сравнение произвели со сладкой отжатой мезгой. Эта сладкая отжатая мезга представляет собой смесь описанной выше отжатой мезги и сахарного сиропа, полученного классическим способом сахарного производства и содержащим 87% сахара на сухое вещество. Эти два продукта смешали для получения химического состава, аналогичного продукту NA. В состав этой сладкой отжатой мезги входят следующие аналитические значения и кормовые значения:
Аналитические значения (в % сухих веществ):
Сухие вещества:
30%
Неочищенные белки:
7,3%
Жир:
0,1%
Неочищенное зольное вещество:
9,0%
Сахар:
30%
Неочищенная целлюлоза:
14,3%
Кормовые значения (на кг сухих веществ):
UFL:
1,44
UFV:
1,35
PDIN:
45 г/кг
PDIE:
63 г/кг
PDIA:
21 г/кг
Испытания на хранение продукта NA, отжатой мезги и сладкой отжатой мезги были произведены по принципу силосования. Согласно принципу силосования свежий продукт закладывают без доступа воздуха, чтобы обеспечить развитие анаэробных молочнокислых бактерий. Для этого, как правило, силос уплотняют для максимального удаления кислорода. Быстрое развитие молочнокислых бактерий выражается в быстром увеличении кислотности силоса (понижение рН).
Быстрое подкисление силоса необходимо для быстрого приведения рН к значению ниже 4. Если это подкисление происходит слишком медленно, возникает риск развития кишечных бактерий и масляно-кислых спороносных бактерий, которые производят уксусную кислоту и масляную кислоту, которые являются причиной, с одной стороны, потерь сухих веществ в силосе и, следовательно, кормового значения и, с другой стороны, вкусовых качеств силоса: появление неприятного запаха и вкуса.
Путем сбраживания растворимого сахара, содержащегося в силосе, молочнокислые бактерии производят молочную кислоту, очень быстро подкисляют среду и понижают рН до значения ниже 4. При рН ниже 4 протеолиз (потеря белков при брожении) и брожение с образованием летучих жирных кислот в силосованном фураже останавливаются. Силос становится стабильным и может сохраняться в хороших условиях, позволяющих ему соответствовать требованиям, предъявляемым для животных кормов.
Испытания позволили замерить изменение кислотности (рН) продукта NA в силосохранилищах.
Измерение рН продукта NA после закладки в силосохранилище:
Число дней после закладки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
18
31
Измеренное рН
4,32
4,14
3,92
3,77
3,69
3,55
3,52
3,51
3,54
3,45
3,4
Это позволяет получить график, показанный на фиг.4, отражающий изменение кислотности (рН) силосованного продукта NA во время хранения. Отмечается, что рН продукта NA стабилизируется примерно на значении 3,4 после 18 дней хранения.
Сравнение с отжатой мезгой показало, что она никогда не достигает такого низкого рН. После 32 дней показатель рН отжатой мезги, измеренный в 9 разных силосохранилищах, составлял только 3,9. Кроме того, примерно после 5 месяцев рН отжатой мезги в этих силосохранилищах не доходил до значения ниже 3,6.
Кроме того, изобретение обеспечивает лучшие условия для силосования продукта NA. Действительно, чтобы способствовать развитию анаэробных молочнокислых бактерий и, следовательно, снижению рН в силосохранилище, при применении отжатой мезги силосованный продукт необходимо уплотнять. В отличие от отжатой мезги, на которой были произведены измерения рН, продукт NA во время силосования не уплотняли. Несмотря на это, его подкисление происходило быстрее и достигло более высокой степени по сравнению с отжатой мезгой. Возможность отказаться от уплотнения продукта NA дает существенный выигрыш во времени для пользователей продукта NA и ограничивает риски попадания земли в силос и, следовательно, его загрязнения масляно-кислыми спороносными бактериями.
Кроме того, точки замерзания отличаются для продукта NA, отжатой мезги и сладкой отжатой мезги. Стойкость продукта к замерзанию имеет несколько преимуществ:
- в случае замерзания силоса животновод не может его использовать и давать скоту;
- могут образоваться большие замерзшие куски продукта, которые могут повредить механизмы, распределяющие корм среди животных.
Были произведены измерения кинетики замерзания для сравнения отжатой мезги, продукта NA и сладкой отжатой мезги. Эти измерения показаны на фиг.5 в виде графика замерзания продукта NA в сравнении с отжатой мезгой и сладкой отжатой мезгой. На этом графике видно, что:
- сладкая отжатая мезга и продукт NA достигают горизонтального участка замерзания одновременно. Отжатая мезга достигает этого участка медленнее.
- температура участка замерзания отжатой мезги существенно выше, чем у двух других проб:
- проба отжатой мезги: 0,2/0,3°С;
- проба сладкой отжатой мезги: -2°С;
- проба продукта NA: -3°С;
- пробы сладкой отжатой мезги и продукта NA замерзают более постепенно и имеют сходную продолжительность горизонтального участка;
- проба отжатой мезги отличается более резкими переходами со средним значением 4 ч 45 по сравнению с 3 ч 40 для сладкой отжатой мезги и 4 ч 30 для продукта NA.
Таким образом, отмечается более быстрое подкисление силосованного продукта NA, чем для отжатой мезги. Кроме того, рН стабилизации продукта NA составляет 3,4. Следовательно, продукт NA может храниться без развития микрофлоры, нежелательной для его хранения. Кроме того, этого результата можно достигнуть без уплотнения силоса в отличие от отжатой мезги, что дает явные преимущества: условия работы для животноводов становятся более простыми, и снижается риск заражения силоса масляно-кислыми спороносными бактериями.
Продукт NA достигает горизонтального участка кривой замерзания позже, и этот участок находится ниже по сравнению с отжатой мезгой, что отражает его лучшую стойкость к замерзанию по сравнению с отжатой мезгой. Что касается сладкой отжатой мезги, то она следует профилю, сходному с продуктом NA, до участка замерзания, после чего ее кинетика замерзания становится быстрее, чем у продукта NA.
Измерения общего образования газа, произведенные на продукте NA, на отжатой мезге и на сладкой отжатой мезге, позволили построить графики, показанные на фиг.6 и 7, показывающие общее образование газа в сравнении между рационом на основе продукта NA и рационом на основе сладкой отжатой мезги. Эти измерения общего образования газа для разных рационов корма для молочных коров были произведены в ферментере на желудочном соке.
После серии испытаний сравнили рационы на основе продукта N и сладкой отжатой мезги. Сравнительные испытания были произведены на рационе на основе продукта NA и на основе отжатой мезги и привели к аналогичным выводам. Ниже приводятся результаты только первых испытаний.
Была поставлена задача сравнения двух продуктов, являющихся животным кормом и имеющих одинаковый химический состав: сухое вещество, содержание сахара и т.д., но полученных при помощи двух разных способов. Учитывая, что теоретические кормовые значения для продукты NA и для сладкой отжатой мезги являются одинаковыми, был разработан рацион, в котором продукт NA был заменен сладкой отжатой мезгой.
Общее количество/животное/день
Рацион 1
Рацион 2
КУКУРУЗНЫЙ СИЛОС
35
35
СЛАДКАЯ ОТЖАТАЯ МЕЗГА
10
-
ПРОДУКТ NA
-
10
КОРРЕКЦИЯ АЗОТА
3,7
3,7
СОЛОМА
2
2
Измерение образования газа позволяет определить ферментационную способность рациона или тестируемого корма. Чем больше количество газа при одинаковом кормовом балансе (Энергия/Азот), тем лучше животное усваивает корм.
По сравнению со сладкой отжатой мезгой продукт NA характеризуется большей кинетикой ферментации и более значительным общим образованием газа. Это показано на фиг.6 и 7.
В заключение можно отметить преимущества продукта NA по сравнению с отжатой мезгой и сладкой отжатой мезгой.
Подкисление силосованного продукта NA происходит быстрее и интенсивнее, чем для отжатой мезги. Следовательно, продукт NA в виде силоса хранится лучше, чем отжатая мезга; следовательно, лучше сохраняются кормовые качества продукта NA. Силосование продукта NA не требует его уплотнения, что упрощает условия работы для пользователей по сравнению с отжатой мезгой. Это позволяет также снизить степень заражения силоса масляно-кислыми спороносными бактериями.
Было отмечено увеличение образования газа для рациона с продуктом NA по сравнению с рационами, содержащими сладкую отжатую мезгу. Это выражается в лучшей ферментационной способности на уровне рубца животного для продукта NA и, следовательно, в лучшем усвоении корма животным, что выражает эффективность его зоотехнических характеристик.
Наконец, с практической точки зрения отмечено, что продукт замерзает только при температуре ниже -3°С, тогда как отжатая мезга замерзает при температуре около 0°С. Это облегчает использование и раздачу продукта NA животным в зимний период, который является основным периодом кормления животных на ферме.