СПОСОБ ЭКСТРУЗИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА
METHOD OF EXTRUSION PROCESSING OF FORAGE GRAIN

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству, и служит для приготовления корма из влажного фуражного зерна.
Известен способ переработки фуражного зерна, включающий следующие этапы послеуборочной обработки: предварительная очистка, сушка, первичная очистка, хранение (Кленин Н.И., Егоров В.Г. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: КолосС, 2003, с.260).
Недостатками данного способа при переработке фуражного зерна являются большие энерго- и трудозатраты на сушку и первичную очистку зерна, связанные с обслуживанием большого количества оборудования, а также необходимостью измельчения зерна для дальнейшего использования, например, в составе комбикормов.
Наиболее близким аналогом является способ переработки фуражного зерна, содержащий предварительную очистку, сушку, первичную очистку, хранение сухого зерна, измельчение, увлажнение и дальнейшую экструзионную обработку в специальных аппаратах-экструдерах. (Технология переработки продукции растениеводства / Под ред. Н.М.Личко. - М.: КолосС, 2006. - 529 с.).
Способ предусматривает сушку, первичную очистку, хранение сухого зерна, что связано с большими энерго- и трудозатратами. При этом подлежащий экструзии продукт необходимо предварительно измельчать и увлажнять до влажности 12…16%, что приводит к дополнительным энерго- и трудозатратам.
Техническим результатом изобретения является снижение энерго- и трудозатрат при получении конечного продукта с высокими пищевыми качествами, упрощение способа переработки фуражного зерна.
Сущность изобретения заключается в том, что фуражное зерно влажностью 14…25% после предварительной очистки, подвергают экструдированию, экструдат охлаждают вентилированием и транспортируют на место хранения.
При влажности фуражного зерна более 25% его перед предварительной очисткой вентилируют до влажности 22…25% и подвергают экструдированию.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого способа переработки.
Предложенный способ переработки фуражного зерна позволяет перерабатывать все зерновые культуры, уменьшить трудозатраты и энергозатраты за счет исключения операций сушки зерна, первичной очистки, измельчения и увлажнения, получить качественный продукт за счет физико-механической обработки в экструдере.
Способ осуществляется следующим образом.
Зерно после уборки с поля влажностью 14…25% доставляется в цех переработки и после предварительной очистки от крупных и легких примесей загружается в емкости для хранения и накопления. Затем оно подается в экструдер, где подвергается сжатию в процессе нагнетания шнеком экструдера, прогревается до температуры 120…200°C в результате подвода внешнего тепла и тепла, выделенного при механической обработке. На выходе из экструдера за счет резкого снижения давления перегретая жидкость испаряется. Продукт при выходе из экструдера резко увеличивается в объеме, вспучивается, приобретает микропористую структуру. В результате механических воздействий и теплоты происходят существенные физико-механические изменения основных компонентов продукта: денатурация белка, клейстеризация и декстринизация крахмала. Далее экструдат охлаждают с помощью вентилирования и транспортируют на место хранения.
В случае влажности зерна более 25% его после предварительной очистки загружают в бункера активного вентилирования для доведения влажности до 22…25%, после чего его подвергают экструдированию.
При необходимости получения продукта в виде гранул, например, для кормления молодняка птиц после экструдирования экструдат подвергают гранулированию с последующим охлаждением и хранением.
Технический результат достигается тем, что из процесса переработки зерна исключают трудоемкие и энергоемкие операции сушки, первичной обработки, измельчения и увлажнения зерна перед экструдированием, так как фуражное зерно хорошо экструдируется, обладая пониженной твердостью в результате однородного по объему содержания естественной влаги в каждом отдельном зерне. Лишняя влага удаляется при охлаждении продукта после экструдирования.
В таблице 1 показаны энергозатраты и трудозатраты на переработку фуражного зерна предлагаемым способом и прототипом.
В таблице 2 показан качественный состав 1 кг озимой ржи и пшеницы до и после экструзионной переработки предлагаемым способом, при влажности исходного зерна 22…25%.
Согласно таблице 1 предлагаемый способ позволяет на 37% снизить энергозатраты и на 39% трудозатраты на переработку фуражного зерна, упростить технологию и уменьшить состав линии переработки зерна, исключив из нее сушку, первичную очистку, измельчение, увлажнение.
Данные таблицы 2 показывают, что содержание питательных веществ в корме натуральной влажности после экструзионной переработки влажного фуражного зерна повышаются как в экструдате ржи, так и в пшенице. Содержание сырого протеина после экструзии озимой ржи повысилось по сравнению с исходным зерном на 10 г, а в пшенице на 13 г, что составило 10%. Содержание перевариваемого протеина увеличилось на 0,53 г (0,6%) в ржи и на 10,6 г (9,5%) в пшенице, содержание сахара после экструзии увеличилось на 46,2 г, что составило 72% в зерне ржи и на 56,8 г (156%) в пшенице. Данные показатели привели к увеличению общей питательности в кормовых единицах и обменной энергии зерна ржи и пшеницы.
Также был сделан расчет содержания исследуемых показателей в абсолютно сухом веществе. Общая питательность в кормовых единицах и обменная энергия одинаковы в обоих видах кормов, что до экструзии так и после экструзии, но содержание сырого протеина увеличилось на 3,9 г в зерне ржи, что составило 3%, и на 5,9 г (4%) в пшенице, сахар после экструзионной обработки увеличился на 45,9 г (62%) в экструдате ржи и на 60,4 г (143%) в пшенице по сравнению с исходным материалом.
Эти данные свидетельствуют, что предлагаемый способ позволяет получить продукт высокого качества, при этом на 37% снизить энергозатраты и на 39% трудозатраты на переработку фуражного зерна, упростить технологию и уменьшить состав линии переработки зерна, исключив из нее сушку, первичную очистку, измельчение и увлажнение.
Таблица 1
Процесс
Энергозатраты, кВт ч/т
Трудозатраты, чел. ч/т
прототип
предлагаемый способ
прототип
предлагаемый способ
Предварительная очистка ОВС-25
0,26
0,26
0,02
0,02
Активное вентилирование БВ-25
0,96
0,96
0,02
0,02
Сушка М-819 (шахтовая)
4,9
-
0,05
-
Первичная очистка ЗВС-20А
0,31
-
0,02
-
Измельчение КДУ-2,0
10
-
0,67
-
Увлажнение
1
-
-
-
Насос 1½ К-6б
Экструдирование Anderson М-6
26
26
1
1
Гранулирование ДГ-1
0,08
0,08
од
0,1
Транспортировка к месту хранения ТУ-5
0,47
0,47
-
-
Итого
43,98
27,77
1,88
1,14
Таблица 2
Рожь
Пшеница
Показатели
до экструзии
после экструзии
Отклонение
до экструзии
после экструзии
отклонение
Содержание в 1 кг натуральной влажности
1. Корм. ед.
1,09
1,16
+0,07
1.11
1,16
+0,05
2. Обменная энергия, МДж
10,76
11,47
+0,71
10,89
11,38
+0,49
3. Сырой протеин, г
109,8
120,6
+10,8
126
139
+13
4. Переварим. протеин, г
91,13
91,6
+0,53
110,9
121,5
+10,6
5. Сахар, г
63,8
110
+46,2
36,4
93,2
+56,8
Содержание в 1 кг абсолютно сухого вещества
1. Корм. ед.
1,27
1,27
0
1,28
1,28
0
2. Обменная энергия, МДж
12,54
12,54
0
12,5
12,5
0
3. Сырой протеин, г
127,9
131,8
+3,9
145,3
151,2
+5,9
4. Сахар, г
74,4
120,3
+45,9
42,0
102,4
+60,4