Эффективный способ производства комбикорма с добавкой зеленой массы кормовых трав

Введение. Производимые в настоящее время производимые комбикорма имеют низкое содержание необходимых для обеспечения высокой продуктивности сельскохозяйственных животных каротина и растительного протеина [1]. Источником повышения содержания этих веществ в комбикормах могут быть кормовые травы, такие как люцерна, амарант и др.

Известная технология производства комбикорма с включением травяной муки в настоящее время почти не применяется, так как ее производство является убыточным по причине чрезвычайно высокой энергоемкости. Технология производства протеинового концентрата из отжатого сока зеленых растений [2, 3], включаемого затем в состав комбикорма, также является достаточно сложной и дорогостоящей. Непосредственное же включение в состав комбикорма зеленой массы кормовых трав при обычной технологии его производства, включающей подготовку, дозирование и смешивание компонентов, неэффективно, так как из-за ее высокой влажности получаемый комбикорм также имеет высокую влажность, и вследствие этого, малый срок хранения и низкую сыпучесть [4].

Поэтому возникла необходимость разработать малозатратный способ введения зеленой массы растений в состав комбикорма, обеспечивающий высокое содержание каротина и протеина в получаемом корме при сохранении показателей его качества.

Условия, материалы и методы исследований . При проведении теоретических исследований использованы методы разработанной акад. В.А. Панфиловым теории технологического потока пищевых производств, основанной на системном анализе и синтезе [5]. Была проведена экспериментальная проверка предложенного способа производства комбикорма с включением зеленой массы с лабораторным определением состава и показателей качества полученного корма.

Анализ и обсуждение результатов. Одним из возможных способов введения зеленой массы кормовых трав в состав комбикорма является ее экструдирование, как самостоятельное, так и в смеси с другими компонентами корма, так как при этом значительно снижается ее влажность [6]. Для реализации этого способа была предложена технология приготовления комбикорма, предусматривающая измельчение зеленой массы, ее смешивание с прочими подготовленными компонентами, экструдирование полученной смеси, охлаждение и измельчение экструдата [4]. На рисунке 1 представлена операторная модель системы производства комбикорма по данной технологии. Она включает подсистемы и операции (нумеруются в направлении от «выхода» к «входу» системы): А – подсистема получения готового комбикорма, включающая операции:

I – охлаждение и измельчение экструдата, II – экструдирование; В – подсистема получения рассыпного комбикорма, включающая операцию I – дозирование и смешивание компонентов; С 1 – подсистема подготовки зерновых компонентов, включающая операции: I – хранение зерна, II – измельчение, III – очистка зерна, С 2 – подсистема подготовки зеленой массы, включающая операции: I – промежуточное хранение, II

– измельчение.

Как видно из представленной модели, к традиционной схеме производства комбикорма, включающей подсистемы подготовки сырья С и его дозирования и смешивания В добавлена подсистема А , включающая операции экструдирования рассыпного комбикорма.

Недостатком данного способа является необходимость предварительного измельчения зеленой массы кормовых трав и ее смешивания с другими компонентами, в ходе которого происходит потеря каротина и протеина с выделяемым соком, а также то, что

экструдированию в составе смеси подвергаются не требующие такой обработки компоненты комбикорма, в частности премикс и минеральное сырье. Кроме того, нет особой необходимости предварительно измельчать зерно, подвергаемое экструдированию. В тоже время самостоятельное экструдирование зеленой массы затруднено по причине ее высокой влажности.

Рисунок 1 – Операторная модель системы производства комбикорма, включающая измельчение зеленой массы, ее смешивание с прочими компонентами и экструдирование рассыпного комбикорма

Поэтому наиболее рациональной, по нашему мнению, является технологическая схема, предусматривающая измельчение зеленой массы и ее совместное экструдирование с зерновыми компонентами без предварительного смешивания с ними, после чего полученный экструдат смешивается с остальными компонентами комбикорма [7, 8]. При этом для лучшей сохранности каротина и протеина необходимо исключить предварительное измельчение зеленой массы и ее промежуточное хранение. Для этого разработана технологическая схема, предусматривающая измельчение зеленой массы непосредственно перед ее загрузкой в экструдер.

Операторная модель данной системы производства комбикорма представлена на рисунке 2.

Отходы

", / С 1

\ Очищенное зерно

С 2

Зерно

IV

Зеленая масса

II :1

Экструдат

Прочее сырье

Прочие компоненты

Рассыпной комбикорм

В

Рисунок 2 – Операторная модель системы производства комбикорма, включающая измельчение зеленой массы при загрузке в экструдер и ее совместное экструдирование с зерном

Она включает подсистемы и операции: В – подсистема получения рассыпного комбикорма, включающая операцию I – дозирование и смешивание компонентов; С 1 – подсистема подготовки зерновых компонентов, включающая операции: I – промежуточное хранение подготовленного зерна, II – очистка зерна; С 2 – подсистема получения экструдата, включающая операции: I – промежуточное хранение, II – охлаждение и измельчение экструдата, III – экструдирование, IV – измельчение зеленой массы.

Таким образом, из данной системы исключается подсистема подготовки зеленой массы, а операция ее измельчения включается непосредственно в подсистему производства экструдата С2, которое осуществляется на этапе предварительной подготовки сырья к дозированию и смешиванию. При этом зерно и зеленую массу кормовых трав загружают в экструдер раздельно, зеленую массу измельчают непосредственно при загрузке в экструдер, а смешивание зеленой массы с остальными компонентами комбикорма производится после ее экструдирования.

Предлагаемый способ производства комбикорма осуществляют в следующей последовательности. Зерновые компоненты предварительно очищают и загружают в экструдер. При этом из технологического процесса исключается операция предварительного измельчения зерна. Зеленую массу кормовых трав загружают в экструдер и измельчают при этом до размера частиц 2-10 мм. Зерно и зеленую массу загружают в экструдер раздельно и экструдируют совместно, при этом происходит измельчение целых зерен зерновых компонентов и их смешивание с частицами зеленой массы, в результате чего выравнивается влажность получаемой смеси, а содержащаяся в зеленой массе излишняя влага перераспределяется и частично испаряется под действием высокой температуры. Совместное экструдирование зеленой массы с повышенным содержанием естественной влаги и зерна позволяет исключить его предварительное увлажнение. Полученный экструдат охлаждают, измельчают и направляют в подсистему дозирования и смешивания компонентов комбикорма.

Остальные компоненты комбикорма подготавливают и обрабатывают согласно технологическим требованиям и используемому рецепту. Экструдат и остальные компоненты комбикорма дозируют и смешивают, в результате чего получают рассыпной комбикорм.

Для практической реализации предлагаемого способа разработан экструдер-измельчитель, включающий дисковый измельчитель зеленой массы с загрузочным бункером, винтовой питатель для ее подачи и экструдер с загрузочным устройством для зерна [7].

В ходе проведенных экспериментальных исследований установлено, что зеленую массу кормовых трав следует измельчать до размера частиц 2-10 мм, так как при размере частиц более 10 мм затруднено ее транспортирование винтовым питателем и загрузка в рабочую камеру экструдера, а также значительно снижается производительность экструдера [9]. Также установлено, что при производстве комбикорма зеленую массу кормовых трав следует использовать в таком количестве, чтобы ее содержание не превышало 30% от общей массы всех компонентов. Это обосновано тем, что в противном случае комбикорм будет иметь высокую влажность и, как следствие, малый срок хранения [9].

В качестве примера рассмотрим производство комбикорма с добавкой зеленой массы кормовых трав для поросят в возрасте от 40 до 60 дней. При этом используют компоненты в следующем соотношении (по массе): зеленая масса люцерны – 20%, пшеница – 21%, ячмень – 36%, шрот соевый – 13%, мука рыбная – 2%; масло растительное – 2%; дрожжи кормовые – 3%; мел – 0,8%, кальций фосфат – 1%, соль поваренная – 0,2%, премикс – 1%. Скошенную зеленую массу люцерны влажностью 65-70% загружают в экструдер.

При загрузке ее измельчают до размера частиц 2-10 мм. Одновременно в экструдер загружают не измельченное зерно (ячмень и пшеницу). Зерно и измельченную зеленую массу совместно экструдируют. Полученный экструдат охлаждают и измельчают. Остальные компоненты (шрот соевый, мука рыбная, масло растительное, дрожжи кормовые, мел, кальций фосфат, соль поваренная и премикс) подготавливают согласно технологическим требованиям. Измельченный экструдат и остальные подготовленные компоненты дозируют и смешивают, в результате чего получают готовый рассыпной комбикорм с добавкой зеленой массы люцерны.

Предлагаемые способ производства комбикорма с добавкой зеленой массы кормовых трав и экструдер-измельчитель прошли экспериментальную проверку [9]. В ее ходе было установлено, что процесс экструдирования зерна (пшеница и ячмень) и зеленой массы люцерны (20% от общей массы компонентов комбикорма) с начальной влажностью 65-70% протекает при температуре стенок рабочей камеры экструдера 138-142°С. Совместное экструдирование зеленой массы кормовых трав с повышенным содержанием влаги и зерна позволило исключить их предварительное увлажнение водяным паром. Температура экструдата на выходе из экструдера составила 87-95°С, а его влажность - 15,2%, что соответствует технологическим требованиям. Процесс экструдирования характеризуется небольшими потерями каротина (7-8%). Содержание каротина в готовом комбикорме составило 20,1 мг/кг, растительного протеина - 220 мг/кг, что значительно превышает их содержание в комбикорме, приготовленном без добавления зеленой массы кормовых трав.

Выводы . Достигнутый результат при использовании предлагаемого способа введения зеленой массы в состав комбикорма заключается в повышении питательной ценности корма за счет увеличения содержания в нем растительного протеина и каротина, снижении потерь каротина в ходе технологического процесса, а также в его упрощении и снижении затрат электроэнергии, так как экструдированию подвергаются не все компоненты комбикорма, а лишь зерновые компоненты и зеленая масса кормовых трав.

Таким образом, внедрение предложенной инновационной технологии позволит без значительных затрат восполнить потребность животных в растительном протеине и каротине путем включения зеленой массы кормовых трав в состав комбикормов. При этом не потребуется вносить значительные изменения в существующие схемы технологического процесса, что позволит эффективно использовать ее на внутрихозяйственных предприятиях по производству комбикормов.

Дивноморское, 7-10 сентября 2015). – Ростов-на-Дону. – Зерноград: СКНИИМЭСХ, 2015. – С. 548-552.

Брагинец Сергей Валерьевич кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Алфёров Александр Сергеевич кандидат технических наук, научный сотрудник

Бахчевников Олег Николаевич кандидат технических наук, научный сотрудник

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства» (ФГБНУ

СКНИИМЭСХ)

347740, Россия, Ростовская область, г. Зерноград, ул. им.

Ленина, д. 14

Braginets S.V. leading scientific associate, candidate of Science in Engineering,

Alferov A.S. scientific associate, candidate of Science in Engineering,

Bakhchevnikov O.N. scientific associate, candidate of Science in Engineering

Federal state government-financed scientific institution of the North-Caucasian scientific research Institute of mechanization and electrification of agriculture