Новая технология производства брикетированной кормовой добавки

Развитие агропромышленного комплекса – один из основных приоритетов социальноэкономической политики государства, который является стратегической задачей в экономической области. Основным звеном в развитии промышленного животноводства и других отраслей АПК является комбикормовая промышленность, перед которой стоят проблемы повышения питательной ценности комбикормов и кормовых добавок, а также коэффициента конверсии корма при скармливании, использования более дешевых видов местного сырья и расширения кормовой сырьевой базы. Решение проблем полноценного питания животных и птицы неразрывно связано со снижением

издержек производства, разработкой новых энергоресурсосберегающих безопасных технологий на основе интенсификации технологических процессов, с более широким эффективным применением разнообразного современного высокоэффективного оборудования для производства высококачественных и экологически безопасных комбикормов [1].

В настоящее время на различных аграрных рынках представлен широкий ассортимент различных кормов и добавок для высокоэффективного безопасного роста крупного рогатого скота. Ведущую роль в достижении максимально качественного результата при выращивании сельскохозяйственных животных играет грамотный выбор кормовых добавок, которые способствуют увеличению продуктивности

и улучшению состояния здоровья. Важным является устранение дефицита макро- и микроэлементов в организме животных. Необходимо тщательно учитывать качество и свойства каждого компонента рациона, особенно это значимо при введении дополнительных ингредиентов в рецептуру кормовых добавок, чтобы получить в дальнейшем продукцию со сбалансированным химическим составом и высокой биологической ценностью.

На сегодняшний день главными критериальными показателями оценки комбикормов, способных конкурировать в условиях рыночной экономики, являются их высокое качество и оптимальная цена продукта. Именно поэтому в настоящее время весьма востребованы энергоэффективные и безопасные с экологической точки зрения технологии получения брикетированных кормовых добавок [2, 3].

Экспериментальная часть

Разработана энергоэффективная технология получения брикетированной кормовой добавки на основе зерновой патоки, которая может быть использована для дополнительной подкормки крупного рогатого скота в условиях сельскохозяйственных пастбищ и охотничьих угодий (рисунок 1) [4].

Технология производства белково-витаминно-минеральной кормовой добавки на основе зерновой патоки предусматривает использование доступного дешевого отечественного сырья для производства высококачественных кормовых брикетов – зерновую патоку, жмых подсолнечный, гидрол, бентонит, минеральное сырье, премикс [5]. Рецептура кормовой добавки на основе зерновой патоки составлена с помощью программы «КормОптима» (таблица 1).

Рисунок 1. Линия производства кормовой брикетированной добавки: 1 – теплообменник–рекуператор; 2 – аппарат для клейстеризации с греющей рубашкой и мешалкой; 3 – аппарат для декстринизации с охлаждающей рубашкой; 4 – многосекционный дозатор, снабженный питателями; 5 – смеситель с греющей рубашкой и мешалкой; 6 – дозатор-разгрузитель; 7 – формы для брикетов; 8 – камера конвективного охлаждения брикетов; 9 – компрессор; 10 – конденсатор; 11 – терморегулирующий вентиль (ТРВ); 12, 13 – секции двухсекционного испарителя; 14 – парогенератор со змеевиковым масляным нагревателем и предохранительным клапаном; 15 – сборник конденсата; 16, 19, 21 – насосы; 17, 18 – насосы-дозаторы; 20 – высокотемпературный масляный насос; 22 – вентилятор; 23 – предохранительный клапан. Потоки: 2.0 – исходная зерновая суспензия; 2.1 – клейстеризованная зерновая суспензия; 2.2 – зерновая патока; 2.3 – готовый продукт; 1.0 – греющий пар; 1.1 – конденсат; 1.2 – холодная вода; 1.3 – отработанная холодная вода; 3.0 – холодный воздух; 3.1 – отработанный холодный воздух; 4.0 – термомасло; 5.0 – хладагент

Figure 1. The production line briquetted forage additive. 1 – heat – exchanger; 2 – an apparatus for gelatinization with heating jacket and a stirrer; 3 – dextrinization apparatus with a cooling jacket; 4 – multiple-dosing device provided with feeders; 5 – mixer with a heating jacket and a stirrer; 6 – feeder-discharger; 7 – to form briquettes; 8 – chamber convective cooling of briquettes; 9 – compressor; 10 – capacitor; 11 – expansion valve (TXV); 12, 13 – a two-section evaporator section; 14 – steam generator coil with an oil heater and a safety valve; 15 – condensate tank; 16, 19, 21 – pumps; 17, 18 – dosing pumps; 20 – high-temperature oil pump; 22 – the fan; 23 – safety valve. Streams: 2.0 – initial grain slurry; 2.1 – gelatinized cereal suspension; 2.2 – Grain syrup; 2.3 – the finished product; 1.0 – heating steam; 1.1 – condensate; 1.2 – cold water; 1.3 – Waste cold water; 3.0 – cold air; 3.1 – exhaust cold air; 4.0 – thermal oil; 5.0 – refrigerant

Таблица 1.

Рецепт кормовой добавки и соотношение компонентов

Table 1.

Recipe feed additive and the ratio of components

Компонент Соmроnеnt	Содержание компонентов в готовом продукте, г/кг The content of components in the final product, g/kg	Содержание компонентов в готовом продукте, % The content of components in the final product, %
Зерновая патока | Grain syrup	350	35
Гидрол | Hydrological	300	30
Бентонит | Bentonite	100	10
Жмых подсолнечный Sunflower cake	100	10
Трикальций фосфат Tricalcium phosphate	70	7
Окись кальция | Calcium oxide	50	5
Премикс | Premix	30	3
Выход | Output	1000	100

Состав ингредиентов, представленный в рецептуре кормовой добавки, способен обеспечить организм животного необходимыми биологическими активными веществами. Для восполнения легкоусваиваемых сахаров взамен кормовой мелассы, содержащей в большом количестве химические пестициды, используется зерновая патока, обладающая высокой энергетической питательностью и являющаяся определенным связующим компонентом при производстве кормовых брикетов.

Для производства кормовых брикетов использовалась зерновая суспензия, которая подвергалась предварительному нагреванию до температуры 40–50 °С в теплообменнике-рекуператоре, затем осуществлялась ее клейсте-ризация при температуре 75–80 °С в аппарате с греющей рубашкой и мешалкой. Далее при температуре 65–70 °С проводилась ферментация клейстеризованной зерновой суспензии в аппарате для декстринизации с вводом фермента α-амилазы – препарата Альфаферм 3500Л, в расчете 2 единицы амилолитической способности на 1 г крахмала.

Все компоненты, входящие в рецептуру кормовой добавки, взвешивали на многокомпонентном весовом дозаторе в заданном соотношении и смешивали с полученной зерновой патокой в смесителе с подогреваемой рубашкой и мешалкой для достижения высокой однородности смешиваемой массы и предотвращения налипания продукта на стенки смесителя.

В обогреваемый смеситель с помощью насоса-дозатора в соответствии с рецептурой подавали гидрол, являющийся заменителем соли поваренной и использующийся в качестве связующего вещества, как и зерновая патока.

Смешивание проводилось в обогреваемом смесителе при температуре 85–90 °С до достижения степени однородности полученной смеси 95–97% [6, 7]. Полученную однородную смесь дозатором-разгрузителем вязких продуктов DC 150 подавали в камеру конвективного охлаждения, в которой осуществлялось формование брикетов и их охлаждение до температуры 20–25 °С с дальнейшим направлением в склад готовой продукции.

В технологии применяется двухступенчатая парокомпрессионная холодильная установка, являющаяся источником теплоты для подогрева теплообменной рубашки аппаратов для клейстеризации и декстринизации, а также теплообменной рубашки смесителя и холода для максимально быстрого охлаждения кормовых брикетов в камере конвективного охлаждения [8]. Двухступенчатая холодильная машина работает по замкнутому термодинамическому циклу, в котором в качестве рабочего тела используют озонобезопасный фреон R 134. Ее использование позволяет снизить удельные энергозатраты на 10–15% за счет подготовки теплоносителей разного температурного потенциала для реализации процессов клейстеризации, декстринизации и смешивания при максимальной рекуперации и утилизации теплоты отработанных энергоносителей. Использование двухступенчатой холодильной машины повышает экологическую эффективность за счет использования замкнутых термодинамических циклов по материальным и энергетическим потокам, а также снижения выбросов отработанных теплоносителей в окружающую среду.

В технологическом процессе производства кормовых брикетов важнейшей стадией является формование, которое осуществляется в специальной камере конвективного охлаждения. Для определения рационального времени охлаждения брикетов изучали зависимость удельного усилия пенетрации от времени воздействия холодного воздуха на брикеты в процессе формования и охлаждения при различных температурных режимах ( рисунок 2 ) , исследуя при этом их структурно-механические свойства.

Рисунок 2. Зависимость удельного усилия пенетрации Р от времени охлаждения τ при различных температурах t, °C: 1 – 15; 2 – 20; 3 – 25

Figure 2. Dependence of specific penetration force F of the cooling time τ At various temperatures t, °C 1 - 15; 2 - 20; 3 - 25

Выявили, что в начальный период времени прочность кормовых брикетов увеличивается интенсивно, затем процесс замедляется. Во втором периоде механическая прочность характеризуется резким замедлением, что связано с наступлением