Разработка установки биоактивирования зерна для использования в кормлении сельскохозяйственных животных

Одним из важных факторов повышения экономической эффективности производства продукции животноводства является обеспечение полноценного кормления, способствующего максимальному проявлению генетического потенциала продуктивности животных при сохранении здоровья и воспроизводительных способностей. В целях повышения биологической ценности кормов в них добавляют искусственно синтезированные вещества – премиксы, синтетические витамины и т. д., имеющие не только ограниченный состав, но и низкую биологическую доступность: подавляющая часть веществ в них представлена в неестественной, т. е. не встречающейся в природных кормах форме, что является основной причиной их низкой усвояемости и эффективности [1]. Доступным и недорогим способом повышения полноценности рационов животных является использование биоактивированно-го зерна, природного источника эффективных биологических компонентов (витаминов, микро- и макроэлементов) [2], известного уже многие тысячелетия, но получившего популярность только в настоящее время.

Биоактивация ‒ это процесс деполимеризации высокомолекулярных соединений, происходящий в прорастающей зерновке, до легкорастворимых мономеров. Он осуществляется ферментативной системой зародыша, расщепляющей белки до аминокислот, жиры ‒ до глицерина и жирных кислот, полисахариды ‒ до простых сахаров. Увеличение в биоак-тивированном зерне низкомолекулярных соединений и биологически активных веществ положительно сказывается на его кормовой ценности. Питательные вещества биоактивиро-ванного зерна перевариваются лучше и усваиваются в пищеварительном тракте быстрее, не претерпевая каких-либо существенных химических преобразований [3], что положительно сказывается на росте животных. Пророщенные семена могут быть широко использованы в качестве корма для домашних, одомашненных и сельскохозяйственных животных, а также для подкормки диких животных. При проращивании зерно превращается в диетический корм, содержащий свежую растительную клетчатку, каротин, витамин С, Е, В [4]. Кроме того, пророщенное зерно превосходит натуральное по содержанию протеина, незаменимым аминокислотам, микроэлементам, витаминам Е и группы В [5].

При проращивании зерна существенно повышается поедаемость корма и усваивае-мость питательных веществ, поскольку в процессе проращивания активизированные ферменты зерна превращают сложные питательные вещества в простые соединения, легко усвояемые в организме [6]. Рацион, содержащий много легкоусвояемых и физиологически активных соединений за счет введения пророщенного зерна, благотворно влияет на все функции организма животных [7]. Ценность пророщенного корма заключается в том, что проростки – это своего рода живая еда, позволяющая обогатить кормовой рацион целостным живым организмом, что наделяет пищу большей энергией и пользой. Корм с такими добавками обладает всеми природными биологическими свойствами. Дело в том, что прорастающие семена на протяжении первых нескольких суток все свои силы направляют на то, чтобы победить все микробы, как можно быстрее окрепнуть и закрепиться в почве, именно в этот период пророщенный корм может дать животным силу и здоровье.

По своим полезным качествам пророщенные зерна нисколько не уступают биологическим добавкам и витаминным смесям, которые добавляют в рацион животного. У животных, которые получают пророщенное зерно в рационе, происходит общая стимуляция организма за счет присутствия в нем эффективных природных компонентов, витаминов, переваримого протеина, микро- и макроэлементов. Все это улучшает обмен веществ. Применение в рационе биоактивированного зерна способствует подавлению инфекционной флоры у животных за счет выработки клетками слизистой собственных антибиотиков [8]. Как отмечают ученые СибНИИ кормов и СибНИПТИЖ, в пророщенном зерне активизируются многие ферменты, поэтому в случае его применения из рациона кормления животных можно исключить дорогостоящие ферментные препараты микробиологического синтеза и повысить продуктивность животных на 16‒28 %. Полученный корм в 15‒30 раз дешевле комбикорма [9].

В связи с вышеизложенным проблема использования пророщенного зерна в рационах сельскохозяйственных животных как витаминной добавки актуальна, имеет научное и практическое значение.

Разработка технического средства

В настоящее время применяют различные нетрадиционные виды обработки зерна перед скармливанием животным. Наиболее технологичного повышения витаминного комплекса в рационах кормления животных можно достичь, добавляя пророщенное зерно в комбикорм, этот способ является простым и экономичным. Сегодня практически отсутствует информация о реальных показателях работы и эффективности технологии приготовления биоактивированных кормов, являющихся новинкой в сельском хозяйстве не только России, но и в мире [10]. В РФ существует всего лишь несколько технических средств, разработанных и выпускающихся серийно, а машинная технология биоактивации зерна находится в стадии исследования [11].

На кафедре технического сервиса, механики и электротехники Омского ГАУ разработано устройство для проращивания семян «Росинка». В нем в качестве увлажнителя семян применяется аэрозоль, образованный ультразвуковым парогенератором [12], используемый для подготовки (проращивания) семян в теплицах [13]. Автоматизация процесса поддержания оптимальных параметров среды при проращивании семян и комплексный подход к проектированию данных устройств показали свою эффективность [14]. Но существующая конструкция обладает одним существенным недостатком – цикличностью производства. Предлагается для проведения биоактивации зерна в промышленных масштабах использовать конвейерный способ. На рисунке представлена схема устройства для биоактивации (проращивания) зерна, состоящего из рамы 11 , конвейера 7 , бункера 3 и камеры проращивания 6 . Данное устройство позволяет биоактивировать (проращивать) в непрерывном режиме семена зерновых и бобовых культур, а также их смеси. За счет использования комбинированной обработки семян: теплом, аэрозолем, инфракрасным излучением и дозированной подачи воздуха, автоматизации процесса удается ускорить процесс проращивания, что позволяет сократить расход ресурсов как энергетических, так и людских.

Схема устройства для биоактивации (проращивания) зерна:

1 – аэрозолегенератор; 2 – аэрозолепровод; 3 – бункер; 4 – вентиляционное отверстие;

5 – зерно или зерновая смесь; 6 – камера проращивания; 7 – лента конвейера;

8 – натяжные ролики; 9 – подшипниковый узел; 10 – проросшее зерно; 11 – рама

Устройство работает следующим образом: в питающий бункер 3 засыпается зерно или зерновая смесь 5 , зерно под действием силы тяжести устремляется вниз, где через выпускное отверстие попадает на транспортирующий конвейер 7 , далее зерно перемещается в зону проращивания камеры 6 , где в течение 12–24 часов под действием тепла, инфракрасного излучения и влаги прорастает. Затем проросшее зерно 10 транспортируется для последующей переработки и раздачи животным.

Поддержание оптимальных параметров среды внутри камеры проращивания позволяет сократить срок проращивания по сравнению с существующими аналогами в 2–3 раза, что положительным образом сказывается на себестоимости производства корма и животноводства в целом.

Выводы

Одним из доступных и недорогих способов повышения полноценности рационов животных является использование биоактивированного (пророщенного) зерна. Анализ технических решений позволил сделать вывод о том, что в настоящее время практически отсутствует информация о реальных показателях работы и эффективности технологии приготовления биоактивированных кормов, являющихся новинкой в сельском хозяйстве не только России, но и в мире.

Разработана конструктивно-технологическая схема конвейера для биоактивации (проращивания) зерна для использования на корм сельскохозяйственным животным. Поддержание оптимальных параметров среды внутри камеры проращивания позволяет сокра- тить срок проращивания по сравнению с существующими аналогами в 2–3 раза, что положительным образом сказывается на себестоимости производства корма и животноводства в целом.

D.A. Vorob’ev, A.I. Zabudskiy, D.N. Algazin

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Grain bioactivation plant development for the purposes of farm animals feeding