CC BY
131
УДК 636.087.6:631.17
БЕЗОТХОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ
М. В. ГЛАДИЙ, И. И. МУРЖА, В. Г. КЕБКО, Ю. П. ПОЛУПАН, Л. А. ДЕДОВА
Институт разведения и генетики животных имени М. В. Зубца НААН, с. Чубинское, Бориспольский р-н, Киевская обл., Украина, 08321
И. В. КОРХ
Институт животноводства НААН, пгт. Кулиничи, Харьковский р-н, Харьковская обл., Украина, 62404
(Поступила в редакцию 30.01.2017)
Резюме. В статье излагается об безотходном производстве при выращивании цыплят-бройлеров, в частности об инновационной технологии переработки перьевого сырья и крови в высокопротеиновые кормовые добавки.
Ключевые слова: высокопротеиновые кормовые добавки, перьевое сырье, гидролиз, кровь.
Summary. The article presents about wasteless production at growing of chickens-broiler, particularly about the innovative technology processing feather raw materials and blood in high-protein feed additives.
Key words: high-protein feed additives, feather raw materials, hydrolysis, blood.
Введение. В последние годы производство и использование кормовых добавок животного происхождения в Украине резко снизилось, что объясняется сокращением в несколько раз в нашей стране поголовья крупного рогатого скота, а также в результате случаев заболевания поголовья свиней африканской чумой. В то же время в Украине в последнее время интенсивное развитие приобрела отрасль промышленного птицеводства, в частности, выращивание и переработка на мясо цыплят-бройлеров. При этом значительное количество непищевых отходов убоя птицы на многих птицефабриках не перерабатывается на кормовые цели, что не только приводит к большим потерям ценного высокобелкового сырья, но и является серьезной причиной загрязнения окружающей среды и ухудшения экологии окружающей среды.
Анализ источников. Ранее научными сотрудниками Института разведения и генетики животных им. М. В. Зубця НААН Украины совместно со специалистами НПП «Биокор-Агро» (с. Григорьевка Обуховского района Киевской области) разработали компактную технологию производства комбинированных энергопротеиновых кормо-
вых добавок из непищевых отходов переработки рыбы и убоя птицы. На эту разработку получено несколько патентов на изобретения, в том числе патенты на полезную модель «Добавка рыбная высокопротеиновая» и «Малогабаритное устройство для производства сухих комбинированных энергопротеиновых кормовых добавок из непищевых отходов переработки рыбного и животного сырья» [1, 2]. Разработан и утвержден государственный стандарт (ГОСТ) на производство этих кормовых добавок [3]. Малогабаритная технология производства кормовых добавок из непищевых отходов переработки рыбы и убоя птицы внедрена в НПП «Биокор-Агро» [4]. Ежегодное производство кормовых добавок на предприятии составляет около 2 тыс. тонн.
В настоящее время актуальной проблемой является организация переработки непищевых отходов убоя птицы на кормовые цели на птицефабриках промышленного типа, в том числе из перьевого сырья и крови.
Производство белковых кормов из перьевого сырья имеет определенную особенность. Перья и пух относятся к кератиновому сырью. По химическому составу кератиновое сырье является естественным концентратом белка, однако в натуральном состоянии перьевое кера-тиновое сырье не растворяется в воде, не переваривается и не усваивается в организме животных из-за наличия в молекуле белка дисуль-фидных связей типа -8-8- между полипептидными цепями. Поэтому белки перьевого кератинового сырья, только после гидролиза, в результате разрыва дисульфидных связей, становятся водорастворимыми, хорошо перевариваются и усваиваются в организме животных.
Режим работы известных вакуум-горизонтальных котлов не обеспечивает полного гидролиза кератинового сырья. Поэтому мясокостная мука, полученная из отходов птицеперерабатывающих предприятий в вакуум-горизонтальных котлах, имеет переваримость протеина на уровне всего 31-37 %, а мука только из перьевого сырья -еще меньшую. В связи с этим с целью повышения качества и переваривания кормовой муки из отходов птицеперерабатывающих предприятий в Украине изучали способ их использования путем экструзии. Этот способ дает возможность обеспечивать одновременно действие на кормовой продукт не только высокой температуры, но и давления. Экспериментально было установлено, что оптимальным режимом для производства кормовой муки из отходов птицефабрик путем экструзии есть такой: температура рабочих цилиндров экструдера - 250-300 °С, экспозиция (время пребывания продукта в экструдере под действием заданной температуры) - 45-105 сек., влажность сырья, которое перерабатывается - 20-30 %. Переваримость протеина в кормовой муке, полученной из отходов птицефабрик, составляла 75-80 %, то есть увеличилась по сравнению с неэкструдированным в 2-2,5 раза [5].
Известно устройство для изготовления кормовой белковой добавки из отходов животного происхождения, в том числе птичьих перьев, содержащей экструдер, который отличается тем, что зона загрузки выполнена необогреваемой с постепенным наращиванием давления и удалением из сырья влаги и воздуха и уплотнением объемной массы сырья на конечном участке необогреваемой зоны экструдера в 8-16 раз. Освобожденное от воздуха уплотненное сырье попадает в обогреваемую зону экструдера и под действием высоких температур и последующего наращивания давления обеспечивается прохождение гидролиза белковых структур перьевого сырья к аминокислотному составу. В момент выхода из экструдера давление мгновенно падает до атмосферного, вода взры-вообразно превращается в пар, разрушая остатки белковых связей, обеспечивая полный гидролиз перьевого сырья [6].
В Украине разработаны термохимические технологии гидролиза перьевого сырья и производства птичьей перьевой муки в вакуум-горизонтальных котлах Лапса различной модификации с использованием реагентов с различными химическими свойствами (аммиак, кальцинированная сода, питьевая сода, мочевина, едкий натрий). Наиболее эффективным из них оказался гидролиз перьевого сырья в вакуум-горизонтальных котлах или в стальном реакторе типа 0110-5,0-4-СА10 с использованием в качестве химического катализатора едкого натрия (№ОН). На первом этапе гидролиза получают КБП (концентрат белковый перьевой). Гидролиз перьевого сырья ведется в 4 % растворе №ОИ при средней температуре 115 °С в течение 2 ч. По окончании гидролиза полученный КБП, который имеет рН 10,8 ед., нейтрализуется 35-40 % фосфорной кислотой до рН 7-7,6 ед., в том же гидролизере сразу после окончания процесса гидролиза белкового сырья без охлаждения полученного гидролизата. Нейтрализованный белковый гидролизат с содержанием сухих веществ 25-35 % после фильтрования отправляется на сушку [7, 8].
Итак, гидротермический метод переработки мясо-костных отходов в вакуум-горизонтальных котлах имеет удовлетворительные результаты, но малоэффективен при переработке перьевого сырья. Более эффективные методы переработки перьевого сырья при применении процессов экструзии и термохимической обработки, но в связи со сложностью технологических процессов, большой затратностью и неудовлетворительными санитарно-экологическими условиями производства эти технологии не находят широкого применения в производстве. Заслуживает более глубокого изучения европейский опыт безотходного производства и переработки отходов птицеводства, в частности перьевого сырья, при высоких температурах и высоком давлении при непрерывном технологическом процессе, а также возможность примене-
ния этих технологий в отечественном крупнотоварном производстве на птицефабриках промышленного типа [9].
Цель работы - изучить современные инновационные технологии производства кормовых добавок из непищевых отходов переработки птицы на крупных птицефабриках промышленного типа и возможность их адаптации и внедрения в конкретных условиях отечественного производства в ООО «Комплекс Агромарс» Вышгородского района Киевской области.
Материал и методика исследований. Исследования проведены на основе патентного поиска, обзора отечественной и зарубежной литературы, изучения современных инновационных технологий переработки непищевых отходов продукции птицеводства на высокопротеиновые кормовые добавки, а также изучения передового опыта в ООО «Комплекс Агромарс» Вышгородского района Киевской области по внедрению инновационных технологий переработки непищевых отходов убоя птицы, в частности перьевого сырья и крови, на кормовые цели.
Результаты исследований и их обсуждение. На сегодня в ООО «Комплекс Агромарс» практически все отходы переработки продукции птицеводства используются на производство высокопротеиновых кормовых добавок. Фактически, на предприятии организовано безотходное производство, что дает возможность не только существенно обеспечивать потребность поголовья птицы высокоценными кормовыми добавками собственного производства, но и предупреждать загрязнение окружающей среды и улучшать ее экологию. С этой целью на «Комплекс Агромарс» построен завод по переработке отходов убоя птицы на высокопротеиновые кормовые добавки животного происхождения. Для этого на заводе по переработке отходов убоя птицы смонтировано и успешно работают три технологических линии по производству кормовых добавок: технологическая линия по перьевому сырью и крови, технологическая линия из мягких отходов, в основном из кишечника и технологическая линия по производству кормовых добавок с погибшей птицы и отходов инкубационного производства. Инновационная технология разработана и смонтирована согласно инструкции компанией «Haarslev Industries», филиалы которой расположены в Дании, Германии и в других странах мира. В этой публикации изложено описание инновационной технологии производства комбинированных высокопротеиновых кормовых добавок из перьевого сырья и крови.
Технологическая линия производства комбинированных кормовых добавок из перьевой сырья и крови представляет собой закрытую систему механизмов из нержавеющей стали для гидролиза пера и коагуляции крови, соединенных между собой трубопроводами для подачи и транспортировки сырья и готового корма с использованием винтовых или ковшовых конвейеров.
Технология переработки перьевого сырья и крови на кормовые цели происходит следующим образом.
Перьевое сырье с завода убоя птицы транспортируется на завод производства кормовых добавок и разгружается в приемный бункер, откуда с помощью винтового конвейера подается в ленточный металлодетектор для удаления металлических частиц с перьевого сырья. Из ленточного конвейера перо подается в гидролизер непрерывного действия с помощью винтового конвейера, где перьевое сырье гидролизируется. Загрузка, процесс гидролиза и разгрузка гидролизера контролируется с помощью компьютера. Гидролиз перьевого сырья происходит при давлении 4,0-4,8 бара и температуре 145-150 °С в течение 40 минут под запрограммированным контролем компьютера. Программа контролирует автоматическую разгрузку гидролизера согласно заданной точки температуры. Гидролизированный перьевой продукт удаляется с гидролизера под давлением пара и поступает в приемный бункер сушилки.
Кровь с завода убоя птицы транспортируется на завод по переработке отходов в приемник, откуда перекачивается в танк для крови, содержащий 30 кубов. С танка кровь непрерывно перекачивается насосом через коагулятор крови, где коагулируется впрыском пара. Коагулятор содержит винтовой конвейер смеситель, что обеспечивает оптимальное распределение пара и эффективную коагуляцию крови и возможность предупредить отложение осадка. Скоагулированная кровь проходит через декантер, где проходит механическое удаление воды из крови.
Процесс коагуляции контролируется программным обеспечением. Твердые частицы крови транспортируются винтовым конвейером в накопительный бункер, где они перемешиваются с гидролизирован-ным пером. Гидролизированное перо и твердые частицы крови поступают в дисковую сушилку непрерывного действия с помощью винтового конвейера. Дисковая сушилка непрерывного действия - это один из видов дисковых сушилок с параллельными дисками, которые обеспечивают эффективное высушивание кормового продукта с выходом продукции высокого качества. Мука разгружается с помощью разгрузочного шнека. Качество кормового продукта контролируется измерением температуры на выходе дисковой сушилки, где продукту гарантируется точное содержание влаги. Далее, с разгрузочного шнека дисковой сушилки, мука подается на вибрационное сито для выявления инородных частей и их удаления из кровяно-перьевой муки.
Кровяно-перьевая мука накапливается на выходе вибрационного сита в винтовом конвейере и транспортируется в охладитель муки.
Охладитель муки имеет горизонтальный цилиндрический статор и вращающийся смеситель с лопатками, которые поднимают муку. Вентилятор подает воздух в охладитель через открытый воздушный вход и
выходит в автоматический мешочный фильтр. С охладителя мука транспортируется на мукомольное устройство с помощью винтового конвейера, где перемалывается. С мукомольного устройства мука транспортируется на винтовой конвейер с помощью ковшового элеватора. После ковшового элеватора мука транспортируется на упаковочный желоб с весовой шкалой, где мука пакуется в биг-беги, откуда они перемещаются с помощью большого подъемника (казни).
Главными механизмами переработки перьевого сырья и крови на кормовые цели является гидролизер непрерывного действия для гидролиза пера (паровой автоклав-утилизатор), коагулятор крови и дисковая сушилка производства «Haarslev Industries». Эта компания производит технологическое оборудование для переработки непищевого животного сырья на кормовые цели.
Схема гидролизера непрерывного действия (паровой автоклав-утилизатор) приведена на рис. 1.
а) вид сверху
б) вид сбоку
1 - блок питания; 2 - гидролизер; 3 - клапан разгрузки; 4 - узел привода гидроли-зера; 5 - клапан загрузки гидролизера; 6 - комплект клапанов для парового автоклава-утилизатора; 7 - продувочный купол; 8 - узел привода питателя
Р и с. 1. Схема гидролизера непрерывного действия
Гидролизер непрерывного действия (паровой автоклав-утилизатор) предназначается для непрерывного гидролиза пера. Гидролизер непрерывного действия состоит из двух соединенных между собой устройств - блок питания и гидролизер. После того как перьевое сырье поступает в гидролизер, начинается его гидролиз под действием температуры и давления. В качестве источника давления используют пар. Нагрев сырья происходит через паровую рубашку, установленную вокруг корпуса гидролизера.
Коагулятор для крови компании «Haarslev Industries» специально разработан для контролируемого нагрева и коагуляции крови животных. Подача тепла в коагулятор происходит путем терморегулирован-ного нагрева пара. Кровь закачивается в коагулятор, где специальный смеситель смешивает пар и кровь, обеспечивая равномерную коагуляцию и температуру на выходе. Коагулятор для крови полностью изго-
1 - коагулятор крови из нержавеющей стали; 2 - смеситель крови; 3 - узел привода коагулятора; 4 - температурный датчик коагулятора
Р и с. 2. Схема коагулятора крови
Дисковые сушилки используют для непрерывной тепловой обработки или сушки побочных продуктов животного происхождения. Ротор состоит из центральной трубы, на которую наварено большое количество вертикально расположенных параллельных дисков с двойными стенками. Такая конструкция образует нагревательную поверхность, которая обеспечивает максимальную испарительную способность при компактных размерах. Влажное сырье подается в дисковую
