CC BY
11
УДК 361.363.5 DOI 10.51794/27132064-2022-4-21
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТЕЛЯТ В МОЛОЧНЫЙ ПЕРИОД И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ
В.И. Передня, доктор технических наук, профессор
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
E-mail: npc_mol@mail.ru
А.А. Романович, кандидат технических наук, доцент УО «Белорусский государственный аграрный технический университет» E-mail: nastia.01.02.1986@gmail.com
Аннотация. Передовой опыт и зоотехнические исследования показывают, что среди всего комплекса факторов, влияющих на интенсивный рост телят молочного периода, наибольшего внимания заслуживают корма и способ их скармливания, особенно в первый период развития. Показано, что в молочный период у новорожденных телят преобладает тип кишечного пищеварения, и поэтому они могут усваивать только жидкую пищу. Но, как отмечают все исследователи, после 5-6 дней жизни телят надо приучать к поеданию растительных кормов, поскольку они ускоряют развитие кишечно-желудочного тракта. Сдерживающим фактором является то, что даже высококалорийные корма, содержащие много белков, жиров, углеводов и т. д., без специальной влаготепловой обработки трудно и только частично усваиваются организмами животных. С учетом того факта, что альтернативы растительным кормам нет, были уточнены рецепты кормления телят молочного периода и разработаны новые способы переработки растительных кормов в легкоусвояемые концентраты. Обоснованы способ и конструкция машины для углубленной переработки зернофуража в легкоусвояемый пастообразный корм с целью его дальнейшего использования в качестве основы для ЗЦМ при кормлении телят, а также способ и конструкция машины для углубленной переработки зернофуража в экструдированный корм для приготовления легкоусвояемого твердого комбикорма для телят молочного периода.
Ключевые слова: телята молочного периода, молочные продукты, сухое молоко, сухая сыворотка, растительные корма, экструдирование, смешивание, легкоусвояемый концентрат.
Для цитирования: Передня В.И., Романович А.А. Инновационная технология выращивания телят в молочный период и оборудование для ее реализации // Техника и технологии в животноводстве. 2022. № 4(48). С. 21-26.
Введение. Республика Беларусь находится в лидирующей группе стран по экспорту молока и молочных продуктов. Как показывают мировой опыт и экономические расчеты, чтобы сохранить занимаемые позиции, следует в первую очередь иметь высокопродуктивное поголовье. Согласно зоотехническим исследованиям, потенциал молочной продуктивности крупного рогатого скота закладывается на этапе выращивания телят и зависит более чем на 60% от условий выращивания и особенно кормления. Поэтому выращиваемым телятам молочного периода требуется создавать хорошие условия содержания и обеспечивать необходимое их возрасту кормление, что способствовало бы усиленному их развитию. У новорожденного теленка сначала функционирует только сы-
чуг, рубец еще не развит; поэтому основным кормом являются жидкие корма - молозиво, а затем цельное молоко или его заменители [6, 7]. В настоящее время на выпойку телят в Республике Беларусь расходуется около 1216% валового производства цельного молока. В развитых странах скармливают не более 8%, возмещая остальное количество цельного молока заменителями.
Основой почти всех выпускаемых заменителей цельного молока являются сухое обезжиренное молоко или побочные продукты молочного производства, обогащенные различными добавками с целью увеличения его питательности. Однако это приводит к перерасходу молочного белка, сократить расход которого на кормовые цели можно за счет производства заменителей цельного мо-
лока из растительного сырья. В связи с этим РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» были разработаны рецепты заменителей цельного молока с использованием местных зерновых культур, однако технологический процесс и оборудование для его реализации весьма несовершенны. Кроме заменителей цельного молока, как показывает опыт ведущих стран, после 5-6 дней жизни телят необходимо приучать к поеданию растительных кормов, поскольку только они способствуют скорейшему развитию рубца, что в свою очередь способствует увеличению привесов, росту животных и в перспективе - получению высокопродуктивного животного.
Основная часть. Фактором, препятствующим раннему поеданию растительных кормов, является то, что даже высококалорийные корма, содержащие большое количество белков, жиров, углеводов и т. д., без специализированной обработки неохотно поедаются и, главное, мало усваиваются организмом теленка [1-5]. Таким образом, главной задачей является ускоренное развитие пищеварительного тракта в ранние сроки жизни телят при высоких приростах живой массы, уменьшение расхода цельного молока или отходов от его переработки, а следовательно, и затрат на их производство.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в дополнение к основному в рацион кормления телят с возраста 6-8 суток добавляют сбалансированный по питательности сухой легкоусвояемый концентрат, который включает отдозированные, проэкс-трудированные, измельченные зерно-бобово-масличные культуры в количестве от 50% до 65%, смешанные с отдозированным сухим обезжиренным молоком, сухой сывороткой, витаминно-минеральным премиксом ПКР-1 и комбикормом КР-1 в количестве от 35% до 50%. С 30-го по 35-й день кормление цельным молоком уменьшается на 30%, а после 60 дней - на 100%, при этом в рацион добавляется комбикорм КР-2. После 80 дней кормления прекращают выдачу легкоусвояемого концентрата [8]. Включение в состав сухого
концентрата сухого обезжиренного молока, имеющего запах цельного молока, позволяет ускорить процесс адаптации животных к более раннему поеданию сухого концентрата. Кроме того, включение сухого обезжиренного молока, сухой сыворотки и витаминно-минерального комплекса ПКР-1 увеличивает переваримость, усвояемость сухого концентрата и тем самым приводит к более высоким приростам живой массы телят в раннем возрасте и уменьшению расхода цельного молока за счет более раннего приучения к поеданию сухих кормов, а следовательно, и затрат энергии.
Экструдирование растительных компонентов позволяет превратить сложные органические соединения в легкоусвояемые простые сахара и провести инактивацию антипитательных веществ, что стимулирует рост и развитие микрофлоры рубца, сетки, книжки и в конечном счете приводит к росту рубца, сокращению сроков кормления молоком, сокращает переход к поеданию растительных кормов и увеличивает прирост живой массы. Для реализации предложенного способа необходимы соответствующие инновационные способы и конструкции машин для углубленной переработки зернофуража в легкоусвояемые корма в качестве основы для ЗЦМ и легкоусвояемого комбикорма для телят молочного периода.
Главной задачей совершенствования технологического процесса производства ЗЦМ является уменьшение удельной энергоемкости процесса приготовления зерновой пасты для ЗЦМ в гидродиспергаторе. В процессе обработки зернового материала в гидро-диспергаторе обрабатываемая среда подвергается механическому и гидродинамическому (кавитационному) воздействиям. При гидродинамической обработке зерна одновременно происходят три процесса: измельчение, смешивание и нагрев, что объясняется наличием кавитации. Для повышения эффективности работы таких устройств предлагаются инновационный способ приготовления пастообразной кормосмеси и устройство для его осуществления - зерно и воду загружают в бункер, при этом смесь зерна и воды пода-
ют из нижней части бункера через измель-чающе-нагревательный аппарат в верхнюю его часть, перемещая насосом зерно по замкнутому контуру, и доводят до пастообразного состояния. Приготовление пастообразной смеси осуществляется за счет кавитаци-онного, гидравлического и механо-кавитаци-онного воздействия на измельчаемое сырье с одновременным нагревом в электромагнитном поле индуктора [9].
Для осуществления предложенного способа предлагается устройство, включающее бункер с люком для загрузки зерна, измельчаю-ще-нагревательный аппарат, трубопровод для подачи смеси зерна и воды из нижней части бункера через измельчающе-на-гревательный аппарат в верхнюю его часть, насос и блок управления, кран для подачи воды, где на кожухе трубопровода установлен цилиндрический индуктор для подогрева смеси в потоке, на выходе которого закреплен конический патрубок, а на расстоянии от него решето для механо-кавитационного воздействия и его интенсификации, а также дополнительного разрушения зерна за счет гидроудара. Выполнение подогрева продукта в электромагнитном поле индуктора токами Фуко, а не посредством конвекционного способа передачи теплоты позволяет увеличить КПД использования электроэнергии и сократить время нагрева [10].
Подогрев продукта в потоке при его транспортировании позволяет ускорить процесс возникновения кавитации и нагрев продукта и тем самым уменьшить энергоемкость технологического процесса [11-14]. Установкой решета на расстоянии от конического патрубка обеспечивается гидроудар и механическое воздействие смеси о его фронтальную поверхность с образованием большого количества парогазовых пузырьков, что приводит к интенсификации кавитационного воздействия, а следовательно, к уменьшению времени обработки. На рисунке 1 изображе-
на схема установки для приготовления пастообразной кормосмеси. Таким образом, приготовление пастообразной кормосмеси достигается за счет направления кавитаци-онного и индукционного воздействий, а также гидравлического удара на измельчаемое сырье без применения механических измельчающих и смешивающих устройств, что позволяет снизить энергозатраты на осуществление процесса при сохранении питательной ценности компонентов.
Рис. 1. Схема установки для приготовления пастообразной кормосмеси: 1 - бункер; 2 - насос;
3 - трубопровод; 4 - индуктор; 5 - конический патрубок; 6 - решето
Как было описано выше, использование ЗЦМ для реализации инновационного способа кормления телят в молочный период не обеспечит ожидаемого эффекта, если телятам не будут доступны для свободного и постоянного потребления легкоусвояемые зерновые компоненты в твердой форме. Основой легкоусвояемого концентрата являются зерновые корма. Так как для интенсивного формирования рубца телят и развития его микрофлоры необходим зернофураж в легкоусвояемой, но твердой форме, то для углубленной переработки зернофуража целесообразно использовать машину, изготовленную на основе экструдера, но сочетающую преимущества других способов термомеханических видов обработки зернофуража. Таким образом, предлагаются новый
способ и устройство для производства экс-трудированных продуктов.
В указанном способе производства экс-трудированного кормового продукта исходное сырье подают в транспортирующий рабочий орган, непрерывно передвигают и перемешивают его внутри кожуха с одновременным воздействием на винтовые смесители и исходное сырье нагревающими полями электромагнитных индукторов. Прежде чем попасть в экструдер, сырье увлажняется, циркулируя по замкнутому циклу винтовых смесителей, нагревается от металлических транспортирующих органов до заданной температуры, а затем пропускается через экструдер.
Устройство для реализации предложенного способа состоит из приемного бункера, транспортирующего рабочего органа, включающего, по меньшей мере, два винтовых смесителя непрерывного действия, каждый из которых содержит кожух и вал с витками, а также цилиндрических электромагнитных индукторов для опосредованного нагрева, пропускаемого через смесители сырья и экс-трудера. Кроме того, на кожухе винтового смесителя, соединенного с приемным бункером, установлено дозирующее устройство для 6 подачи воды, а на кожухе винтового смесителя, соединенного с экструдером, установлен шибер. На конце вала этого смесителя установлены перебрасывающие лопатки, а напротив их в кожухе винтового смесителя, соединенного с приемным бункером, выполнено окно. В результате этого исходное сырье может поступать в экструдер или транспортироваться по замкнутому циклу в кожуха винтовых смесителей, выполненных из неметаллических материалов, находящихся внутри цилиндрических магнитных индукторов.
Установка шибера и перебрасывающих лопаток на винтовом транспортере, соединенном с экструдером, позволит транспортировать сырье по замкнутому циклу или направлять его в экструдер. Применение циркуляции исходного сырья по замкнутому
циклу и дозированной подачи на него позволяет нагреть и увлажнить исходное сырье в потоке до требуемых значений, что даст возможность повысить качество и производительность переработки экструдированного корма. Установка на винтовом транспортере неметаллических кожухов в цилиндрической части электромагнитных индукторов позволит более полно использовать электромагнитное поле и ускорить процесс нагрева исходного сырья, поскольку в этом случае все электромагнитное поле будет воздействовать на валы и витки винтовых смесителей, находящихся внутри исходного сырья.
Предложенные технические решения реализованы в конструкции экструдера, представленного на рисунке 2.
зерновое сырье 1
выгрузка готового продукта
Рис. 2. Общий вид усовершенствованного экструдера: 1 - приемный бункер; 2 - винтовые смесители; 3 - увлажнитель; 4 - индуктор;
5 - экструдер; 6 - рама
Работает усовершенствованный экстру-дер следующим образом. Первоначальная порция исходного сырья подается в приемный бункер, из которого поступает в соединенный с ним винтовой смеситель, на котором установлен увлажнитель, из которого дозированно подается вода на транспортируемое с помощью смесителя сырье. Кормовые компоненты смешиваются и нагреваются посредством индуктора и подаются на перебрасывающие лопатки, которые перегружают ее
в винтовой смеситель, соединенный с экс-трудером, где сырье продолжает нагреваться и перемешиваться.
Если подогретое сырье не достигло требуемой температуры, то шибер остается закрытым и масса продолжает движение до перебрасывающих лопаток, которые перегружают ее в окно винтового смесителя, и процесс повторится до нагрева массы до заданной температуры, после чего шибер открывается и сырье поступает в приемную воронку и далее в экструдер.
Преимущество предлагаемого изобретения состоит в том, что за счет непрерывного транспортирования с одновременным увлажнением, смешиванием и предварительным индукционным нагревом исходного сырья валом и витками винтовых смесителей, находящихся в электромагнитном поле индуктора, уменьшаются температура нагрева и время нахождения исходного сырья в экс-трудере, что обеспечивает уменьшение энергоемкости процесса обработки и увеличение производительности устройства. Кроме того, увеличение влажности исходного сырья до требуемой величины и наличие повышенной температуры и давления приведет к разрыву природных связей крахмала на клеточном уровне и переводу его в более простые соединения (декстрины и сахара), происходит желатинизация крахмала, а следовательно, увеличивается усвояемость обрабатываемого продукта.
Выводы.
1. Главной задачей кормления телят молочного периода является ускоренное развитие пищеварительного тракта в ранние сроки жизни телят при высоких приростах живой массы, уменьшении расхода цельного молока или отходов от его переработки, а следовательно, и затрат на их производство. Поэтому был обоснован инновационный способ кормления телят молочного периода, применение которого позволит ускорить процесс адаптации животных к более раннему поеданию комбикормов, увеличит их переваримость и усвояемость. Таким образом, применение предложенного способа приводит к более ранним приростам живой массы телят
и уменьшению затрат цельного молока за счет более раннего приучения к поеданию сухих кормов.
2. Для реализации предложенного инновационного способа кормления телят молочного периода были обоснованы способ и конструкция машины для углубленной переработки зернофуража в легкоусвояемый пастообразный корм с целью его дальнейшего использования в качестве основы для ЗЦМ при кормлении телят. Приготовление такого кор-ма достигается за счет направления ка-витационного и индукционного воздействий, а также гидравлического удара на измельчаемое сырье без применения механических измельчающих и смешивающих устройств, что позволяет снизить энергозатраты на осуществление процесса при сохранении питательной ценности компонентов.
3. Для приготовления легкоусвояемого твердого комбикорма для кормления телят молочного периода были обоснованы способ и конструкция машины для углубленной переработки зернофуража в экструдированный корм, содержащие комбинацию термомеханических способов, преимущества которых использованы в одной машине.
Литература:
1. Рыдак П. А. Передовые методы выращивания молодняка крупного рогатого скота. Минск, 1984. 87 с.
2. Плященко С.И. Получение и выращивание здоровых телят. Минск, 1990. 219 с.
3. Innovatsionnyy sposob kormleniya telyat v molochnyy period / Perednya V.I. etc. // Woda-Srodowisko-Obszary Wiejskie. 2019. T. 19. № 3. С. 33-43.
4. Мартыненко А. А. Заменители молока: эффективное решение // Животноводство России. 2003. № 12. С. 23-24.
5. Сироткин В.И. Выращивание телят. Нормирование кормления. Системы содержания. М., 1987. 125 с.
6. Пшеничный П.Д. Рост и развитие крупного рогатого скота // Скотоводство. 1961. Т. 1. С. 291-308.
7. Лазарев Ю., Кузьмин И. Легкопереваримые углеводы в кормлении коров // Кормление с.-х. животных и кормопроизводство. 2006. Т. 10. С. 41 -42.
8. Пат. 23594 РБ. Способ кормления телят в молочный период / А. А. Романович и др. Заяв. 10.12.19; Опубл. 13.10.21.
9. Пат. 22945 РБ. Способ приготовления пастообразной зерновой кормосмеси и устройство для его осуществления / А.А. Романович и др. Заяв. 13.06.18; Опубл. 11.02.20.
10. Хохрин С.Н. Корма и кормление животных. СПб., 2002. 512 с.
11. Пат. 2717656 РФ. Способ интенсивного выращивания молодняка крупного рогатого скота / Каратунов В.А. и др. Опубл. 24.03.20; Заяв. 19.07.19.
12. Пат. 2005114543 РФ. Способ кормления молодняка крупного рогатого скота / Фирсов В.И. и др. Заяв. 13.05.05; Опубл. 20.11.06.
13. Пат. 2654319 RU. Способ выращивания телят / Бу-раев М.Э. и др. Заяв. 07.09.16; Опубл. 17.05.18.
14. Афанасьев В.А., Остриков А.Н. Приоритетные методы тепловой обработки зерновых компонентов в технологии комбикормов. Воронеж, 2015. 337 с.
Literatura:
1. Rydak P.A. Peredovye metody vyrashchivaniya molod-nyaka krupnogo rogatogo skota. Minsk, 1984. 87 s.
2. Plyashchenko S.I. Poluchenie i vyrashchivanie zdoro-vyh telyat. Minsk, 1990. 219 s.
3. Innovatsionnyy sposob kormleniya telyat v molochnyy period / Perednya V.I. etc. // Woda-Srodowisko-Obszary Wiejskie. 2019. T. 19. № 3. S. 33-43.
4. Martynenko А.А. Zameniteli moloka: effektivnoe re-shenie // ZHivotnovodstvo Rossii. 2003. № 12. S. 23-24.
5. Sirotkin V.I. Vyrashchivanie telyat. Normirovanie kormleniya. Sistemy soderzhaniya. M., 1987. 125 s.
6. Pshenichnyj P.D. Rost i razvitie krupnogo rogatogo skota // Skotovodstvo. 1961. T. 1. S. 291-308.
7. Lazarev YU., Kuz'min I. Legkoperevarimye uglevody v kormlenii korov // Kormlenie s.-h. zhivotnyh i kor-moproizvodstvo. 2006. T. 10. S. 41-42.
8. Pat. 23594 RB. Sposob kormleniya telyat v molochnyj period / A.A. Romanovich i dr. Zayav. 10.12.19; Opubl. 13.10.21.
9. Pat. 22945 RB. Sposob prigotovleniya pastoobraznoj zernovoj kormosmesi i ustrojstvo dlya ego osushchest-vleniya / A.A. Romanovich i dr. Zayav. 13.06.18; Opubl. 11.02.20.
10. Hohrin S.N. Korma i kormlenie zhivotnyh. SPb., 2002. 512 s.
11. Pat. 2717656 RF. Sposob intensivnogo vyrashchivaniya molodnyaka krupnogo rogatogo skota / Karatunov V.A. i dr. Opubl. 24.03.20; Zayav. 19.07.19.
12. Pat. 2005114543 RF. Sposob kormleniya molodnyaka krupnogo rogatogo skota / Firsov V.I. i dr. Zayav. 13.05.05; Opubl. 20.11.06.
13. Pat. 2654319 RU. Sposob vyrashchivaniya telyat / Buraev M.E. i dr. Zayav. 07.09.16; Opubl. 17.05.18.
14. Afanas'ev V.A., Ostrikov A.N. Prioritetnye metody teplovoj obrabotki zernovyh komponentov v tekhnologii kombikormov. Voronezh, 2015. 337 s.
INNOVATIVE TECHNOLOGY OF CALVES GROWING DURING THE MILK PERIOD AND EQUIPMENT
FOR ITS IMPLEMENTATION V.I. Perednya, doctor of technical sciences, professor RUP "NPC NAN of Belarus on agricultural mechanization" A.A. Romanovich, candidate of technical sciences, docent UO "Belarusian state agrarian technical university"
Abstract. Advanced practice experience and zootechnical studies had shown that among the whole complex of factors affecting the calves of the milk period's intensive growth, the feed and the nursing method deserve the most attention, especially in the first period of development. It has been shown that during the milk period, the newborn calves' intestinal digestion type prevails, and therefore they can only liquid food to digest. But, as all researchers note, after 5-6 days of life, calves should be accustomed vegetable feeds eating, since they the gastrointestinal tract's development accelerating. The limiting factor is that highcalorie feeds containing a lot of proteins, fats, carbohydrates, etc., are difficult and only partially absorbed by animal's organisms without special moisture-heat treatment. Taking into account the fact that there is no alternative to vegetable feeds, the milk period calves feeding's recipes had been clarified and new ways of vegetable feeds into easily digestible concentrates processing have been developed. The method and machine for indepth processing of grain fodder into easily digestible pasty feed's design for its further use as a ZCM basis for calves' feeding, as well as the method and grain fodder indepth processing into extruded for milk period calves' easily digestible solid compound feed's preparation design's machine are substantiated. Keywords: calves of milk period, dairy products, milk powder, whey powder, vegetable feeds, extrusion, mixing, easily digestible concentrate.
For citation: Perednya V.I., Romanovich A.A. Innovative technology of calves growing during the milk period and equipment for its implementation // Machinery and technologies in livestock. 2022. No. 4(48). p. 21-26.
