CC BY
10
УДК 631.363:633.85 DOI 10.51794/27132064-2021-4-63
МОДЕРНИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО КОРМА В ВИДЕ ЖМЫХА ПОДСОЛНЕЧНОГО
И.Е. Припоров, кандидат технических наук, доцент
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина
E-mail: [email protected]
Аннотация. Поиск совершенных способов разрушения микотоксинов в кормах в процессе долговременного хранения с сохранением питательной ценности кормов и их безопасности для животных является важной задачей профилактической токсикологии. Целью исследования является разработка технологии, которая позволит повысить длительность хранения корма, приготовленного в качестве жмыха подсолнечного, при обработке озоно-воздушной смесью. В большинстве случаев в серийных технологиях приготовления кормов неприемлема операция по обработке жмыха подсолнечного озоно-воздушной смесью, что приводит к невозможности длительного его хранения, к его порче, выделению неприятного запаха и ухудшению его качества. Для устранения данных недостатков на кафедре тракторов, автомобилей и технической механики Кубанского ГАУ предложен способ получения белкового корма (патент РФ 2706577), который реализуется с помощью специального устройства. Разработанная технология получения белкового корма в виде жмыха подсолнечного позволит увеличить длительность его хранения от трех до шести месяцев с сохранением первоначального качества на основе рациональных режимных параметров озонатора с концентрацией озоно-воздушной смеси 20-30 мг/м3. Полученный белковый корм после воздействия на него озоно-воздушной смеси безвреден и может быть пригоден для скармливания крупному рогатому скоту, что приводит к повышению его продуктивности и сохранности поголовья, конверсии корма и резистентности организма.
Ключевые слова: озонатор, озоно-воздушная смесь, жмых подсолнечный, технология приготовления, микотоксины, рассыпной корм, экструдирование, смешивание, сортирование семян подсолнечника.
Введение. В настоящее время в России актуальным вопросом является формирование комплексной системы внутрихозяйственного производства комбикормов на основе системного подхода и учета индивидуальных особенностей технологического оснащения, обеспеченности сырьем и потребностей в кормах сельхозтоваропроизводителей [9]. Существует проблема биологической безопасности сырья для приготовления кормов. Растительное сырье в период сбора урожая, транспортировки и хранения массово поражается микроскопическими грибами родов Aspergillus, Cladosporium, Altemaria, Fusarium и др. Эти грибы в процессе жизнедеятельности выделяют вредные для животных и человека вещества - микотоксины, в том числе афлатоксины, охратоксин А, зеарале-нон, дезоксиниваленол и др. Поэтому перед производителями стоит задача обеспечения безопасности сырья и кормов путем разрушения микотоксинов и уничтожения микроскопических грибов [4, 12-19].
Добавки мясокостной и рыбной муки также порой являются источником заражения патогенной микрофлорой. При повышенном содержании влаги в комбикорме могут появиться и развиться плесени и грибы. Продукты их жизнедеятельности - микотоксины - опасны не только для животных и птицы, но и потребителей животноводческой продукции. Поэтому важнейшим фактором сохранения ее качества является поддержание необходимого санитарного уровня во всей технологической цепи: корма - помещения -оборудование - животные [1, 3, 6].
Наибольшую опасность, с точки зрения заражения сельскохозяйственных животных, представляет кормовая база, особенно если учесть тот факт, что в целях «экономии» большинство сельхозпроизводителей не производит необходимой дезинфицирующей обработки. Поэтому, несмотря на достаточно большое количество научных исследований, разработка новых технологий обеззараживания кормов, направленных на экономичность
и энергосбережение при сохранении экологической безопасности, является актуальной научно-технической задачей. Для обеззараживания комбинированных кормов предлагается простой и малозатратный способ -озонирование в потоке непосредственно в процессе выгрузки из бункера-смесителя в бункер готовой продукции [5].
Основой ведения экономически эффективного животноводства является создание качественной кормовой базы. При этом большое внимание уделяется продовольственной безопасности страны и, в частности, обеспечению населения продуктами питания, не содержащими опасных для здоровья человека токсикантов, среди которых особое место занимают микотоксины, снижающие питательную ценность продукции растениеводства и вызывающие тяжелые заболевания людей и животных [2, 10]. Проблема мико-токсикозов остается актуальной во всех странах мира. Одним из путей ее решения в животноводстве является разработка методов детоксикации кормов при сохранении их питательной ценности. Поэтому поиск более совершенных способов разрушения мико-токсинов в кормах в процессе долговременного хранения с максимально возможным сохранением их питательной ценности и безопасности для животных является важной задачей профилактической токсикологии [2].
При разработке новых перспективных конкурентоспособных технологий обеззараживания кормов необходимо учитывать не только экономический эффект, который достигается в процессе их реализации, не только повышение экологичности разработок, но и сохранение продукцией своей биологической ценности. Одним из перспективных с экологической точки зрения методов обеззараживания кормов является озонирование [7, 11]. Целью исследования является разработка технологии, которая позволит повысить длительность хранения приготовленного корма в качестве жмыха подсолнечного при обработке озоно-воздушной смесью.
Материалы и методы. Стоимость обработки озоном в 3-4 раза ниже стоимости обработки химическими препаратами, предот-
вращается загрязнение ядохимикатами, токсичными для животных, и не требуется специальная протравливающая техника (www. kaufmanntec.ru).
Известен способ получения белкового корма по патенту РФ №2636480, включающий обработку, охлаждение до температуры 30-36°С продукта переработки семян подсолнечника после вторичной очистки с фрагментами корзинок и стеблей подсолнечника, которые экструдируют, обогащение питательными микроэлементами, смешивание, измельчение корма до рассыпного вида с размером гранул 3-5 мм. В большинстве случаев в серийных технологиях приготовления кормов неприемлема операция по обработке жмыха подсолнечного [8] озоно-воздушной смесью, что приводит к невозможности длительного его хранения, к его порче, выделению неприятного запаха и ухудшению его качества.
Результаты и обсуждение. Для устранения данных недостатков на кафедре тракторов, автомобилей и технической механики Кубанского ГАУ предложен способ получения белкового корма (патент РФ № 2706577), который реализуется с помощью устройства (рис. 1). Устройство для получения белкового корма содержит последовательно установленные воздушно-решетную зерноочистительную машину 1, под которой установлен бункер 2 для хранения продукта переработки масличных культур, выполненный в виде двух отсеков, под которыми расположена накопительная емкость 3 с выходным отверстием, установленным над бункером экструдера 4. Выходное отверстие экструде-ра соединено с измельчителем 5, выход которого сообщен с кондиционером 6, а последний соединен со смесителем 7. При этом входное отверстие смесителя 7 сообщено с выходным отверстием озонатора 8, имеющего датчик 9 расхода озона. Между смесителем 7 и бункером 11 расположено устройство 10 для контроля качества обработки корма. Выход смесителя 7 соединен с бункером 11 для хранения готового корма. Устройство 10 для контроля качества обработки корма (рис. 2) содержит диэлектриче-
ские стаканы 12 с цилиндрическими электродами 13 внутри, в центре которых установлены катушки 14 колебательных контуров, которые совместно с подстроечными емкостями 15 соединены с измерительным прибором 16 с одной стороны через источник питания 17, а с другой стороны - через высокочастотные генераторы 18 с регулятором напряжения 19.
Способ получения белкового корма осуществляют следующим образом. Компоненты вороха семян подсолнечника сорта Лакомка, в состав которых входят фрагменты корзинок и стеблей и семена подсолнечника, после вторичной очистки экструдируют. Из воздушно-решетной зерноочистительной машины 1 отходы в виде фрагментов корзинок и стеблей и семена подсолнечника после вторичной очистки отдельно друг от друга подают в двойной бункер 2.
Рис. 1. Общий вид устройства, реализующего способ получения белкового корма (патент РФ № 2706577)
Рис. 2. Устройство для контроля качества обработки корма
Затем они смешиваются в накопительной емкости 3 и поступают в пресс-экструдер 4. Использование двойного бункера 2 с накопительной емкостью 3 позволяет обеспечить бесперебойное производство корма за счет уравнивания производительности воздушно-решетной зерноочистительной машины 1 и пресс-экструдера 4.
Экструзия смеси осуществляется путем нагревания продукта до температуры 110-170°С и под давлением 4-6 МПа в процессе обработки. После экструзии полученный продукт в виде бесконечного жгута поступает в измельчитель 5, где осуществляют измельчение до размера гранул 3 -5 мм. Для измельчения используют любую известную конструкцию измельчителя, способную измельчать корм до рассыпного вида размером 3-5 мм. Далее охлаждают посредством кондиционера 6 до температуры 30-36°С. При температуре меньше 30°С полученная смесь теряет свойство гигроскопичности, и измель-
чение осуществляется неэффективно, а если температура выше 36°С, то свойство гигроскопичности увеличится, и корм при измельчении будет сбиваться в комки. Затем охлажденный измельченный корм поступает в смеситель 7, где он смешивается с питательными микроэлементами (йодистого калия, марганца сульфата, меди сульфата, цинка сульфата, кобальта хлорида) из расчета 1:50. Если взять меньшее соотношение, то концентрация питательных микроэлементов в корме будет недостаточной, а если большее, то возникнет перенасыщение микроэлементами, что приведет к ухудшению качества корма.
На измельченный корм после смешивания с питательными микроэлементами воздействуют озоно-воздушной смесью с концентрацией 20-30 мг/м3 в течение 120 с. Затем обрабатывают высокочастотным полем и определяют диэлектрическую проницаемость обработанного корма, которую сравнивают с эталонной, и по их разнице судят о степени качества обработки корма. Если корм недостаточно насыщен озоно-воздуш-ной смесью, то увеличивают его концентрацию, если перенасыщен озоно-воздушной смесью, то уменьшают его концентрацию.
Пример выполнения способа получения белкового корма. Получают подсолнечный жмых в рассыпном виде с размером гранул 3-5 мм по технологии, описанной выше, и на него воздействуют озоно-воздушной смесью, поступающей с озонатора 8 в течение 120 с концентрацией 20-30 мг/м3. Затем засыпают необработанный подсолнечный жмых в диэлектрические стаканы 12 устройства для контроля качества его обработки. Включают источник питания, создавая в межэлектродном пространстве высокочастотное поле в результате работы высокочастотного генератора 18 с двумя выходами, режим которого регулируется регулятором напряжения 19. Далее стрелку измерительного прибора, шкала которого проградуирована в относительных единицах диэлектрической проницаемости, устанавливают на нулевое значение. После установки прибора 16 на нулевую отметку один из диэлектрических стаканов 12 освобождают и заполняют его исследуе-
мым подсолнечным жмыхом, который предназначен для хранения. Отклонение стрелки прибора 16 от нуля характеризует степень несоответствия эталонной пробе подсолнечного жмыха, что позволяет судить о степени обработки. Во время определения качества жмыха в устройстве происходят следующие процессы. При заполнении диэлектрических стаканов 12 исследуемым жмыхом изменяется диэлектрическая проницаемость стаканов 12 и емкости 15 колебательных контуров, и одновременное соприкосновение катушек 14 колебательных контуров высокочастотных генераторов 18 со жмыхом меняет добротность этих контуров из-за диэлектрических потерь, обусловленных электрофизическими его параметрами (рис. 2).
Для контроля производительности озонатора в качестве расхода продукта используют концентрацию озоно-воздушной смеси, а в качестве сигнала - количество электрического заряда в озоно-ионной воздушной смеси, и измеряют его в течение времени, заданного блоком управления. Далее подают сигнал на дифференцирующее звено (не показано), которое по циклам определяет скорость изменения заряда, и формируют его в виде числового или аналогового сигнала (электрического напряжения). При этом циклически поступающие сигналы на счетчик сигналов (не показано) суммируют, и при достижении суммарного сигнала заданной величины напряжения озонатор отключают (патент № 252492).
Если корм недостаточно насыщен озоно-воздушной смесью, то увеличивают его концентрацию, если перенасыщен озоно-воз-душной смесью, то уменьшают его концентрацию. При недостаточной концентрации озоно-воздушной смеси происходит снижение питательности белкового корма, а перенасыщение озоно-воздушной смесью приводит к ухудшению качества корма. Срок хранения подсолнечного жмыха составляет 3 месяца согласно ГОСТ 80-96 «Жмых подсолнечный. Технические условия». При отклонении стрелки прибора 16 от нуля до единицы подсолнечный жмых хранится 4 месяца, от нуля до двух - 6 месяцев. Отклонение
стрелки прибора свыше двух единиц указывает на перенасыщенность корма озоном.
Выводы. Разработанная технология получения белкового корма в виде жмыха подсолнечного позволит повысить длительность его хранения от трех до шести месяцев с сохранением первоначального качества на основе рациональных режимных параметров озонатора с концентрацией озоно-воздушной смеси 20-30 мг/м3. Полученный белковый корм после воздействия на него озоно-воз-душной смеси безвреден и может быть пригоден для скармливания крупному рогатому скоту, что приводит к повышению его продуктивности и сохранности поголовья, конверсии корма и резистентности организма.
Литература:
1. Першин А.Ф. Обработка озоном сухих комбикормовых смесей // Птицеводство. 2014. № 2. С. 23-25.
2. Обоснование возможности детоксикации кормов, контаминированных микотоксинами, с применением озон/ЫО-технологий / Герунова Л.К. и др. // Омский научный вестник. 2013. № 1(118). С. 204-208.
3. Авдеева В.Н. Озонирование - экологический способ обеззараживания зерносмесей // Вестник государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2015. № 3(29). С. 23-29.
4. Бахчевников О.Н., Брагинец А.В. Применение озона для обеззараживания кормового сырья // Таврический вестник аграрной науки. 2021. № 2(26). С. 41-61.
5. Система обеззараживания сухих комбинированных кормов для птичников / Гуляев П.В. и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 95. С. 423-459.
6. Кондиционирование комбинированных кормов -эффективный путь к их обеззараживанию и повышению кормовой ценности / Тимошук А.Л. и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Минск, 2010. С. 14-19.
7. Стародубцева Г.П., Авдеева В.Н. Эффективные методы снижения токсичности зерна и кормов, поражённых микотоксинами // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 3(7). С. 28-30.
8. Биологическая оценка методов обезвреживания растительных кормовых добавок / Калашникова Л. и др. // Современные наукоемкие технологии. 2010. № 2. С. 54-55.
9. Пахомов В.И., Брагинец С.В., Бахчевников О.Н. Формирование технологического потока зернового сырья в комплексной системе внутрихозяйственного производства комбикормов // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического университета. 2016. № 6(61). С. 89-99.
10. Саидов Д.М., Лягина Л.А. Классификация способов обеззараживания кормовых смесей // Актуальные проблемы и перспективы инновационной агроэконо-мики. Саратов, 2020. С. 314-316.
11. Дубровин А.В., Смирнов А.А. Научные предпосылки экономически оптимального обеззараживания сыпучих кормов озоном // Техника и оборудование для села. 2018. № 1. С. 42-46.
12. Abdallah M.F. Occurrence, prevention and limitation of mycotoxins in feeds // Animal Nutrition and Feed Technology. 2015. Vol. 15(3). P. 471-490.
13. Кононенко Г.П., Буркин А.А., Зотова Е.В. Мико-токсикологический мониторинг // Ветеринария сегодня. 2020. № 2. С. 139-145.
14. Yang C., Song G., Lim W. Effects of mycotoxin contaminated feed on farm animals // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 389. P. 122087.
15. Magnoli A.P. Impact of mycotoxin contamination in the animal feed industry // Current Opinion in Food Science. 2019. Vol. 29. P. 99-108.
16. Richard J.L. Some major mycotoxins and their myco-toxicoses - an overview // International Journal of Food Microbiology. 2007. Vol. 119, № 1-2. P. 3-10.
17. Bryden W.L. Mycotoxin contamination of the feed supply chain: implications for animal productivity and feed security // Animal Feed Science and Technology. 2012. Vol. 173, № 1-2. P. 134-158.
18. Colovic R. Decontamination of mycotoxin contaminated feedstuffs and compound feed // Toxins. 2019. Vol. 11(11). P. 617.
19. Peng W.X. Strategies to prevent and reduce mycotox-ins for compound feed manufacturing // Animal Feed Science and Technology. 2018. Vol. 237. P. 129-153.
Literatura:
1. Pershin A.F. Obrabotka ozonom suhih kombikormo-vyh smesej // Pticevodstvo. 2014. № 2. S. 23-25.
2. Obosnovanie vozmozhnosti detoksikacii kormov, kon-taminirovannyh mikotoksinami, s primeneniem ozon/NO-tekhnologij / Gerunova L.K. i dr. // Omskij nauchnyj vest-nik. 2013. № 1(118). S. 204-208.
3. Avdeeva V.N. Ozonirovanie - ekologicheskij sposob obezzarazhivaniya zernosmesej // Vestnik gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta Severnogo Zaural'ya. 2015. № 3(29). S. 23-29.
4. Bahchevnikov O.N., Braginec A.V. Primenenie ozona dlya obezzarazhivaniya kormovogo syr'ya // Tavricheskij vestnik agrarnoj nauki. 2021. № 2(26). S. 41-61.
5. Sistema obezzarazhivaniya suhih kombinirovannyh kormov dlya ptichnikov / Gulyaev P.V. i dr. // Politemati-cheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. № 95. S. 423-459.
6. Kondicionirovanie kombinirovannyh kormov - effek-tivnyj put' k ih obezzarazhivaniyu i povysheniyu kormo-voj cennosti / Timoshuk A.L. i dr. // Mehanizaciya i elek-trifikaciya sel'skogo hozyajstva. Minsk, 2010. S. 14-19.
7. Starodubceva G.P., Avdeeva V.N. Effektivnye metody snizheniya toksichnosti zerna i kormov, porazhyonnyh
mikotoksinami // Vestnik APK Stavropol'ya. 2012. № 3(7). S. 28-30.
8. Biologicheskaya ocenka metodov obezvrezhivaniya ra-stitel'nyh kormovyh dobavok / Kalashnikova L. i dr. // So-vremennye naukoemkie tekhnologii. 2010. № 2. S. 54-55.
9. Pahomov V.I., Braginec S.V., Bahchevnikov O.N. For-mirovanie tekhnologicheskogo potoka zernovogo syr'ya v kompleksnoj sisteme vnutrihozyajstvennogo proizvodstva kombikormov // Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstven-nogo inzhenerno-ekonomicheskogo universiteta. 2016. № 6(61). S. 89-99.
10. Saidov D.M., Lyagina L.A. Klassifikaciya sposobov obezzarazhivaniya kormovyh smesej // Aktual'nye proble-my i perspektivy innovacionnoj agroekonomiki. Saratov, 2020. S. 314-316.
11. Dubrovin A.V., Smirnov A.A. Nauchnye predposylki ekonomicheski optimal'nogo obezzarazhivaniya sypuchih kormov ozonom // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2018. № 1. S. 42-46.
12. Abdallah M.F. Occurrence, prevention and limitation of mycotoxins in feeds // Animal Nutrition and Feed Technology. 2015. Vol. 15(3). P. 471-490.
13. Kononenko G.P., Burkin A.A., Zotova E.V. Mikotok-sikologicheskij monitoring // Veterinariya segodnya. 2020. № 2. S. 139-145.
14. Yang C., Song G., Lim W. Effects of mycotoxin contaminated feed on farm animals // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 389. P. 122087.
15. Magnoli A.P. Impact of mycotoxin contamination in the animal feed industry // Current Opinion in Food Science. 2019. Vol. 29. P. 99-108.
16. Richard J.L. Some major mycotoxins and their myco-toxicoses - an overview // International Journal of Food Microbiology. 2007. Vol. 119, № 1-2. P. 3-10.
17. Bryden W.L. Mycotoxin contamination of the feed supply chain: implications for animal productivity and feed security // Animal Feed Science and Technology. 2012. Vol. 173, № 1-2. P. 134-158.
18. Colovic R. Decontamination of mycotoxin contaminated feedstuffs and compound feed // Toxins. 2019. Vol. 11(11). P. 617.
19. Peng W.X. Strategies to prevent and reduce mycoto-xins for compound feed manufacturing // Animal Feed Science and Technology. 2018. Vol. 237. P. 129-153.
MODERNIZING TECHNOLOGY FOR PROTEIN FEED IN THE SUNFLOWER CAKE FORM OBTAINING I.E. Priporov, candidate of technical sciences, docent Kuban state agrarian yniversity named after I.T. Trubilin
Abstract. The search of mycotoxins destroy's perfect ways at feed long-term storage at feed nutritional value preserving and their animals' safety is an important task of preventive toxicology developing. The aim of the study is technology development, that feed, prepared as sunflower cake, storage time at ozone-air mixture treating to increase. The most of cases, at serial feed preparation's technologies, the operation of sunflower cake with an ozone -air mixture processing is unacceptable, it leads to its long-term storage impossibility, its spoilage, unpleasant odor releasing and its quality deteriorating. To eliminate these shortcomings, the Kuban state agrarian university's department of tractors, automobiles and technical mechanics has proposed protein feed (RF Patent 2706577) obtaining method, by a special device using is implemented. The developed technology for feed protein obtaining in the sunflower cake form will increase this storage duration from three to six months at the original quality based on the ozonator with 20-30 mg/m3 ozone-air mixture concentration's parameters maintaining. The resulting after exposure to an ozone-air mixture's protein feed is harmless and can be suitable for cattle feeding, it leads to livestock production and safety increasing, feed conversion and organism resistance.
Keywords: ozonator, ozone-air mixture, sunflower cake, cooking technology, mycotoxins, loose feed, extrusion, mixing, sunflower seeds' sorting.
