CC BY
68
ПОЛУЧЕНИЕ КОРМОВЫХ ЭКСТРУДАТОВ НА ОСНОВЕ ПОДСОЛНЕЧНОЙ ЛУЗГИ
Коротков Владислав Ггеоргиевич
профессор, д-р техн. Наук Оренбургский государственный университет,
г. Оренбург E-mail: _ fpp@mail.osu.ru Кишкилев Сергей Владимирович аспирант Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
E-mail: SerseiGray@gmail.com Соловых Сергей Юрьевич доцент, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет,
г. Оренбург
Антимонов Станислав Владиславович
доцент, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет,
г. Оренбург
EXTRUDATE OF FODDER BASED ON SUNFLOWER HUSK
Korotkov Vladislav
professor, Doctor of Technical Sciences Orenburg State University, Orenburg
E-mail: _ fpp@mail.osu.ru Kishkilev Sergey graduate Orenburg State University, Orenburg E-mail: SergeiGray@gmail.com Solovikh Sergey
associate Professor, Ph.D. Orenburg State University, Orenburg
Antimonov Stanislav
associate Professor, Ph.D. Orenburg State University, Orenburg АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются способы обработки подсолнечной лузги с целью снижения содержания в ней клетчатки и на основе этих способов предложено современное технологическое решение, которое позволит повысить ее питательность и делает возможным применять лузгу в качестве компонента комбикормов. В качестве такого решения предложена экструзия лузги с предварительной химической обработкой (декременизацией).
ABSTRACT
The article deals with how to handle the buckwheat (sunflower) husk in order to reduce its content of fiber and by using these methods offer the modern technology solution that will improve its nutritional value, and makes it possible to apply the
husk as a feed component for the birds, contributing to increase the yield of egg mass and meat productivity. As such solutions offered extrusion husk with chemical pretreatment.
Ключевые слова: лузга подсолнечная, клетчатка, отруби, гидроксид натрия, экструзия, экструдат, кормовая добавка, протеин, валовая энергия.
Keywords: sunflower husk, fiber, bran, sodium hydroxide, extrusion, the extrudate, feed supplement, protein, and gross energy.
При переработке подсолнечника в растительное масло образуется значительное количество лузги. Так, при работе Оренбургского маслоэкстракционного завода (ОАО «Оренбургский МЭЗ») этот показатель составляет в среднем 21029,40 т/год лузги или 16,69 % (с учетом потерь влаги) от поставляемого на переработку в масло подсолнечника в объеме — 126000 т/год.
Рассмотрим, на какой технологической стадии производства подсолнечного масла образуется лузга, на примере Оренбургского маслоэкстракционного завода (ОАО «Оренбургский МЭЗ»). В технологической схеме ОАО «Оренбургский МЭЗ» (реализуемой на основе типового технологического регламента) лузга образуется в процессе переработки семян подсолнечника в рушально-веечном отделении.
Процесс переработки подсолнечника в рушально-веечном отделении осуществляется в следующем виде: семена подсолнечника, предварительно очищенные от примесей на сепараторах А1-БИС-100 и рассеве семеновейки, взвешенные на автоматических весах ДН-500 и прошедшие магнитную защиту, подаются на обрушивание в бичевые рушки МНР. Далее рушанка самотеком поступает в аспирационные семеновеечные машины Р1 -МСТ для разделения. На данном этапе выделенное ядро подается на вальцевые станки для измельчения и получении мятки. Мятка после вальцевых станков направляется в прессовое отделение. Образовавшаяся же после семеновеек Р1 -МСТ лузга
направляется в котельную или бункер. Контроль лузги осуществляется на аспирационных семеновеечных машинах Р1-МСТ. Часть лузги самотеком или норией направляется на дробилку ДДМ на измельчение для введения ее в гранулятор.
В основном лузга, полученная при переработке подсолнечника и выделяемая из рушанки в рушально-веечном отделении, сжигается в котельной ОАО «ОМЭЗ» или вывозится на городскую свалку. Часть лузги измельчается на дробилках ДДМ до прохода через сито 3 мм и вводится в жмых перед гранулированием [1].
При переработке семян подсолнечника лузга, выделяемая из рушанки, может быть использована для получения пара при сжигании ее в паровых котлах, в гидролизной промышленности; в измельченном виде она может быть использована в качестве наполнителя при силосовании кормов. Лузга, обогащенная соапстоком, в гранулированном виде также может быть использована на кормовые цели.
Другим, более рациональным путем использования подсолнечной лузги может быть применение ее в качестве компонента кормов, смесей или добавок к кормам. Широкое использование отходов маслоэкстракционных заводов (лузги) при производстве кормов сдерживается рядом факторов — это плохая поедаемость и низкая перевариваемость животными, хотя химический состав лузги разнообразен.
Таблица 1.
Химический состав подсолнечной лузги маслоэкстракционного завода
Наименование отхода Химический состав, %
клетчатка общий азот жир зола БЭВ Р2О5
Подсолнечная лузга 52,00— 4,75 0,06—0,74 0,6— 0,8 1,29— 2,20 34,75— 39,55 0,05— 0,07
Одним из основных недостатков подсолнечной лузги является повышенное содержание клетчатки, достигающее значения 50 % и более, что делает ее практически не усвояемой для желудка животных.
Для снижения содержания клетчатки в подсолнечной лузге применима технология комплексного воздействия путем обработки химическими реагентами с последующим экструдированием в одношнековом пресс-экструдере.
Как показали исследования подсолнечную лузгу, с точки зрения организации стабильности и непрерывности процесса, в чистом виде подвергнуть экструзионной обработке невозможно, ее использовали как составляющую в бинарной смеси (подсолнечная лузга + отруби).
Необходимо отметить, что химическая обработка сводилась к увлажнению смеси растворами, определенной ранее концентрации 4 % Nа2CO3 или 5 % NаOH. Для эффективной и качественной обработки смесь необходимо увлажнять раствором NаOH или Nа2CO3 в течение 30 минут с последующим отволаживанием в течение 18 часов.
Подобное сочетание химической обработки смеси с ее последующим экструдированием позволяет получить продукт со значительно сниженным содержанием клетчатки в нем, неплохим внешним видом и органолептическими показателями.
Результаты исследований показали, что производительность пресс-экструдера для смеси: отруби пшеничные 80 %, лузга подсолнечная 20 %, обработанная 4 % раствором №2ТО3, равномерно увеличивается с 9,44 до 24,84 кг/ч. Производительность для смеси: отруби пшеничные 60 %, лузга подсолнечная 40 %, обработанная 4 % раствором №2ТО3 — равномерно уменьшается с 27,01 до 25,17 кг/ч.
Энергоемкость процесса экструдирования для смеси: отруби пшеничные 80 %, лузга подсолнечная 20 %, обработанная 4 % раствором №2ТО3, равномерно уменьшается с 0,49 до 0,17 Вт. ч/кг. Для смеси отруби пшеничные 60 %, лузга подсолнечная 40 %, обработанная 4 % раствором №2ТО3 — равномерно уменьшается с 0,17 до 0,14 Вт. ч/кг.
Производительность для смеси: отруби пшеничные 80 %, лузга
подсолнечная 20 %, обработанная 5 % раствором NaOH, равномерно
уменьшается с 52,07 до 17,09 кг/ч. В смеси: отруби пшеничные 60 %, лузга подсолнечная 40 %, обработанная 5 % раствором NaOH — равномерно уменьшается с 22,2 до 8,91 кг/ч.
Установлено, что обработка смеси раствором NaOH позволяет получить максимальную производительность процесса прессования только для смеси влажностью 16 %.
Химическая обработка лузги заключается в связывание гидроксида натрия сырьем. В данном методе действующим началом на сырье являются ионы гидроксила. В результате их воздействия проходит ряд физико-химических преобразований. В том числе, под влиянием гидроксида натрия идет частичное растворение минеральных веществ, особенно кремниевой кислоты, пропитывающей плотным слоем клеточные стенки оболочек лузги. В результате снимается защитный слой и повышается способность сырья к набуханию.
Количество связываемого гидроксида зависит от условий процесса и вида сырья. Так, было установлено, что при обработке некоторых видов сырья он практически полностью вступает в реакции. Основная часть NaOH связывается с кремниевой кислотой, переводя ее в водорастворимый силикат натрия, меньшая часть взаимодействует с фенольными гидроксилами и карбоксилами лигнина, нейтрализует карбоксилы гемицеллюлоз и разрушает лигноуглеводные связи. Небольшое количество остаточной свободной щелочи в сырье не нуждается в нейтрализации, что позволяет обработанную лузгу непосредственно направить на корм скоту [3].
Применение в качестве химического реагента раствора Na2CO3 позволяет получить более низкую энергоемкость процесса и стабильный режим экструдирования.
Таблица 2.
Результаты расчета коэффициента перевариваемости_________
Состав смеси влажность, % масса до, г масса после, г ^ %
1 2 3 4 5
Отруби пшеничные — 16 0,88 0,61 69
80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 4 % ^2Ш3
Отруби пшеничные — 80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 4 % Na2COз 18 0,92 0,63 68
Отруби пшеничные — 80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 4 % Na2COз 20 0,9 0,63 70
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 4 % Na2COз 16 0,93 0,71 76
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 4 % Na2COз 18 0,94 0,68 72
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 4 % Na2COз 20 0,94 0,7 74
Отруби пшеничные — 60 %, лузга гречишная — 40 %, 4 % Na2COз 20 0,73 0,5 68
Отруби пшеничные — 80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 5 % NaОН 16 0,91 0,67 74
Отруби пшеничные — 80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 5 % NaОН 18 0,91 0,64 70
Отруби пшеничные — 80 %, лузга подсолнечная — 20 %, 5 % NaОН 20 0,86 0,6 70
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 5 % NaОН 16 0,94 0,7 74
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 5 % NaОН 18 0,92 0,69 75
Отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная 20 0,95 0,65 68
— 40 %, 5 % №ОН
Результаты исследований показали, что:
1. перевариваемость лучше в смеси с большим процентным содержанием отрубей;
2. коэффициент перевариваемости незначительно увеличивается при обработке 5 % раствором №ОИ;
3. более высокое значение коэффициента перевариваемости характерно для смеси (отруби пшеничные — 60 %, лузга подсолнечная — 40 %, 4 % №2СО3) с влажностью 16 %.
Проведенный химический анализ исходной смеси и полученного экструдата показал, что происходит снижение содержания сырой клетчатки и лигнина по сравнению с исходной смесью более чем в 2,5 раза (таблица 3).
Таблица 3.
Химический состав образцов экструдированной смеси (лузга подсолнечника 40 % +60 % пшеничные отруби), обработанной 5 % ^ОН,
на а.с.
Наименование образца ч. а% н, О сЗ я Ь вер ал с « Гигроскоп. влага, % % Зола, % Протеин, % Клетчатка, % % мха р Кр Сахар, % ,% ,н к к г и Ч
Смесь Wo = 18 % 7,14 5,21 2,5 4,61 10,88 56,6* 21,0 9,9 3,5 32,14* 17,73
Смесь Wo = 20 % 5,88 3,83 2,35 4,46 11,83 56,6* 20,7 13,5 4,1 32,14* 17,73
* результаты собственных исследований химического состава исходного продукта (ГОСТ на определение сырой клетчатки 13496.2-91), испытания проводились на: спектрофотометрах АА8-4 и С-115, КФК- 2МП.
Дальнейшие исследования показали, что исходное сырье следует измельчать, так как операция измельчения влияет как на производительность и энергоемкость пресс-экструдера, так и на внешний (товарный) вид экструдата.
Из таблицы 4 следует, что дополнительная операция — измельчение оказывает положительное влияние на ведение технологического процесса по получению экструдированного продукта [2].
Таблица 4.
Экструдированный продукт (бинарная смесь: 60 % отруби пшеничные +
40 % лузга подсолнечная, предварительно обработанная 5 % ^ОН)
Влажность смеси, %
18 20 22
Производи тельность, кг/ч Энергоемкос ть, кВт-ч/кг Производите льность, кг/ч Энергоемко сть, кВт-ч/кг Производи тельность, кг/ч Энергоемк ость, кВт-ч/кг
без измельчения лузги
36,0 0,189 18,0 0,298 21,6 0,270
с операцией измельчения лузги
34,2 0,142 28,8 0,254 36,0 0,108
Список литературы:
1. Антимонов С.В., Габзалилова Ю.И. Современные проблемы науки и
образования: Материалы Международной научно-практической
конференции студентов, аспирантов, специалистов, преподавателей и молодых учены, 29 мая 2009: В 2 т. Т. 2. — Н. Новгород: НФ УРАО, 2009. — 416—418 с.
2. Антимонов С.В., Соловых С.Ю. Технология получения кормосмесей и добавок с применением нетрадиционного растительного сырья. Пищевые технологии. VIII Всероссийская конференция молодых ученых с международным участием (г. Казань, 2007 г.) Сборник тезисов докладов — Казань: Издательство «Отечество», 2007 — с. 222.
3. Дудкин М.С., Черно Н.К. Пищевые волокна Киев: Урожай, 1988. — 152 с.
