CC BY
216
УДК 636.087.6
ПОЛУЧЕНИЕ ПРОТЕИНОВОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ИЗ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ МЕТОДОМ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ
В.И. Передня, В.В. Чумаков
В статье предложены технология и комплект оборудования для получения протеиновой кормовой добавки из боенских отходов и пера птицы. Ключевые слова: комбикорм, боенские отходы, перо, протеин, добавка, оборудование, технология, экструзия, усвояемость.
Насыщение продовольственных рынков России и Беларуси высококачественными молочными и мясными продуктами собственного производства является одной из важнейших задач на ближайшую перспективу.
Существующее в России и Беларуси состояние комбикормового производства не позволяет в короткие сроки решить проблему растущих потребностей в обеспечении животноводческих, птицеводческих и рыбоводческих хозяйств высококачественными комбикормами собственного производства. На сегодняшний день требуется внедрение новых технологий и техническое переоснащение комбикормовых предприятий перспективным современным оборудованием. При этом к негативным моментам в области производства комбикормов в первую очередь следует отнести необеспеченность отрасли белковым сырьем, различными белково-витаминно-минеральными добавками и крайне недостаточную переработку предприятиями агропромышленного комплекса в компоненты комбикормов вторичных сырьевых ресурсов и отходов пищевой промышленности и сельского хозяйства.
Для ускорения сроков решения указанных задач, обеспечения рациональной интеграции и целенаправленного использования финансовых, материальных и научно-технических ресурсов двух государств было принято решение о создании совместной научно-технической программы Союзного государства «Разработка перспективных ресурсосберегающих, экологически чистых технологий и оборудования для производства биологически полноценных комбикормов на 2011-2013 годы». Одним из заданий программы было задание «Разработать технологию и комплект оборудования для приготовления протеиновых кормовых добавок с использованием отходов предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья, производительностью не менее 1,5 т/ч».
Переработка непищевых отходов предполагает получение биологически ценного, безопасного и стойкого при хранении корма. Необходимое условие достижения этой цели - термообработка отходов, в ходе которой происходят
обеззараживание и обезвоживание сырья. От правильности ее проведения зависит качество получаемого корма
Традиционно наиболее распространена многочасовая термообработка при повышенном давлении в аппаратах периодического действия, в частности в вакуумных котлах (котлах-утилизаторах Лапса) сухим (без контакта с острым паром или водой) или мокрым способом. В таких котлах сырье медленно нагревается до температуры 118-130°С, при которой погибает основная масса бактерий, и стерилизуется в течение 30-60 минут при давлении 0,3-0,4 МПа. Затем разваренная масса сушится в течение нескольких часов под давлением 0,050,06 МПа при 70-80°С. Из термообработанных отходов получают мясокостную, мясную, кровяную, костную, перьевую муку.
Можно выделить следующие недостатки традиционных технологий:
• длительность процесса получения готового продукта (до 10-12 часов);
• многочасовая термообработка приводит к денатурации 70-75% протеина, в результате снижается кормовая ценность продукта (он плохо усваивается птицей)
• высокая энергоемкость (для работы установок помимо электроэнергии необходимы газ, пар и горячая вода);
• загрязнение окружающей среды неприятно пахнущими и токсическими веществами (сероводородом, сернистым газом, меркаптанами и др.);
• образование жиросодержащих сточных вод, увеличивающих нагрузку на локальные очистные сооружения.
Для получения высококачественного кормового продукта, в котором максимально сохраняется биологическая ценность исходного сырья, необходимо свести к минимуму время термообработки. При этом желательно использовать экономичные и экологически чистые технологии.
К новейшим приемам переработки биологических отходов, соответствующим этим требованиям, относятся экструзионные технологии.
Экструзия (от латинского extrudo - выдавливание) - это процесс, совмещающий термо-, гидро- и механохимическую обработку сырья для получения продуктов с новой структурой и свойствами. Экструзионные технологии позволяют проводить быстро и непрерывно в одной машине (экструдере) ряд операций практически одновременно: перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, варить и формовать продукт. За короткое время в сырье происходят процессы, соответствующие длительной термообработке. В современных экстру-дерах в зависимости от характера обрабатываемого материала температура может достигать 200°С, а давление - 4-5 МПа. В то же время отрицательные эффекты обработки сводятся к минимуму благодаря ее кратковременности. Обрабатываемый материал находится в экструдере не более 30-90 секунд [1].
Развитие экструзионной техники позволило предложить новые способы утилизации отходов пищевой промышленности, зверохозяйств, свиноводства и птицеводства. Для ее решения измельченные отходы животного происхожде-
ния (в том числе падеж и конфискат СЭС) предварительно смешивают с растительным наполнителем. Таким путем уменьшают влажность массы, подаваемой в экструдер, до 28-30%. Полученную смесь подвергают экструзионной переработке, получая пригодный для кормления свиней, птицы и пушных зверей продукт. В качестве наполнителя могут быть использованы зерно, зерноотходы, отруби, шроты. В результате экструдирования перевариваемость протеина достигает 90%. Аминокислоты становятся более доступными вследствие разрушения в молекулах белка вторичных связей. Содержание доступного лизина достигает 88%. В то же время полностью или значительно разрушаются антипитательные соединения, такие как уреаза, ингибиторы протеаз, трипсина. Крахмал желатинизируется, что увеличивает степень его усвояемости.
Метод экструзионной обработки позволяет получить ряд преимуществ:
• интенсифицировать производственный процесс;
• повысить степень использования сырья;
• получить готовые к применению пищевые продукты или создать для них компоненты, обладающие высокой сгущающей водо- и жироудерживаю-щей способностью;
• снизить производственные затраты (расходы тепла, электроэнергии);
• снизить трудовые затраты;
• расширить ассортимент пищевых продуктов;
• повысить усвояемость;
• снизить микробиологическую обсемененность продуктов;
• уменьшить загрязнение окружающей среды.
Кроме того, в результате экструзии происходят существенные изменения и текстурирование не только на клеточном уровне, но и сложные химические, микробиологические (стерилизация), физические процессы и явления [2].
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» с целью сокращения объемов закупок белковых компонентов (рыбная мука), входящих в состав комбикорма, и необходимости рационального и эффективного использования имеющейся сырьевой базы птицефабрик разработал технологию и комплект оборудования для получения протеиновой кормовой добавки из боен-ских отходов и пера птицы. Предлагаемая технология реализует принципиально новый подход к утилизации вторичных продуктов убоя птицы (перо, кишечный тракт и др.). Переработка боенских отходов предполагает получение высокобелковой, стойкой при хранении кормовой добавки. При этом перевариваемость белков, в т. ч. протеина кератиносодержащих отходов, по результатам промышленных испытаний, проведенных ГНУ ВНИИПП, может достигать 85%. Технологический процесс экструзионной переработки отходов птицепе-реработки состоит из измельчения боенских отходов и пера, смешивания измельченной массы с зерновым наполнителем, экструзии смеси, охлаждения.
Технологическая схема комплекта технологического оборудования представлена на рис. 1.
Рис. 1. Технологическая схема получения протеиновой кормовой добавки
В соответствии со схемой боенские отходы и перо птицы из бункера цеха убоя птицы шнековым транспортером 1 подаются в пастоприготовитель 2, где они перемалываются. Из пастоприготовителя порция размолотых боенских отходов шнековым транспортером 3 подается в смеситель 4.
После загрузки боенских отходов шнековым транспортером 5 из бункера наполнителя 6 в смеситель 4 для коррекции влажности подается порция зернового (или иного) наполнителя.
После перемешивания исходных компонентов полученная масса шнековым транспортером 7 подается в блок бункеров 8, из которого шнековыми транспортерами 9, 10 подается в питатели эструдера 13, 14. Далее исходная масса подается непосредственно в экструдеры 11, 12, где происходит процесс экструзии исходных компонентов. Из экструдеров полученный экструдат шне-ковыми транспортерами 15 подается в охладитель экструдата 16. Далее охлажденный экструдат по пневмопроводу 18 подается в дробилку 19, где осуществляется дробление материала до фракции 2-3 мм. Из дробилки 19 измельченная масса подается в смеситель 20, где дополнительно происходит перемешивание экструдата до однородной массы. Из смесителя 20 полученная протеиновая добавка шнековым транспортером 21 загружается в бункер готовой продукции с дозатором 22.
По данной технологии были проведены опыты по экструдированию смеси с разным процентным соотношением отходов и зернового наполнителя. Показатели полученных протеиновых кормовых добавок приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные показатели протеиновых кормовых добавок
Наименование показателя Единица Смесь 1 (30% - боенские Смесь 2 (40% - боенские Смесь 3 (30% - боенские
изм. отходы птицы; 10% - перо; 60% -дробленое зерно) отходы птицы; 10% - перо; 50% -дробленое зерно) отходы птицы; 20% - перо; 50% -дробленое зерно)
Сухое вещество % 86 86 87
Сырой протеин % 15...20 20.25 30.32
Сырая клетчатка % 3 3 2,8
Кальций % 2,0.2,5 2,0.2,5 2,0.2,5
Фосфор % 0,6.0,7 0,6.0,7 0,6.0,7
Натрий % 0,14.0,15 0,14.0,15 0,14.0,15
Лизин % 0,9.1,07 0,9.1,07 0,9.1,07
Переваримость протеина % 82.83 82.83 82.83
Заключение
При использовании метода экструзии получения протеиновой кормовой добавки на основе боенских отходов и пера птицы выполняется основное условие при производстве корма животного происхождения - получение высококачественного белкового продукта, содержащего комплекс незаменимых аминокислот. Также экструзионная обработка исходных компонентов эффективно повышает питательную ценность получаемой кормовой добавки и увеличивает ее усвояемость.
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что потенциально возможные доходы птицефабрик от использования протеиновых кормовых добавок из отходов собственного производства могут быть сравнимы с доходами от реализации основных продуктов производства.
Литература:
1. Кадыров Д., Гарзанов А. Плитман В. Экструзионная переработка биологических отходов в корма // Птицеводство. 2008. №7. С. 51-54.
2. Экструзионная технология пищевых продуктов / Г.О. Магомедов [и др.] // Пищевая промышленность. 2003. №12.
Передня Владимир Иванович, доктор технических наук Чумаков Валерий Валентинович, кандидат технических наук РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» Тел. 81037517 280 02 91 E-mail: nti53@tut.bu
The paper proposes a set of equipment and technology for protein feed supplements from slaughterhouse waste and poultry feathers.
Keywords: compound feed, boenskogo waste, feather protein supplement, equipment, technology, extrusion, digestibility.
