CC BY
30
ТЕХНИЧЕСКИЕ НА УКИ
УДК 636.085.51/.52,631.22.014
ДА. ВОРОБЬЁВ, А.И. ЗАБУДСКИЙ, Д.Н. АЛГАЗИН
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск
РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ БИОАКТИВИРОВАНИЯ ЗЕРНА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КОРМЛЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Повышение продуктивности животноводства зависит от обеспечения полноценного кормления, способствующего максимальному проявлению генетического потенциала продуктивности животных и сохранению здоровья. Но постоянное повышение стоимости кормов заставляет товаропроизводителей искать альтернативные источники повышения полноценности рационов животных. В качестве корма для домашних, одомашненных и сельскохозяйственных животных, а также для подкормки диких животных могут быть широко использованы пророщенные семена. Этот диетический корм содержит свежую растительную клетчатку, каротин, витамины С, Е, В. Кроме того, пророщенное зерно превосходит натуральное по содержанию протеина, незаменимых аминокислот, микроэлементов, витаминов Е и группы В. Существенно повышается поедаемость корма и усваиваемость питательных веществ, Согласно исследованиям использование биоактивированного зерна в кормопроизводстве позволяет повысить продуктивность животных на 16-28 %, при этом исключить из рациона дорогостоящие ферментные препараты микробиологического синтеза. В настоящее время в РФ существует всего лишь несколько технических средств, разработанных и выпускающихся серийно, а машинная технология биоактивации зерна находится в стадии исследования. Авторы предлагают для проведения биоактивации зерна в промышленных масштабах использовать установку конвейерного типа, эффективную за счет использования комбинированной обработки семян теплом, аэрозолем, инфракрасным излучением и дозированной подачи воздуха. Поддержание оптимальных параметров среды внутри камеры проращивания позволяет сократить срок проращивания по сравнению с существующими аналогами в 2-3 раза, что положительным образом сказывается на себестоимости производства корма и животноводства в целом.
Ключевые слова: биоактивация, проращивание, питательность, перевариваемость, усвояемость, технология, конвейер, автоматизация.
Введение
Одним из важных факторов повышения экономической эффективности производства продукции животноводства является обеспечение полноценного кормления, способствующего максимальному проявлению генетического потенциала продуктивности животных при сохранении здоровья и воспроизводительных способностей. В целях повышения биологической ценности кормов в них добавляют искусственно синтезированные вещества -премиксы, синтетические витамины и т. д., имеющие не только ограниченный состав, но и низкую биологическую доступность: подавляющая часть веществ в них представлена в неестественной, т. е. не встречающейся в природных кормах форме, что является основной причиной их низкой усвояемости и эффективности [1]. Доступным и недорогим способом повышения полноценности рационов животных является использование биоактивированного зерна, природного источника эффективных биологических компонентов (витаминов, микро- и макроэлементов) [2], известного уже многие тысячелетия, но получившего популярность только в настоящее время.
© Воробьёв Д.А., Забудский А.И., Алгазин Д.Н., 2017
Биоактивация - это процесс деполимеризации высокомолекулярных соединений, происходящий в прорастающей зерновке, до легкорастворимых мономеров. Он осуществляется ферментативной системой зародыша, расщепляющей белки до аминокислот, жиры -до глицерина и жирных кислот, полисахариды - до простых сахаров. Увеличение в биоактивированном зерне низкомолекулярных соединений и биологически активных веществ положительно сказывается на его кормовой ценности. Питательные вещества биоактивированного зерна перевариваются лучше и усваиваются в пищеварительном тракте быстрее, не претерпевая каких-либо существенных химических преобразований [3], что положительно сказывается на росте животных. Пророщенные семена могут быть широко использованы в качестве корма для домашних, одомашненных и сельскохозяйственных животных, а также для подкормки диких животных. При проращивании зерно превращается в диетический корм, содержащий свежую растительную клетчатку, каротин, витамин С, Е, В [4]. Кроме того, пророщенное зерно превосходит натуральное по содержанию протеина, незаменимым аминокислотам, микроэлементам, витаминам Е и группы В [5].
При проращивании зерна существенно повышается поедаемость корма и усваивае-мость питательных веществ, поскольку в процессе проращивания активизированные ферменты зерна превращают сложные питательные вещества в простые соединения, легко усвояемые в организме [6]. Рацион, содержащий много легкоусвояемых и физиологически активных соединений за счет введения пророщенного зерна, благотворно влияет на все функции организма животных [7]. Ценность пророщенного корма заключается в том, что проростки - это своего рода живая еда, позволяющая обогатить кормовой рацион целостным живым организмом, что наделяет пищу большей энергией и пользой. Корм с такими добавками обладает всеми природными биологическими свойствами. Дело в том, что прорастающие семена на протяжении первых нескольких суток все свои силы направляют на то, чтобы победить все микробы, как можно быстрее окрепнуть и закрепиться в почве, именно в этот период пророщенный корм может дать животным силу и здоровье.
По своим полезным качествам пророщенные зерна нисколько не уступают биологическим добавкам и витаминным смесям, которые добавляют в рацион животного. У животных, которые получают пророщенное зерно в рационе, происходит общая стимуляция организма за счет присутствия в нем эффективных природных компонентов, витаминов, переваримого протеина, микро- и макроэлементов. Все это улучшает обмен веществ. Применение в рационе биоактивированного зерна способствует подавлению инфекционной флоры у животных за счет выработки клетками слизистой собственных антибиотиков [8]. Как отмечают ученые СибНИИ кормов и СибНИПТИЖ, в пророщенном зерне активизируются многие ферменты, поэтому в случае его применения из рациона кормления животных можно исключить дорогостоящие ферментные препараты микробиологического синтеза и повысить продуктивность животных на 16-28 %. Полученный корм в 15-30 раз дешевле комбикорма [9].
В связи с вышеизложенным проблема использования пророщенного зерна в рационах сельскохозяйственных животных как витаминной добавки актуальна, имеет научное и практическое значение.
Разработка технического средства
В настоящее время применяют различные нетрадиционные виды обработки зерна перед скармливанием животным. Наиболее технологичного повышения витаминного комплекса в рационах кормления животных можно достичь, добавляя пророщенное зерно в комбикорм, этот способ является простым и экономичным. Сегодня практически отсутствует информация о реальных показателях работы и эффективности технологии приготовления биоактивированных кормов, являющихся новинкой в сельском хозяйстве не только России, но и в мире [10]. В РФ существует всего лишь несколько технических средств, разработанных и выпускающихся серийно, а машинная технология биоактивации зерна находится в стадии исследования [11].
На кафедре технического сервиса, механики и электротехники Омского ГАУ разработано устройство для проращивания семян «Росинка». В нем в качестве увлажнителя семян применяется аэрозоль, образованный ультразвуковым парогенератором [12], используемый для подготовки (проращивания) семян в теплицах [13]. Автоматизация процесса поддержания оптимальных параметров среды при проращивании семян и комплексный подход к проектированию данных устройств показали свою эффективность [14]. Но существующая конструкция обладает одним существенным недостатком - цикличностью производства. Предлагается для проведения биоактивации зерна в промышленных масштабах использовать конвейерный способ. На рисунке представлена схема устройства для биоактивации (проращивания) зерна, состоящего из рамы 11, конвейера 7, бункера 3 и камеры проращивания 6. Данное устройство позволяет биоактивировать (проращивать) в непрерывном режиме семена зерновых и бобовых культур, а также их смеси. За счет использования комбинированной обработки семян: теплом, аэрозолем, инфракрасным излучением и дозированной подачи воздуха, автоматизации процесса удается ускорить процесс проращивания, что позволяет сократить расход ресурсов как энергетических, так и людских.
3 5 1 2 4 6 10
7 11 _ 8 9
Схема устройства для биоактивации (проращивания) зерна: 1 - аэрозолегенератор; 2 - аэрозолепровод; 3 - бункер; 4 - вентиляционное отверстие; 5 - зерно или зерновая смесь; 6 - камера проращивания; 7 - лента конвейера;
8 - натяжные ролики; 9 - подшипниковый узел; 10 - проросшее зерно; 11 - рама
Устройство работает следующим образом: в питающий бункер 3 засыпается зерно или зерновая смесь 5, зерно под действием силы тяжести устремляется вниз, где через выпускное отверстие попадает на транспортирующий конвейер 7, далее зерно перемещается в зону проращивания камеры 6, где в течение 12-24 часов под действием тепла, инфракрасного излучения и влаги прорастает. Затем проросшее зерно 10 транспортируется для последующей переработки и раздачи животным.
Поддержание оптимальных параметров среды внутри камеры проращивания позволяет сократить срок проращивания по сравнению с существующими аналогами в 2-3 раза, что положительным образом сказывается на себестоимости производства корма и животноводства в целом.
Выводы
Одним из доступных и недорогих способов повышения полноценности рационов животных является использование биоактивированного (пророщенного) зерна. Анализ технических решений позволил сделать вывод о том, что в настоящее время практически отсутствует информация о реальных показателях работы и эффективности технологии приготовления биоактивированных кормов, являющихся новинкой в сельском хозяйстве не только России, но и в мире.
Разработана конструктивно-технологическая схема конвейера для биоактивации (проращивания) зерна для использования на корм сельскохозяйственным животным. Поддержание оптимальных параметров среды внутри камеры проращивания позволяет сокра-
тить срок проращивания по сравнению с существующими аналогами в 2-3 раза, что положительным образом сказывается на себестоимости производства корма и животноводства в целом.
D.A. Vorob 'ev, A.I. Zabudskiy, D.N. Algazin
Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk
Grain bioactivation plant development for the purposes of farm animals feeding
Improving livestock productivity depends on ensuring full feeding, which helps to maximize the manifestation of animal genetic productivity potential, while maintaining health and reproductive abilities. But the constant increase in the cost of feed makes producers look for alternative sources of increasing the usefulness of animal rations. Germinated seeds can be widely used as a pet, domesticated and farm animals, as well as for feeding wild animals. When germinated grain turns into a dietetic food containing fresh vegetable fiber, carotene, vitamin C, E and B. In addition, sprouted grains exceeds natural content of protein, essential amino acids, trace elements, vitamins E and Group B. In the germination of grain significantly improved palatability feed and digestibility of nutrients, research shows the use of grain to feed production bioactivated improves animal performance by 16-28 %, while excluded from the diet costly enzymatic preparations of microbiological synthesis. Currently in Russia there are just a few of means, developed and produced standard and machine bioactivation grain technology is in the research stage. Automate maintenance of optimal environmental parameters during the process of seed germination and integrated approach to the design of these devices has shown its effectiveness. We offer for bioactivation of grain on a commercial scale plant to use conveyor type. By use of the combination seed treatment: heat aerosol dosage infrared and air. Maintaining the optimum parameters of the medium in germination chamber reduces the germination period in comparison with existing analogues in 2-3 times, a positive effect on the cost of feed production and livestock.
Keywords: bioactivation, germination, nutrition, digestion, assimilation, technology, pipeline, automation.
Список литературы
1. Абатурова Е.А. Гидропонный корм // Сельское хозяйство за рубежом. 1975. № 10. С. 12.
2. Бабкина И.А. Влияние скармливания проращенного зерна ячменя на рост, сохранность и воспроизводительные функции свиней : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / И.А. Бабкина. Пос. Майский, Белгородская обл., 2005. 124 с.
3. Бахарев Г.Ф., Дролова Л.И., Емельянова Л.Н. Анализ нетрадиционных технологий переработки зерна на корм животным // Машинно-технологическое, энергетическое и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей Сибири: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2008. С. 415-420.
4. Подлетская H.H., Скуковский Б.А. Влияние уровня витаминного питания на обмен микроэлементов у молодняка свиней // Доклады ВАСХНИЛ. 1980. № 1. С. 25-27.
5. Аспалиев А.Д. Исследование и разработка биотехнологического способа обогащения пшеницы селеном для создания БАД : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Улан-Удэ, 2011. 23 с.
6. Расторгуев В.С. Разработка и эффективность использования новых ЗЦМ и эффективность использования комбикормов-стартеров для телят с включением нетрадиционных компонентов: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук / В.С. Расторгуев. Белгород, 2009. 35 с.
7. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки : справочник. М. : Росагропромиздат, 1989. 526 с.
8. Капустин Н.И. Пророщенное зерно: способы получения и влияние на половые функции животных // Вестник Росс. акад. с.-х. наук. 1992. № 3. С. 56-69.
9. Егоров С.В., Мегедь С.С., Фомин С.М. Нетрадиционные способы повышения полноценности кормле-
References
1. Abaturova E. A. Gidroponnyj korm // Sel'skoe hozjajstvo za rubezhom. 1975. № 10. S. 12.
2. Babkina I.A. Vlijanie skarmlivanija prorashhennogo zerna jachmenja na rost, sohrannost' i vosproizvoditelnye funkcii svinej : avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk / I.A. Babkina. Pos. Majskij, Belgorodskaja obl., 2005. 124 s.
3. Baharev G.F., Drolova L.I., Emeljanova L.N. Analiz netradicionnyh tehnologij pererabotki zerna na korm zhivotnym // Mashinno-tehnologicheskoe, jenerget-icheskoe i servisnoe obespechenie selhoztovaropro-izvoditelej Sibiri: materialy Mezhduna. nauch.-prakt. konf. 9-11 ijunja. Novosibirsk, 2008. S. 415-420.
4. Podletskaja H.H., Skukovskij B.A. Vlijanie urovnja vitaminnogo pitanija na obmen mikrojelementov u molodnjaka svinej // Doklady VASHNIL. 1980. № 1. S. 25-27.
5. Aspaliev A.D. Issledovanie i razrabotka bio-tehnologicheskogo sposoba obogashhenija pshenicy sele-nom dlja sozdanija BAD : avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Ulan-Udje, 2011. 23 s.
6. Rastorguev VS. Razrabotka i jeffektivnost' ispolzovanija novyh zcm i jeffektivnost' ispolzovanija kombikormov-starterov dlja teljat s vkljucheniem netradicionnyh komponentov : avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk. Belgorod, 2009. 35 s.
7. Petruhin I. V. Korma i kormovye dobavki : spravochnik. M. : Rosagropromizdat, 1989. 526 s.
8. Kapustin N.I. Proroshhennoe zerno: sposoby poluchenija i vlijanie na polovye funkcii zhivotnyh // Vestnik Ross. akad. s.-h. nauk. 1992. № 3. S. 56-69.
9. Egorov S.V., Meged' S.S., Fomin S.M. Netradicionnye sposoby povyshenija polnocennosti korm-
ния подсосных ягнят // Сб. науч. тр. / РАСШ. Сиб. отд-ние. СибНЯПТИЖ. Новосибирск. 2002. С. 121-127.
10. Разработка технологии и технических средств для приготовления кормовых смесей свиньям с использованием пророщенного зерна : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 / Саенко Юрий Васильевич ; [Место защиты: Мичурин. гос. аграр. ун-т]. Мичуринск, 2016. 39 с.
11. Бахарев Г.Ф., Дролова Л.И., Емельянова Л.Н. Обоснование проектов машинных технологий биоактивации зерна для ферм с различным уровнем интенсивности // Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. : в 3 т. Т. 1., Барнаул, 2009. С. 281-284.
12. Алгазин Д.Н., Воробьев Д.А., Забудский А.И., Забудская Е.А. Повышение энергоэффективности при проращивании семян в тепличных условиях // Омс. научн. вест. 2015. № 2 (144). С. 154-156.
13. Алгазин Д.Н., Воробьев Д.А., Забудский А.И., Забудская Е.А. Повышение автоматизации проращивания семян // Достижения науки - агропромышленному производству : материалы LV междун. науч.-техн. конф. / ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет». Челябинск, 2016. С. 245-251.
14. Алгазин Д.Н., Воробьев Д.А., Забудский А.И. Повышение эффективности предпосевной обработки семян в условиях защищенного грунта // Вестн. Омс. гос. аграр. ун-та. 2015. № 1 (17). С. 65-68.
Воробьёв Дмитрий Анатольевич, старший преподаватель, Омский ГАУ, da.vorobev@omgau.org; Забудский Андрей Иванович, ассистент кафедры технического сервиса, механики и электротехники, Омский ГАУ, ai.zabudskiy@omgau.org; Алгазин Дмитрий Николаевич, доц. кафедры технического сервиса, механики и электротехники, Омский ГАУ, dn. algazin@omgau. org.
lenija podsosnyh jagnjat // Sb. nauch. tr. / RASSh. Sib. otd-nie. SibNJaPTIZh. Novosibirsk. 2002. S. 121-127.
10. Razrabotka tehnologii i tehnicheskih sredstv dlja prigotovlenija kormovyh smesej svin'jam s ispol-zovaniem proroshhennogo zerna : avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk : 05.20.01 / Saenko Jurij Vasil'evich ; [Mesto zash-hity: Michurin. gos. agrar. un-t]. Michurinsk, 2016. 39 s.
11. Baharev G.F., Drolova L.I., Emel'janova L.N. Obosnovanie proektov mashinnyh tehnologij bioakti-vacii zerna dlja ferm s razlichnym urovnem intensivnosti // Materialy IV Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. : v 3 t. T. 1., Barnaul 2009. S. 281-284.
12. Algazin D.N., Vorob'ev D.A., Zabudskij A.I., Zabudskaja E.A. Povyshenie jenergojeffektivnosti pri prorashhivanii semjan v teplichnyh uslovijah // Oms. nauchn. vestn. 2015. № 2 (144). S. 154-156.
13. Algazin D.N., Vorob'ev D.A., Zabudskij A.I., Zabudskaja E.A. Povyshenie avtomatizacii prorashhivanija semjan // Dostizhenija nauki - agropromyshlennomu pro-izvodstvu : materialy LV mezhdunar. nauch.-tehn. konf. / FGBOU VO "Juzhno-Ural'skij gosudarstvennyj agrarnyj universitet". 2016. S. 245-251.
14. Algazin D.N., Vorob'ev D.A., Zabudskij A.I. Povyshenie jeffektivnosti predposevnoj obrabotki semjan v uslovijah zashhishhennogo grunta // Vestn. Oms. gos. agrar. un-ta. 2015. № 1 (17). S. 65-68.
Vorob'ev Dmitry Anatolyevich, Senior Lecturer, Omsk SAU, da.vorobev@omgau.org; Zabudskiy Andrey Ivanovich, Ass. of the Department of Technical Service, Mechanics and Electrical Engineering, Omsk SAU, ai.zabudskiy@omgau.org; Algazin Dmitry Nikolaevich, Associate Prof. of the Department of Technical Service, Mechanics and Electrical Engineering, Omsk SAU, dn.algazin@omgau.org.
УДК 631.36(043.3)
А.Ю. Головин, У.К. Сабиев, А.С. Союнов
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск
ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ ЗЕРНОВКИ ПО РЕШЕТУ, СОВЕРШАЮЩЕМУ КРУГОВЫЕ ДВИЖЕНИЯ
Современное производство нуждается в новых, более эффективных машинах для выполнения очистки зернового вороха. Из представленных промышленностью зерноочистительных машин наибольшая часть основана на возвратно-поступательном движении решетных станов. При работе таких машин производительность значительно меньше, чем при работе машин, в которых решетный стан совершает круговые движения. Однако нет четкой картины траектории движения зернового вороха по решету. Для оценки качества работы решетного стана, выполняющего круговые движения, была разработана математическая модель движения зерновки по решету. Траектория движения представляет собой циклоиду. В зависимости от частоты вращения решета циклоида может быть укороченной или удлиненной, при заданных параметрах частоты вращения п = 80-140 мин-1 в момент начала движения зерновки по решету, первая совершает круговое перемещение, переходящее в удлиненную циклоиду с последующим увеличением расстояния между витками. На основании выполненных расчетов можно сделать вывод, что при низкой частоте вращения время нахождения зернового вороха на решете снижается, а при максимальной
© Головин А.Ю., Сабиев У.К., Союнов А.С., 2017
