Способ обработки растительного сырья на корм

Изобретение относится к производству кормов для пчел. Способ заключается в том, что в качестве катализатора гидролиза используют 0,5-1,0% раствор серной кислоты, гидролиз осуществляют в условиях баротермической обработки при температуре 180-200°С под давлением 15-20 атмосфер в течение 4-5 часов при непрерывном перемешивании с последующей нейтрализацией полученной смеси известью и разделением на жидкую и твердую составляющие, жидкую составляющую осушают до выделения сахара-глюкозы. Изобретение позволяет повысить выход легкоусвояемых углеводов. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а точнее к производству кормов для сельскохозяйственных насекомых (пчел).

Известен способ обработки соломы кислотами с последующим пропариванием, который включает измельчение, загружение соломы в бак, где ее смешивают с водой и концентрированной соляной кислотой, затем в бак через паропровод подают пар, нагревая содержимое в течение 2.5-3 часов. Известный способ приводит к обогащению соломы сахарами. Однако выход сахаров в соломе является незначительным, всего 2,8-3,7% (см. Дудкин М.С. и др. Эффективность скармливания дойным коровам гидролизованных грубых кормов в сочетании с мочевиной. - «Животноводство», М., 1960, №11, с.31-34).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ обработки растительного сырья на корм, включающий каталитический гидролиз, осуществляемый в условиях баротермической обработки. При этом в качестве катализатора используют 0.75-1.25% раствор хлористого натрия, а баротермическую обработку ведут при температуре 140-170° в течение 1,0-1,5 часов (см. авторское свидетельство SU 1482646 по кл. А23К 1/12, «Способ обработки соломы на корм», заявл. 22.01.87, опубл. 30.05.89).

Однако известный способ обработки требует значительных энергетических затрат на его осуществление и не обеспечивает требуемого выхода сахаров.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение выхода легкоусвояемых углеводов, в частности глюкозы.

Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является повышение эффективности процесса за счет ускорение процесса гидролиза растительного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обработки растительного сырья на корм, включающем каталитический гидролиз, осуществляемый в условиях баротермической обработки, согласно изобретению в качестве катализатора гидролиза используют 0,5-1,0% раствор серной кислоты, а баротермическую обработку ведут при температуре 180-200°С под давлением 15-20 атмосфер в течение 4-5 часов при непрерывном перемешивании с последующей нейтрализацией полученной смеси известью и разделением на жидкую и твердую составляющие, затем жидкую составляющую смеси осушают в осушительной установке до выделения сахара-глюкозы в кристаллическом виде.

Баротермическую обработку могут проводить в химическом реакторе.

Избыток извести могут выводить потоком углекислого газа, который прогоняют через полученную смесь.

В качестве растительного сырья могут использовать целлюлозосодержащие растительные отходы: сено, солому, опилки, листву, ветки, кору деревьев лиственных пород.

Разделение полученной смеси на жидкую и твердую составляющие могут осуществлять методом фильтрации.

Жидкую составляющую смеси могут осушать в осушительной установке.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обработки растительного сырья на корм неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть осуществлен на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.

Таким образом, заявляемый способ обработки растительного сырья на корм соответствует критерию «промышленная применимость».

Использование в качестве катализатора гидролиза 0,5-1,0% раствора серной кислоты позволяет повысить эффективность процесса гидролиза и тем самым повысить эффективность процесса в целом.

Проведение баротермической обработки при температуре 180-200°С под давлением 15-20 атмосфер опять-таки способствует повышению эффективности гидролиза и, соответственно, повышает эффективность процесса обработки, позволяющего значительно повысить выход сахаров в растительном сырье.

Проведение нейтрализации полученной смеси известью позволяет сохранить высокие питательные свойства обработанного растительного сырья при минимальных затратах на процесс нейтрализации.

Разделение полученной после баротермической обработки смеси на жидкую и твердую составляющие позволяет отделить мусор и тем самым повысить качество получаемого корма.

Выделение сахара-глюкозы в кристаллическом виде путем осушения жидкой составляющей полученной смеси в осушительной установке позволяет получить высококачественный продукт - корм для пчел.

Проведение баротермической обработки в химическом реакторе позволяет улучшить условия труда и повысить производительность процесса.

Выведение избытка извести потоком углекислого газа позволяет с минимальными затратами очистить смесь и повысить ее питательные свойства.

Использование в качестве растительного сырья целлюлозосодержащих растительных отходов в виде сена, соломы, опилок от деревьев лиственных пород, листвы, веток, коры деревьев лиственных пород позволяет расширить применение предлагаемого способа обработки, использовать его круглогодично.

Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого способа обработки растительного сырья на корм позволяет достичь и заявленного технического результата, а именно повышение эффективности процесса обработки за счет ускорения процесса гидролиза растительного сырья, и, следовательно, решить поставленную задачу - повышение выхода легкоусвояемых углеводов, в частности сахара-глюкозы.

Сущность изобретения поясняется на следующих примерах.

Пример 1

Использование в качестве растительного сырья соломы

Берут 300 кг соломы, которую заливают 0,5% раствором серной кислоты в количестве 100 л, после этого смесь заливают в реактор СРИВ-0,63 (изготовленный на заводе «Красный Октябрь», г.Шахты), в котором осуществляют обработку при температуре 180°С под давлением 15 атмосфер в течение 4 часов при непрерывном перемешивании. Полученную смесь выливают в чан, куда вводят известь для нейтрализации полученной смеси, выдерживают, затем переливают в чан, где выводят избыток извести потоком углекислого газа, который прогоняют через полученную смесь. Затем методом фильтрации отделяют мусор, а оставшуюся массу подают на осушительную установку, где выделяют сахар-глюкозу в кристаллическом виде, который идет на корм пчелам, оставшийся остаток используют на корм животным. При этом выход сахара-глюкозы составляет порядка 62%, при ничтожном содержании вредных веществ порядка 0,01%.

Пример 2

Использование в качестве растительного сырья сена

Берут сено, заливают 0,7% раствором серной кислоты, затем смесь заливают в реактор, где осуществляют обработку при температуре 190°С под давлением 17 атм в течение 4 часов. Далее процесс осуществляют аналогично примеру 1. При этом выход сахара составляет 60%, а вредные примеси составляют 0,02%.

Пример 3

Использование в качестве сырья опилок, полученных при обработке березы

Берут опилки, заливают 1% раствором серной кислоты, затем смесь помещают в реактор, где осуществляют обработку при температуре 200°С под давлением 20 атм. Далее процесс осуществляют аналогично примерам 1,2. Выход сахара составляет 61%, а вредные примеси составляют около 0,03%.

Экспериментальные результаты приведены в таблице.

№ п/п	% раствора H2SО4	Влажность %	t°C	P атм	Время, часы	Содержание глюкозы %	Содержание вредных в-в %
1	0,5	90,5	180	15	4	62	0,010
2	0,7	91	190	17	4	60	0,020
3	1,0	92	200	20	4	61	0,030

1. Способ обработки растительного сырья на корм, включающий каталитический гидролиз, осуществляемый в условиях баротермической обработки, отличающийся тем, что в качестве катализатора гидролиза используют 0,5-1,0% раствор серной кислоты, а баротермическую обработку ведут при температуре 180-200°С под давлением 15-20 атмосфер в течение 4-5 ч при непрерывном перемешивании с последующей нейтрализацией полученной смеси известью и разделением на жидкую и твердую составляющие, затем жидкую составляющую смеси осушают в осушительной установке до выделения сахара-глюкозы в кристаллическом виде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что баротермическую обработку проводят в химическом реакторе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыток извести выводят потоком углекислого газа, который прогоняют через полученную смесь.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют целлюлозосодержащие растительные отходы: сено, солому, опилки, листву, ветки, кору деревьев лиственных пород.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение полученной после баротермической обработки смеси на жидкую и твердую составляющие осуществляют методом фильтрации.