Способ приготовления корма для птиц
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения кормов, предназначенных для выращивания птицы на птицефабриках. Способ приготовления корма для птиц предусматривает культивирование в реакторе в стерильной питательной среде маточной культуры бактерий, смешивание полученной массы со шротом, сушку и измельчение. В качестве маточной культуры используют ферментпродуцирующие бактерии Bacillus subtilis, которые засевают в количестве 0,8-0,9% от объема среды в питательную среду, имеющую рН 6,9-7,2 и состоящую из 90-92% боинской крови сельскохозяйственных животных и 8-10% мела. Процесс культивирования проводят в течение 24-27 часов при непрерывном механическом перемешивании и аэрации стерильным воздухом до достижения содержания клеток Bacillus subtilis не менее 2,5 млрд. кл.·см-3, аминного азота не менее 5,5 г·дм-3 и общего азота не менее 29,0 г·дм-3. Смешивание, сушку и измельчение рапсового шрота и культуральной жидкости, содержащей бактерии и остатки питательной среды, осуществляют в процессе сушки в виброкипящем слое в потоке теплоносителя с температурой 120-125°С при соотношении рапсового шрота и культуральной жидкости 3:1 в течение 20 мин. Осуществление изобретения позволяет повысить питательную ценность корма для птиц и увеличить степень утилизации боинской крови. 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение. Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения кормов, предназначенных для выращивания птицы на птицефабриках. Область использования: производство микробиологических препаратов, производство кормов для сельскохозяйственных животных и птицы.
Уровень техники. Аналогами изобретения являются способы приготовления примексов, кормовых добавок и кормов, содержащих в своем составе сырье растительного и животного происхождения, а также живые бактерии [1, 2].
Известен способ получения добавки для кормления, который предусматривает замачивание зерна сои в водно-солевом растворе макро-микроэлементов, в качестве которых используют смесь их солей в виде соли поваренной, соли глауберовой, цинка и йода до достижения влажности не более 35%, далее смешивают с сухим растительным маложиросодержащим сырьем с содержанием жира не более 10% (например, со смесью шрота подсолнечного, и/или отрубей, и/или травяной муки), экструдируют при 115-140°С, затем смешивают с сухим растительным высокобелковым компонентом в виде смеси жмыха (шрота) подсолнечного и/или семян подсолнечника и с витаминным каротинсодержащим концентратом, в качестве которого используют смесь витаминной травяной муки и/или сухого зеленого концентрата травяного сока. Смесь гранулируют, в процессе гранулирования одновременно с мелассой вводят пробиотики-энзимы (например, "целлобактерин") [1].
К недостаткам данного способа необходимо отнести использование предварительного замачивания сои и связанное с этим неизбежное образование сточных вод с высоким содержанием солей.
Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения препарата для кормления цыплят, который состоит в том, что маточную культуру, содержащую консорциум бактерий ВНИИСХМ 1-33, включающий в себя Ruminococcus albus 1-33 и Lactobacillus acidophilus 1-33, засевают в количестве 1-5% в стерильную питательную среду (20 мин при давлении 1 атм) с рН 6,8-7,0, охлажденную до температуры 35-40°С, состоящую из 5% подсолнечникового или соевого шрота и 95% водопроводной воды, проводят культивирование в бутылях в течение 1 суток, а затем бактериальную производственную культуру, содержащую консорциум бактерий 1-33, смешивают с подсолнечниковым или соевым шротом в соотношении от 1:1 до 1:2. Далее, пропуская сухой воздух, полученную смесь высушивают при температуре 40-60°С до остаточной влажности 7,0-7,2%, после чего высушенный препарат измельчают до размера частиц не более 2 мм [2].
К недостаткам данного способа необходимо отнести необходимость удаления из смеси «бактериальная масса-шрот» избыточного количества водопроводной воды, которую вводят на стадии культивирования в питательную среду, а также образование «спекшихся» фракций препарата в процессе обезвоживания и связанную с этим необходимость дополнительного измельчения препарата с помощью дробилки-мельницы универсальной ДКУ-2.
Общими существенными признаками с заявляемым способом приготовления препарата для кормления птицы является культивирование ферментпродуцирующих бактерий на жидких питательных средах, смешение выращенной биомассы с белком растительного происхождения (шротом) с последующей сушкой.
Цель изобретения - разработка технологии получения питательной среды для выращивания бактерий, обладающих ферментативной активностью, и совершенствование последующих стадий смешения и обезвоживания компонентов корма для птиц.
Сущность изобретения заключается в разработке способа получения корма для птиц путем смешения, сушки и измельчения в виброкипящем слое рапсового шрота и культуральной жидкости, содержащей не менее 2,5 млрд.кл.·см-3 Bacillus subtilis, 5,5 г·дм-3 аминного и 29,0 г·дм-3 общего азота при соотношении рапсового шрота и бактериальной массы 3:1.
Осуществление предлагаемого способа возможно благодаря тому, что для выращивания ферментпродуцирующих бактерий Bacillus subtilis в бутылях или реакторе используется стерильная питательная среда, состоящая из 90-92% боинской крови сельскохозяйственных животных и 8-10% мела. В процессе роста и метаболизма клетки Bacillus subtilis вырабатывают протолетические и амилолитические ферменты, необходимые клеткам для расщепления белковых субстратов, находящихся в питательной среде [3, 4, 5].
К окончанию цикла выращивания в культуральной жидкости содержится не менее 7,5 ед. ПА протеолитических и 5,2 ед. АА амилолитических ферментов, а также неизрасходованные свободные аминокислоты и не менее 2,5 млрд.кл.·см-3 Bacillus subtilis. Степень расщепления ферментами белков крови в результате культивирования достигает 18-20%. Таким образом, в результате использования в составе питательной среды боинской крови удается не только получить биомассу пробиотических бактерий, но и частично осуществить гидролиз белка крови до незаменимых аминокислот.
Использование кислотных или ферментативных гидролизатов белкового сырья в качестве кормовых добавок повышает питательную ценность рационов кормления птицы и широко применяется на практике [6, 7].
Полученную в результате выращивания Bacillus subtilis культуральную жидкость подвергают обезвоживанию в установке виброкипящего слоя на носителе, в качестве которого используется рапсовый шрот.
Оптимальное соотношение рапсового шрота и культуральной жидкости (3:1) определено экспериментально исходя из граничных значений остаточной влажности не более 6%, массы скармливаемого корма и содержания бактерий Bacillus subtilis (не менее 1,25 млрд. кл.· в дм3) в препарате.
Каждый из входящих в состав корма компонентов (рапсовый шрот, культуральная жидкость, содержащая бактерии и остатки питательной среды) может быть подвергнут обезвоживанию конвективным способом сушки.
Данный факт подтвержден экспериментально - изучением кинетики и температурных интервалов термического разложения данных компонентов с помощью метода дифференциальной термогравиметрии (таблица 1). Было установлено, что термическая инактивация компонентов происходит в диапазоне 134-145°С.
Почти мгновенное высушивание культуральной жидкости на виброкипящем слое рапсового шрота приводит к тому, что она превращается в сухой продукт ранее, чем могла бы нагреться выше критической температуры, при которой возможны необратимые изменения ее свойств.
Кроме того, процесс сушки распыленной культуральнои жидкости протекает чрезвычайно быстро (15-30 секунд), а частицы в зоне повышенных температур имеют насыщенную поверхность, температура которой близка к температуре адиабатного испарения чистой жидкости.
В результате «кипения» твердых частиц рапсового шрота под действием направленного потока теплоносителя и вибрации отсутствует эффект «спекания», а также происходит механическое истирание высушиваемого продукта до необходимой дисперсности частиц (не более 2 мм), что исключает стадию дальнейшего измельчения.
Поставленная задача достигается тем, что для приготовления питательной среды в реактор вместимостью 150 дм3 загружают 90 дм3 боинской крови и вводят 10 дм3 мела химического очищенного до достижения величины рН 6,9-7,2. Затем полученную смесь нагревают до 120°С, выдерживают при данной температуре в течение 25-30 мин. Охлаждают до температуры 36-37°С. После этого в питательную среду вводят маточную культуру в объеме 0,8-0,9% от объема среды и проводят культивирование в течение 24-27 часов при непрерывном перемешивании и аэрации. В полученной культуральной жидкости контролируют содержание клеток Bacillus subtilis (не менее 2,5 млрд.кл.·см-3), аминный (не менее 5,5 г·дм-3) и общий азот (не менее 29,0 г·дм-3). Культуральную жидкость в объеме 90 дм3 передают на стадию смешения, сушки и измельчения.
Для смешения, сушки и измельчения компонентов, входящих с состав корма, в установку с виброкипящим слоем загружают 45 дм3 рапсового шрота и обезвоживают в течение 10 мин при температуре 120-125°С в потоке теплоносителя. Затем в полость сушильной камеры при непрерывном кипении сухой массы рапсового шрота через форсунку распыляют при скорости подачи 5 дм3 в минуту 15 дм3 культуральную жидкость, содержащую бактерии и остатки питательной среды. Досушивание корма осуществляют в течение 10 мин. Готовый корм выгружают, после чего цикл смешения, сушки и измельчения повторяют. В полученном корме контролируется остаточная влажность (не более 6%), дисперсность (не более 2 мм) и содержание основных компонентов в соответствии с ТУ.
Осуществление заявляемого изобретения позволяет отказаться от использования водопроводной воды, необходимой для приготовления питательной среды, путем ее замены на боинскую кровь, что повышает питательную ценность препарата и одновременно увеличивает степень утилизации боинской крови, образующейся при забое сельскохозяйственных животных на предприятиях мясоперерабатывающей промышленности, обеспечивает совмещение стадии смешения, сушки и измельчения при общей продолжительности процесса не более 20 мин.
Заявляемый способ приготовления корма для птиц отличается тем что:
1. В качестве питательной среды для культивирования ферментпродуцирующих бактерий используется смесь, состоящая из 90-92% боинской крови сельскохозяйственных животных и 8-10% мела без добавления воды.
2. Культуральная жидкость, содержащая не менее 2,5 млрд.кл.·см-3 Bacillus subtilis, дополнительно содержит не менее 5,5 г·дм-3 аминного и 29,0 г·дм-3 общего азота.
3. Получение готовой формы корма осуществляется путем совмещения стадий смешения, сушки и измельчения в процессе виброкипящей сушки рапсового шрота и культуральной жидкости, содержащей бактерии и остатки питательной среды в потоке теплоносителя с температурой 120-125°С при соотношении рапсового шрота и культуральной жидкости 3:1 в течение 20 мин.
Наличие отличительных признаков в заявляемом изобретении свидетельствует о соответствии его критерию «новизна».
В настоящей заявке выполняется требование единства изобретения, так как все признаки относятся к одному объекту - способам приготовления препараты для кормления птицы.
Заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень». Из приведенного выше описания уровня техники следует, что заявителем не выявлены источники информации, содержащие сведения об аналогах, имеющих признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 2.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами.
Пример 1. Для приготовления питательной среды в реактор вместимостью 150 дм3 при постоянно работающей мешалке загружают 90 дм3 боинской крови и порционно вводят 10 дм3 мела химического очищенного до достижения величины рН 6,9-7,2. Затем полученную смесь нагревают до 120°С, выдерживают при данной температуре в течение 25-30 мин и охлаждают до температуры 36-37°С. В пробе контролируют величину рН, содержание аминного и общего азота (таблица 3).
Пример 2. В охлажденную до температуры 36-37°С вводят маточную культуру Bacillus subtilis в объеме 0,8-0,9% от объема среды. Затем проводят культивирование в течение 24-27 часов при непрерывном механическом перемешивании (150 оборотов в мин) и аэрации стерильным воздухом (коэффициент аэрации 0,2). В процессе культивирования отбирают пробы, в которых контролируют динамику нарастания биомассы, аминного и общего азота. При достижении в культуральной жидкости содержания клеток Bacillus subtilis не менее 2,5 млрд.кл.·см-3, аминного азота не менее 5,5 г·дм-3 и общего азота не менее 29,0 г·дм-3 процесс выращивания прекращают, а полученную культуру передают на последующую стадию (таблица 3).
Пример 3. Для смешения, сушки и измельчения компонентов, входящих с состав препарата, в установку с виброкипящим слоем загружают 45 дм3 рапсового шрота и обезвоживают в течение 10 мин при температуре 120-125°С в потоке теплоносителя, затем в полость сушильной камеры при непрерывном кипении сухой массы рапсового шрота через форсунку в камеру вводят (распыляют) 15 дм3 культуральной жидкости Bacillus subtilis при скорости ее подачи 5 дм3 в минуту. Досушивание препарата осуществляют в течение 10 мин. Готовый препарат выгружают, после чего цикл смешения, сушки и измельчения повторяют. В полученном препарате контролируют остаточную влажность (не более 6%), дисперсность (не более 2 мм) и содержание основных компонентов в соответствии с ТУ (таблица 4).
Источники информации
1. Панков А.А., Панков С.А. «Способ получения белково-энергетической витаминной кормовой добавки на основе полножирной сои». Патент РФ № 2189150 от 25.09.2001.
2. Грудинина Т.Н., Лаптев Г.Ю., Прокопьева В.И., Солдатова В.В. «Способ кормления цыплят и способ получения препарата для кормления цыплят». Патент РФ № 2171037 от 27.07.2001.
3. Колчинская М.Д., Васильев В.Н., Качан А.Ф. Продукты ферментативного гидролизата казеина и эластина протеазой B.subtilis // Микробиол. журнал. - 1983. - № 9. - С.13-16.
4. Слабоспицкая А.Т., Крымовская С.С., Резник С.Р. Ферментативная активность бацилл, перспективных для включения в состав биопрепаратов. // Микробиол. журн. - 1990. - Т. 52, № 1. - С.9-14.
5. Смирнов В.В., Резник С.Р., Василевская И.А. Спорообразующие аэробные бактерии - продуценты биологически активных веществ. - Киев: Наукова думка, 1982 - С.230-244.
6. Мухин В.А., Новиков В. Ю. Ферментативные белковые гидролизаты в кормах для птицы. // Зоотехния - 2001 - № 10 - С 21-23.
7. Гмыря И.Ф. «Способ получения белкового гидролизата». Патент РФ № 2195130 от 27.12.2002.
| Таблица 2 | |||
| Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом | |||
| Вид технического | Показатель фактический | Подробное объяснение, за счет чего | |
| результата | и расчетный | (отличительный признак и (или) их | |
| прототип | заявляемый | совокупность) стало возможным | |
| объект | улучшение показателей предлагаемого | ||
| объекта по сравнению с прототипом | |||
| Отказ от | 95% от | 0% | В качестве питательной среды для |
| использования | объема | культивирования | |
| водопроводной воды | среды | ферментпродуцирующих бактерий | |
| в составе | используется смесь, состоящая из 90-92% | ||
| питательной среды, | боинской крови сельскохозяйственных | ||
| утилизация отходов | животных и 8-10% мела без добавления | ||
| производства; | воды. | ||
| повышение | |||
| питательной ценности | |||
| культуральной | - | Аминный | Культуральная жидкость после |
| жидкости | азот | выращивания за счет расщепления | |
| (не менее 5,5 | белков крови под воздействием | ||
| г·дм-3) | ферментов выделяемыми бактериями | ||
| Общий азот | Bacillus subtilis дополнительно содержит | ||
| (не менее 29,0 | не менее 5,5 г·дм-3 аминного и 29,0 г·дм-3 | ||
| г·дм-3) | общего азота. | ||
| Осуществление | - | 20 мин | Получение готовой формы корма |
| процессов | осуществляется путем совмещения | ||
| смешения, сушки и | стадий смешения, сушки и измельчения в | ||
| измельчения в | процессе виброкипящей сушки рапсового | ||
| течение 20 мин | шрота и культуральной жидкости, | ||
| содержащей бактерии и остатки | |||
| питательной среды в потоке | |||
| теплоносителя с температурой 120-125°С | |||
| при соотношении рапсового шрота и | |||
| культуральной жидкости 3:1 в течение | |||
| 20 мин. |
| Таблица 3 | |||||||
| Характеристика питательной среды и культуральной жидкости | |||||||
| Характеристика полуфабриката | |||||||
| питательная среда | культуральная жидкость | ||||||
| рН | аминный азот, г·дм-3 | общий азот, г·дм-3 | содержание клеток, млрд. кл.·см-3 | ферментативная активность | аминный азот, г·дм-3 | общий азот, г·дм-3 | |
| АА, ед | ПА, ед | ||||||
| 6,9-7,2 | 2,0±0,2 | 3,2±0,2 | 2,8±0,2 | 5,2 | 7,5 | 6,2±0,5 | 31,4±1,2 |
1. Способ приготовления корма для птиц, предусматривающий культивирование в реакторе в стерильной питательной среде маточной культуры бактерий, смешивание полученной массы со шротом, сушку и измельчение, отличающийся тем, что в качестве маточной культуры используют ферментпродуцирующие бактерии Bacillus subtilis, которые засевают в количестве 0,8-0,9% от объема среды в питательную среду, имеющую рН 6,9-7,2 и состоящую из 90-92% боинской крови сельскохозяйственных животных и 8-10% мела, а процесс культивирования проводят в течение 24-27 ч при непрерывном механическом перемешивании и аэрации стерильным воздухом до достижения содержания клеток Bacillus subtilis не менее 2,5 млрд. кл. см-3, аминного азота не менее 5,5 г·дм-3 и общего азота не менее 29,0 г·дм-3, причем смешивание, сушку и измельчение рапсового шрота и культуральной жидкости, содержащей бактерии и остатки питательной среды, осуществляют в процессе сушки в виброкипящем слое в потоке теплоносителя с температурой 120-125°С при соотношении рапсового шрота и культуральной жидкости 3:1 в течение 20 мин.
