Способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей
Владельцы патента RU 2422037:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (RU)
Изобретение относится к производству комбикормов для пушных зверей, в частности норок. Способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов предусматривает приготовление смеси из предварительно измельченных до размера частиц 0,6…1,2 мм зерна пшеницы и рапсового жмыха, добавление в нее муки мясной, премикса, мела кормового при определённом соотношении компонентов, увлажнение до 16…18% и выдерживание в течение 4 часов в бункере для выравнивания влажности по всему объему смеси. Затем осуществляют обработку смеси в шнековом экструдере при температуре продукта перед матрицей 393…413 К, частоте вращения шнека 5…7 с-1 и давлении в предматричной зоне экструдера 7...9 МПа. Перед выходом смеси из экструдера в центральную зону экструзионного жгута вводят жиро-витаминно-минеральную начинку в количестве 15% к массе исходной смеси. Для приготовления начинки смешивают жир животный кормовой, погоны дезодорации, лизин кормовой и метионин кормовой при определенном соотношении компонентов. Осуществление изобретения позволяет получить полнорационный комбикорм, обладающий высокими питательными свойствами и биологической ценностью, расширить ассортимент сбалансированных по питательной ценности комбикормов, увеличить сроки хранения. 2 табл.
Изобретение относится к производству комбикормов для пушных зверей, в частности для норок.
Известен способ производства полнорационных экструдированных комбикормов с начинкой [Патент РФ № 2338388, МПК7 А23К 1/00. Способ производства полнорационных экструдированных комбикормов с начинкой / А.А.Шевцов, Л.И.Лыткина, И.Б.Чайкин, М.С.Андреева № 20071250726/13; Заявлено 04.07.2007; Опубликовано 20.11.2008. Бюллетень № 32], предусматривающий приготовление исходной смеси из предварительно измельченного зерна кукурузы, пшеницы и люпина узколистного, добавления травяной муки, шрота подсолнечного, мясной и рыбной муки, выравнивание влажности по всему объему приготовленной смеси выдерживают в течение 4 часов в бункере, после чего осуществляют ее обработку на шнековом экструдере, внесение перед выходом смеси из экструдера в центральную зону экструзионного жгута жиро-витаминно-минеральной начинки в количестве 18% к массе исходной смеси.
Однако известный способ производства имеет следующие недостатки:
- непродолжительные сроки хранения готового продукта;
- низкая биологическая ценность получаемого продукта и ограниченная возможность его использования для пушных зверей, в частности для норок;
- неоправданное использование в рецептуре комбикормов дорогостоящих компонентов животного происхождения в рецептуре.
Технической задачей изобретения является получение полнорационных коэкструдированных комбикормов с начинкой, обладающих высокой биологической ценностью, сбалансированных по составу, расширение ассортимента выпускаемых полнорационных комбикормов для пушных зверей, например для норок, при использовании недорогого и широко распространенного сырья, а также увеличение сроков хранения готового продукта.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей, характеризующийся тем, что готовят смесь из предварительно измельченных до размера частиц 0,6…1,2 мм зерна пшеницы и рапсового жмыха, добавляют в нее муку мясную, премикс, мел кормовой при следующем выборе соотношения компонентов, г на кг:
| Пшеница щуплая | 360,00 |
| Жмых рапсовый | 250,00 |
| Мука мясная | 330,00 |
| Мел кормовой | 50,00 |
| Премикс | 10,00 |
увлажняют до 16…18%, для выравнивания влажности по всему объему смесь выдерживают в течение 4 часов в бункере, после чего осуществляют ее обработку в шнековом экструдере при температуре продукта перед матрицей 393…413 К, частоте вращения шнека 5…7 с-1 и давлении в предматричной зоне экструдера 7...9 МПа, перед выходом смеси из экструдера в центральную зону экструзионного жгута вводят жиро-витаминно-минеральную начинку в количестве 15% к массе исходной смеси, причем для приготовления начинки смешивают жир животный кормовой, погоны дезодорации, лизин кормовой, метионин кормовой при следующем выборе соотношения компонентов, г на кг:
| Жир животный кормовой | 400,00 |
| Погоны дезодорации | 580,00 |
| Лизин кормовой | 15,00 |
| Метионин кормовой | 5,00 |
Технический результат изобретения заключается в получении полнорационных коэкструдированных комбикормов с начинкой для пушных зверей, в высокой питательной сбалансированности по составу и биологической ценности комбикормов при соблюдении рациональных параметров процесса (температуры перед матрицей, частоты вращения шнека и др.), повышении усвояемости комбикормов, увеличении сроков хранения готового продукта за счет ввода естественного антиоксиданта - погонов дезодорации.
Для получения полнорационных коэкструдированных комбикормов используют следующие исходные компоненты при получении исходной смеси.
Пшеница щуплая - используется в комбикормах для всех видов животных. В зерне пшеницы содержится 8…15% протеина, лимитирующими аминокислотами являются лизин, треонин и лейцин. Пшеница имеет высокое содержание безазотистых экстрактивных веществ и никотиновой кислоты (ГОСТ Р 52554-2006 Пшеница. Технические условия).
Жмых рапсовый содержит протеина около 32%, жира 9%, безазотистых экстрактивных веществ 30 % [ГОСТ 11048-95 Жмых рапсовый. Технические условия].
Мука мясная - корм животного происхождения, которая содержит от 20…60% протеина и жира от 10…14%. Богата кальцием и фосфором [ГОСТ 17536-82 Мука кормовая животного происхождения. Технические условия].
Лизин кормовой - добавление его в комбикорма до необходимой нормы дает возможность проявить функции той аминокислоты в полном объеме. Кормовой концентрат лизина содержит 11…22% сырого протеина, 7…10% лизина, 0,8% метионина и цистина, 3,9% кальция, 1,4% фосфора и 0,3% натрия [ГОСТ Р 52528-2006 Концентраты белково-витаминно-минеральные и амидо-витаминно-минеральные. Номенклатура показателей].
Метионин кормовой - метионин (DL) с активностью 99%. Содержит не менее 97% метионина [ГОСТ Р 52528-2006 Концентраты белково-витаминно-минеральные и амидо-витаминно-минеральные. Номенклатура показателей].
Мел кормовой - вводят в комбикорма для обогащения их кальцием. В 1 кг кормового мела содержится 330 г кальция. Используется при кормлении животных и птицы в качестве источника кальция. Согласно ТУ. 21-31(5)-10-15-90 «Мел сыромолотый для производства комбикормов и минеральной подкормки сельскохозяйственных животных и птицы» нормируемыми показателями для кормового мела является содержание кальция - не менее 90%, нерастворимого в соляной кислоте остатка - не более 3…5%, массовой доли влаги - не более 12%, примесей углекислого магния, оксида железа, оксида алюминия - не более 5%, ядовитых примесей: фтора - не более 0,15%, мышьяка - не более 0,012%, свинца - не более 0,008%. При вводе мела в комбикорма необходимо соблюдать установленное соотношение между фосфором и кальцием.
Премикс - это однородная смесь измельченных до необходимых размеров микродобавок и наполнителя, используемая для обогащения комбикорма. Помимо восполняющих веществ (витамины, микроэлементы, аминокислоты) в премикс вводят вещества, обладающие стимулирующими действиями (антибиотики и другие); вещества, оказывающие защитное влияние на корма, предотвращающие снижение их качества, способствующие улучшению вкусовых качеств корма и более эффективному его использованию (антиоксиданты, эмульгаторы, ферменты, вкусовые добавки и другие); вещества, обладающие лечебным и профилактическим действием (фуразолидон, сульфадимезин и другие); успокаивающие вещества (транквилизаторы); поверхностно-активные (детергенты). В качестве наполнителя используют пшеничные отруби, зерно пшеницы тонкого помола, кормовые дрожжи, соевый шрот [ГОСТ Р 51095-97 Премиксы. Технические условия].
Жир животный кормовой - концентрированный источник энергии. В 100 г жиров содержится 71 ккал. Применение их позволяет существенно экономить зерно при производстве комбикормов. Жиры легко подвергаются окислению, особенно при хранении их на свету в открытой таре. Это снижает их кормовые достоинства, а продукты окисления вредны для организма животных. Для предотвращения окисления жиров используют антиоксиданты, которые вводят в жиры в дозе 150…200 г на 1 т.
Погоны дезодорации - используют в качестве добавки при кормлении сельскохозяйственным животным как источник биологически активных веществ, в том числе токоферолов (витамин Е), кальциферолов (группа витаминов D) и стиролов, влияющих на продуктивность, липидный обмен и воспроизводительные функции животных. Кроме того, погоны могут быть использованы в качестве жировой добавки как источник сырого жира в виде эссенциальных (незаменимых) жирных кислот (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая). Самым ценным компонентом погонов является α-токоферол (витамин Е), который обладает сильными антиокислительными свойствами.
Способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей осуществляется следующим образом.
Пшеницу щуплую и рапсовый жмых измельчают до размера частиц 0,6…1,2 мм и просеивают. Добавляют в измельченную смесь (пшеница щуплая, рапсовый жмых) муку мясную, премикс, мел кормовой и смешивают в смесителе периодического действия А9-ДСГ-1,5 до однородного состояния. Компоненты смешивают в следующем соотношении, г на кг: пшеница щуплая 360,00; жмых рапсовый 250,00; мука мясная 330,00; мел кормовой 50,00; премикс 10,00.
При обосновании выбора компонентов и их соотношения при дозировании учитывали ряд факторов: необходимость получения качественного полнорационного комбикорма, сбалансированного по питательности и биологической ценности; максимальное обогащение полнорационного комбикорма компонентами, для пушных зверей, например для норок, а также увеличение сроков хранения готового продукта.
Далее полученную смесь увлажняют до 16…18 % и выдерживают в темперирующем бункере для равномерного распределения влаги в течение 4 часов.
Необходимость увлажнения смеси (до 16…18 %) обусловлена следующими соображениями. Доказано, что получение активной пористой структуры продукта на выходе из отверстий матрицы экструдера непосредственно является следствием физических свойств воды, содержащейся в экструдате. При атмосферном давлении коэкструдированного продукта на выходе из матрицы вода из состояния перегретой жидкости мгновенно превращается в пар, выделяя значительное количество энергии. Под действием давления пара в продукте образуются поры, а оставшиеся целыми крахмальные зерна разрываются. Если влаги в смеси недостаточно (менее 14%), то продукт на выходе из экструдера не расширялся. И наоборот, если влажность продукта составляла более 20%, это приводило к снижению степени расширения и формированию более плотной структуры продукта с грубой консистенцией. Причина этих изменений заключалась в том, что при увеличении влажности повышалась пластичность смеси компонентов, а это обуславливало снижение механических напряжений в экструдате. Следовательно, количество теплоты, выделяемой в результате работы сил вязкого трения, оказывалось недостаточным для получения вспученной структуры продукта.
После этого осуществляют обработку полученной смеси в экструдере ЭУМ-1. По мере продвижения продукт в зоне смешения экструдера частично перемешивается, в зоне сжатия происходит скачкообразное увеличение давления и уплотнение продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала шнеков. В зоне пластификации осуществляется превращение гранул продукта в расплав за счет трения между частицами продукта и витками шнека. Затем происходит дальнейшее сжатие продукта. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает необходимого значения, обеспечивается окончательное расплавление мелких включений и образуется расплав однородный по структуре и температуре.
В зоне стабилизации происходит выравнивание давления и температурных полей расплава продукта. Затем он попадает в предматричную зону и продавливается через выходное отверстие в матрице в виде полого жгута. В центральную зону экструзионного жгута насосом для вязких сред подается жиро-витаминно-минеральная начинка в количестве 15% к массе исходной смеси, состоящая из 400,00 г на кг жира животного кормового, 580,00 г на кг погонов дезодорации, лизина кормового - 15,00 г на кг, метионина кормового - 5,00 г на кг.
Обработка осуществляется при следующих параметрах процесса эктрудирования: температура продукта перед матрицей 398…413 К, частота вращения шнека 5…7 с-1 и давление в предматричной зоне экструдера 7…9 МПа.
После выхода продукта из матрицы в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается с большой скоростью, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата [Остриков, А.Н. Коэкструдированные продукты: новые подходы и перспективы [Текст] / А.Н.Остриков, В.Н.Василенко, И.Ю.Соколов. - М.: Дели принт, 2009. - 288 с.].
В результате получают полнорационный комбикорм высокого качества. Полнорационный комбикорм представляет собой экологически чистый продукт, не содержит стимуляторов роста, антибиотиков, нетоксичен. В его состав входят: микро- и макроэлементы: кальций, фосфор, натрий, калий, сера, железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, селен; витамины: A, D2, E, К, B1, В2, В3, В4, B5, В6, B12, Bc, H, С; питательные вещества: сырой протеин, сырой жир, сырая клетчатка, лизин, метионин+цистин, триптофан. Полнорационный комбикорм улучшает усвояемость питательных веществ рационов; выводит из организма животных токсичные продукты пищеварения и повышает общую сопротивляемость организма; повышает репродуктивные функции животных, а также темпы роста и развития молодняка.
Способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей поясняется следующим примером.
Пример.
Пшеницу щуплую и рапсовый жмых измельчают до размера частиц 0,8 мм и просеивают. Затем компоненты смешивают в шнековом смесителе в следующем соотношении, г на кг: пшеница щуплая 360,00; жмых рапсовый 250,00; мука мясная 330,00; мел кормовой 50,00; премикс 10,00, увлажняя при этом смесь до 17%. Затем смесь выдерживают в течение 4 часов в бункере, для выравнивания влажности по всему объему.
Далее осуществляют ее обработку в шнековом экструдере при температуре продукта перед кольцевым зазором 398 К, частоте вращения шнека 6 с-1 и давлении в предматричной зоне экструдера 8 МПа.
Экструдирование смеси при давлении в предматричной зоне 8 МПа однозначно определяет температуру обработки продукта в интервале значений 398 К, обеспечивающую высокое качество комбикорма. Установлено, что основные вещества (углеводы, белки, жиры, витамины и др.) компонентов корма имеют различную оптимальную температуру, необходимую для полных и качественных физико-химических изменений экструдата [Остриков, А.Н. Коэкструдированные продукты: новые подходы и перспективы [Текст] / А.Н.Остриков, В.Н.Василенко, И.Ю.Соколов. - М.: Дели принт, 2009. - 288 с.].
Для эффективного и качественного процесса экструдирования предлагаемые режимы позволили подобрать такой характер изменения температуры и давления, при котором компоненты смеси подвергались, с одной стороны, полной гидротермической обработке, а с другой, - на них оказывалось «мягкое» (щадящее) температурное воздействие, предотвращающее их термическое разложение.
В центральную зону экструзионного жгута насосом для вязких сред подавали жиро-витаминно-минеральную начинку в количестве 15% к массе исходной смеси, состоящую из 400,00 г на кг жира животного кормового, 580,00 г на кг погонов дезодорации, лизина кормового - 15,00 г на кг, метионина кормового - 5,00 г на кг.
Экспериментально установлено, именно частота вращения шнека 6 с-1 позволила обеспечить предлагаемые режимы экструдирования, при которых происходят глубокие физико-химические изменения белков, углеводов и других веществ компонентов корма, придающие ему свойства, наиболее приемлемые для полного усваивания норками. Также установлено, что для данного комбикорма температура перед матрицей Т = 398 К позволяет достичь давления в предматричной зоне экструдера Р = 8 МПа. Именно в этом диапазоне температур в смеси происходят полные и глубокие физико-химические изменения белков, углеводов и других компонентов, придающие им свойства, наиболее приемлемые для полного усвоения организмом животных.
Полнорационный коэкструдированный комбикорм с начинкой, полученный при рациональных параметрах процесса гранулирования и оптимально-выбранном соотношении кормовых компонентов, анализировали по комплексу показателей, характеризующих его кормовые свойства, обменную энергию, питательность, а также изучали влияния условий и сроков хранения на качество коэкструдированного комбикорма для норок. Данные анализа по физико-химическим показателям готовой продукции представлены в табл.1.
Органолептические показатели готовой продукции были следующие: внешний вид - гранулы цилиндрической формы с глянцевой или матовой поверхностью, без трещин; цвет - соответствующий цвету рассыпного комбикорма, из которого готовят гранулы, или темнее (при вводе красителей - цвет соответствующего красителя); запах - соответствующий набору доброкачественных компонентов исходного комбикорма без затхлого, плесневелого и других посторонних запахов.
Анализ питательности каждого из компонентов свидетельствует о возможности замены дорогостоящего сырья животного происхождения на более экономичное растительное, при этом снижение обменной энергии происходит не в значительной мере, что позволяет говорить о достаточно высоких питательных свойствах полученного комбикорма. Это позволяет вырастить крупных зверей с хорошим мехом и правильно подготовить основное поголовье к размножению.
| Таблица 1 | |||
| Наименование | Срок хранения, мес | Рецепт полнорационного комбикорма № ПЗК - 104 - 247 для пушных зверей 3-4 мес | Норма для полнорационных комбикормов ГОСТ 51166-98 |
| для молодняка пушных зверей в возрасте от 3 до 4 мес | |||
| Массовая доля влаги, % | Начало | 10,5 | 14,0 |
| два | 10,0 | ||
| четыре | 9,8 | ||
| Длина гранул, мм, не более | |||
| два диаметра | |||
| Крошимость гранул, %, не более | Начало | 3,15 | 10 |
| два | 3,11 | ||
| четыре | 3,90 | ||
| Обменная энергия не менее, ккал/100 г | Начало | 265 | 259 |
| два | 264 | ||
| четыре | 262 | ||
| Сырой протеин не менее, % | Начало | 40,0 | 34,4 |
| два | 38,7 | ||
| четыре | 36,5 | ||
| Сырой жир не менее, % | Начало | 13,5 | 10,0 |
| два | 12,9 | ||
| четыре | 12,1 | ||
| Клетчатка не более, % | Начало | 1,0 | 1,2 |
| два | 0,9 | ||
| четыре | 0,8 | ||
| Кислотное число, град. | Начало | 3,0 | 7,0 |
| два | 4,2 | ||
| четыре | 5,3 | ||
| Зола не более, % | Начало | 0,7 | 1,0 |
| два | 0,8 | ||
| четыре | 0,9 | ||
| Фосфор не менее, % | Начало | 1,60 | 1,30 |
| два | 1,51 | ||
| четыре | 1,45 | ||
| Лизин не менее, % | Начало | 3,3 | 2,7 |
| два | 3,0 | ||
| четыре | 2,8 | ||
| Кальция не менее, % | Начало | 2,5 | 2,1 |
| два | 2,3 | ||
| четыре | 2,2 |
Показатели безопасности полнорационного коэкструдированного комбикорма (содержание микотоксинов, пестицидов, солей тяжелых металлов, радионуклидов) определяли аттестованными методиками в аккредитованной испытательной лаборатории пищевых продуктов ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия». Полученный корм был экологически чистым, отличался повышенной питательностью, усвояемостью и улучшенным санитарным состоянием.
Микробиологические показатели комбикорма соответствовали нормам на пищевые концентраты, готовые к употреблению (табл.2).
| Таблица 2 | ||
| Наименование показателей | Допустимые значения | Смесь комбикорма |
| КМАФАнМ, КОЕ/г, не более | 1×1Е4 | 0,4×1Е4 |
| масса продукта (г), в которой не допускаются: | ||
| БГКП (колиформы), | 1,0 | отсутствуют |
| Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, | 25 | - |
| В cereus. | 0,1 | - |
| Плесени, КОЕ/г, не более | 50 |
Как видно из таблиц 1, 2, физико-химические и микробиологические показатели готовой продукции соответствуют нормам для полнорационных комбикормов (ГОСТ 51166-98), а обменная энергия имеет более высокие показатели.
Предложенный способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей, например для норок, позволяет:
- получать полнорационный комбикорм, обладающий высокими питательными свойствами и биологической ценностью;
- возможность эффективного использования инновационного сырья в качестве высокобелкового компонента для комбикормовой промышленности;
- расширить ассортимент выпускаемых видов комбикормов, сбалансированных по питательной ценности для пушных зверей;
- увеличение сроков хранения комбикорма за счет антиоксидантной активности погонов дезодорации.
Способ производства полнорационных коэкструдированных комбикормов для пушных зверей, характеризующийся тем, что готовят смесь из предварительно измельченных до размера частиц 0,6…1,2 мм зерна пшеницы и рапсового жмыха, добавляют в нее муку мясную, премикс, мел кормовой при следующем выборе соотношения компонентов, г на кг:
| пшеница щуплая | 360,00 |
| жмых рапсовый | 250,00 |
| мука мясная | 330,00 |
| мел кормовой | 50,00 |
| премикс | 10,00, |
увлажняют до 16…18%, для выравнивания влажности по всему объему смесь выдерживают в течение 4 ч в бункере, после чего осуществляют ее обработку в шнековом экструдере при температуре продукта перед матрицей 393…413 К, частоте вращения шнека 5…7 с-1 и давлении в предматричной зоне экструдера 7…9 МПа, перед выходом смеси из экструдера в центральную зону экструзионного жгута вводят жиро-витаминно-минеральную начинку в количестве 15% к массе исходной смеси, причем для приготовления начинки смешивают жир животный кормовой, погоны дезодорации, лизин кормовой, метионин кормовой при следующем выборе соотношения компонентов, г на кг:
| жир животный кормовой | 400,00 |
| погоны дезодорации | 580,00 |
| лизин кормовой | 15,00 |
| метионин кормовой | 5,00 |
