Результат интеллектуальной деятельности: ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМБИКОРМОВ ИЗ ЗЕРНОВЫХ ХЛОПЬЕВ

Изобретение относится к оборудованию для производства комбикормов и может быть использовано для производства комбикормов с улучшенными микробиологическими характеристиками и повышенной кормовой ценности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является линия производства комбикормов с использованием углубленной переработки зернового сырья (Правила организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности: Воронеж, 1997, с.132), включающая увлажнительную машину, бункер для отволаживания, пропариватель, плющилку, сушилку-охладитель, дробилку, магнитный сепаратор, бункера для хранения зерна, питатели.

Недостатком данной линии является невысокое качество производимых зерновых хлопьев, узкий ассортимент выпускаемой продукции.

Задачей заявляемого технического решения является переработка зерновых и зернобобовых культур с получением из них хорошо усваиваемых животными компонентов и приготовление на их основе комбикормов с улучшенными микробиологическими характеристиками и повышенной кормовой ценности.

Поставленная задача решается тем, что в линии производства комбикормов из зерновых хлопьев, включающей соединенные между собой непосредственно или при помощи транспортных устройств бункеры, питатели, магнитные сепараторы, просеивающие машины, камнеотборник, дробилку, весовые дозаторы, смесители, новым является то, что линия дополнительно содержит кондиционер-пропариватель, в который одновременно подается пар и зерно злаковых или бобовых культур, после кондиционера-пропаривателя установлена двухвалковая плющильная машина для получения зерновых хлопьев, из которой зерновые хлопья поступают в сушилку-охладитель и затем - в бункер, который установлен перед многокомпонентным весовым дозатором для внесения основных компонентов комбикорма.

На фиг.1 изображен общий вид линии производства комбикормов из зерновых хлопьев.

Линия производства комбикормов из зерновых хлопьев содержит скальператор 1; камнеотборник 2; магнитные сепараторы 3, 9, 12 и 13; оперативный бункер 4; питатели 16 и 20; кондиционер-пропариватель 5; плющильную машину 6; сушилку-охладитель 7; просеивающую машину 8; дробилки 10 и 14; просеивающую машину 11; наддозаторые бункера 15 и 19; весовые дозаторы 17 и 21; смесители 18 и 22; бункер готовой продукции 23.

Линия работает следующим образом: зерно злаковых и бобовых культур, входящее в состав комбикорма, подается на скальператор 1, камнеотборник 2 и далее на магнитный сепаратор 3 для очистки от крупных, минеральных и металломагнитных примесей. Очищенное зерно поступает в бункер 4, откуда подается на кондиционер-пропариватель 5, где обрабатывается паром, а затем выдерживается несколько минут для перераспределения влаги по объему зерновки и придания ему пластичности. Кондиционер-пропариватель 5 выполнен в виде трех соединенных между собой горизонтальных цилиндров, каждый со шнеком внутри, приводимым во вращение электродвигателем. За счет пропаривания и кратковременного кондиционирования обеспечивается размягчение зерна для его плющения.

Пропаренное зерно подвергают плющению на двухвалковой плющильной машине 6, имеющей систему регулирования числа оборотов валков и давления прижима валков, что обеспечивает получение хлопьев различной толщины. Валки эксплуатируются без охлаждения водой. Прижим валков и поддержание требуемого зазора производится гидравлическим устройством. Равномерность подачи зерна и распределение его по длине валков плющильной машины осуществляется посредством валкового питателя с регулируемой частотой оборотов.

Продукт, выходящий из плющильной машины, направляется в сушилку-охладитель 7. Сушилка-охладитель 7 выполнена в едином корпусе и разделена на две зоны: зону сушки и зону охлаждения. Воздух, поступающий в зону сушки, подогревается в паровом калорифере. Охлаждение осуществляется воздухом, забираемым из помещения. Сушка и охлаждение продукта происходит в виброкипящем слое, получаемом за счет вибрации ситовой поверхности сушилки-охладителя и потока воздуха, подаваемого двумя вентиляторами среднего давления. Высушенные и охлажденные хлопья направляются в наддозаторные бункера 19 основного узла дозирования и смешивания компонентов комбикорма.

Методом пропаривания и плющения обрабатывается зерно не только злаковых (кукуруза, пшеница, ячмень шелушенный, овес шелушенный, рожь, тритикале), но и бобовых культур (горох, соя, рапс). Зерно, прошедшее специальную обработку, используется при производстве предстартерных и стартерных комбикормов.

В процессе пропаривания молекулы воды, образующие насыщенный или перегретый пар, располагают большим запасом кинетической энергии и беспрепятственно преодолевают влагоудерживающие слои зерна. В результате обработки паром зерно гораздо быстрее увлажняется и набухает, чем при обработке водой.

Отмечены изменения физико-механических и биохимических свойств зерна. Так, температура зерна после пропаривания возрастает до 85-90°С, объемная масса снижается. С увеличением длительности обработки паром увеличивается степень клейстеризации крахмала зерна и создаются условия для превращения крахмала в декстрины.

При расплющивании между валками пропаренного зерна происходит механическое разрушение структуры набухших крахмальных зерен - деструкция, которая совместно с действием тепла, влаги и давления приводит к клейстеризации крахмала, определяемой разрывом оболочек крахмальных гранул. С уменьшением величины зазора между валками степень клейстеризации увеличивается. Уменьшение зазора между валками приводит к значительному перерасходу электроэнергии, требуемой для работы установки. По сравнению с исходным ячменем скорость перевариваемости крахмала хлопьев из пропаренного ячменя с высокой степенью клейстеризации повышается в 2-3,5 раза.

Как показали результаты наших исследований, процесс перевариваемости крахмала ячменя in vitro длится не менее 5 часов. Как для необработанного, так и для пропаренного ячменя наибольшее количество глюкозы при гидролизе в присутствии глюкоамилазы образуется в первые два часа реакции, то есть процесс протекает с затуханием во времени. Крахмал хлопьев из пропаренного ячменя со 100% степенью клейстеризацией расщепляется с образованием глюкозы уже через 4 часа. То есть хлопья, полученные из пропаренного ячменя с высокой степенью клейстеризации, имеют лучшую переваримость крахмала. Отмечается общая закономерность повышения переваримости крахмала с увеличением длительности пропаривания ячменя перед его плющением. В целом переваримость in vitro крахмала ячменя, плющенного после обработки паром при атмосферном давлении, повышается по сравнению с исходным зерном в два раза.

На основании проведенных исследований установлено, что для пропаренного ячменя при одних и тех же режимах можно получить различную степень клейстеризации крахмала в зависимости от величины зазора между валками плющильного станка, то есть от толщины хлопьев. В связи с этим хлопья различной толщины могут иметь разную питательность. Как показали результаты наших исследований, количество образовавшейся глюкозы при гидролизе крахмала ячменных хлопьев увеличивается с уменьшением их толщины, то есть при уменьшении зазора между валками в процессе плющения.

Изучено влияние пропаривания зерна при атмосферном давлении с последующим плющением на содержание и фракционный состав белка. Установлено, что плющение практически не изменяет суммы азотных веществ в ячмене, однако влияет на их состав, приводя к изменениям в соотношении белковых фракций. Потеря белком растворимости свидетельствует о денатурационных изменениях. При этом наиболее мобильными являются альбумины. Известно отрицательное воздействие нагревания на питательную ценность белков. Некоторые исследователи определили, что переваримость белка и продуктивность животных снижались при скармливании кормов, прошедших тепловую обработку. Это объясняется тем, что воздействие тепла может вызывать изменения химических и физических свойств белка. В результате чрезмерного нагрева белков 8-аминогруппа лизина может вступать в реакцию с амидами с образованием соединений, которые расщепляются под действием ферментов на биологически недоступные пептиды. Для выявления влияния нагрева при пропаривании и плющении гороха на изменение белкового комплекса были проведены опыты по определению атакуемости белка трипсином in vitro. Содержание сырого протеина во всех образцах гороховых хлопьев находилось на одном уровне, содержание неперивариваемого протеина в горохе, обработанном паром при атмосферном давлении в течение 5-30 минут, практически не отличается от исходного зерна. Незначительное снижение атакуемости белка трипсином наблюдается при пропаривании гороха в течение более 45 минут. Дальнейшее увеличение длительности пропаривания до 60 минут приводит к повышению количества неперивариваемого протеина, что отрицательно сказывается на его переваримости в целом.

Пропаривание, кондиционирование и плющение гороха приводило к снижению антипитательных веществ, например, ингибиторов трипсина, с 1,5-2,6 мг/г до 0,11-0,20 мг/г, ингибиторов химотрипсина с 2,0-2,9 мг/г до 0,24-0,30 мг/г. Кроме того, отмечается улучшение микробиологического фона зерна после обработки пропариванием с последующим плющением. То есть пропаривание, кондиционирование, плющение зерна обеспечивает снижение содержания антипитательных веществ, повышает кормовую ценность, улучшает микробиологические характеристики.

Основное гранулированное сырье (кормовые дрожжи, травяная мука), жмыхи и шроты подаются на просеивающую машину 8 для очистки от крупных примесей и разделения на мелкую и крупную фракцию, последняя измельчается на дробилке 10, и, соединяясь с мелкой фракцией, направляется в наддозаторные бункера 19 основного узла дозирования и смешивания компонентов комбикормов.

Белковое сырье (рыбная, мясная мука, сыворотка, кукурузный глютен, экструдированная соя) очищается от крупных некормовых на просеивающей машине 11 и металломагнитных примесей на магнитном сепараторе 12 и подается в наддозаторные бункера 15, а минеральное сырье (кормовой мел, соль, высушенная ламинария) очищается от металломагнитных примесей на магнитном сепараторе 13 и измельчается на дробилке 14. Подготовленное белковое и минеральное сырье, а также премиксы подаются в наддозаторные бункера 15, откуда питателями 16 подаются на весовые дозаторы 17 и далее в смеситель 18 узла дозирования и смешивания белково-минерального сырья, где происходит смешивание компонентов до образования однородной смеси белково-минерального сырья. Готовая смесь белково-минерального сырья направляется в наддозаторные бункера 19 основного узла дозирования и смешивания компонентов комбикорма.

Подготовленные компоненты комбикорма: зерновые хлопья, жмыхи, шроты, гранулированное сырья, смесь белково-минерального сырья из наддозаторных бункеров 19 питателями 20 подаются на многокомпонентный весовой дозатор 21, где поочередно взвешиваются в соответствии с рецептом комбикорма и подаются в смеситель 22, где происходит смешивание до образования комбикорма, который поступает в бункер готовой продукции 23.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- повысить качество и кормовую ценность зерна злаковых и бобовых культур;

- обеспечить микробиологическую безопасность и улучшение усвояемости комбикорма;

- снизить удельный расход электроэнергии на измельчение зерна при производстве комбикормов;

- расширить ассортимент вырабатываемых комбикормов;

- увеличить продуктивность сельскохозяйственных животных на 13-15% за счет применение комбикормов из зерновых хлопьев в рационах молодняка крупного рогатого скота и свиней.