Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУСВОЯЕМЫХ КОМБИКОРМОВ С ЗАЩИЩЕННЫМ БЕЛКОМ И ВИТАМИННО-АМИНОКИСЛОТНО-ЭНЗИМНЫМ КОМПЛЕКСОМ ДЛЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, в частности к линиям для производства комбикормов для крупного рогатого скота и может быть использовано при производстве высокоэффективных комбикормов нового поколения.

Известен способ двухстадийного дозирования и смешивания компонентов комбикормов [Пат. 2075300 Российская Федерация, МПК A23N 17/00. Способ двухстадийного дозирования и смешивания компонентов комбикормов / Е.М. Клычев, С.Г. Карташов, А.А. Перов. Заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства. - №9494023573; заявл. 22.06.1994], включающий двухстадийное дозирование отдельных групп компонентов и последующее их смешивание в смесителе, отличающийся тем, что дозирование компонентов осуществляют на одном передвижном дозаторе с рабочей емкостью меньшей, чем рабочая емкость смесителя, причем требуемую дозу каждого компонента определяют по рабочей емкости смесителя путем деления ее на целое число навесок, не превышающих по массе рабочей емкости дозатора, при этом навеску каждого компонента сбрасывают после набора.

Недостатками известного способа являются: низкая питательность производимых комбикормов для различных видов сельскохозяйственных животных вследствие отсутствия термобарометрической обработки зерновых компонентов комбикормов, невысокая усвояемость комбикормов из-за отсутствия защищенного белка и научно-обоснованного ввода мультиферментных комплексов, что ведет к увеличению расходов и снижению рентабельности выпускаемой продукции животноводческих хозяйств.

Технической задачей изобретения является реализация предлагаемой комбинации технологических операций при рациональных режимах для переработки исходных компонентов, входящих в состав комбикормов для крупного рогатого скота с научно-обоснованным содержанием защищенного белка и витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса, повышение усвояемости производимых комбикормов, достигаемого за счет экструзионной обработки белково-углеводного комплекса, нанесения витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса на поверхность экструдированных гранул, что позволит повысить привесы крупного рогатого скота, уменьшить себестоимость производимой продукции за счет снижения стоимости комбикормов.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в комплексной технологической линии для производства комбикормов для крупного рогатого скота, характеризующейся тем, что она содержит два участка, один из которых предназначен для производства гранулированных комбикормов с защищенным белком, а второй - для приготовления травяных гранул, причем первый участок содержит производственные бункеры с дозаторами, шнековый питатель, просеиватель, магнитную колонку, шнековый транспортер, надсмесительный бункер, порционные тензовесы, смеситель периодического действия, нории, подсмесительный бункер, дробилку, кондиционер-пропариватель с эжекторными соплами, расположенными по всей длине, экструдер и сушилку-охладитель для экструдированных гранул, а второй участок - загрузочный бункер, загрузочный транспортер, барабанную сушилку, теплогенератор, циклоны, молотковую дробилку, пресс-гранулятор и колонку охлаждения для травяных гранул, причем линия дополнительно снабжена вакуумным смесителем с форсунками для нанесения жидких компонентов на поверхность гранул, полученных на первом и втором участках.

На фиг. 1 приведено объемное изображение комплексной технологической линии для производства комбикормов для крупного рогатого скота.

Комплексная технологическая линия для производства комбикормов для крупного рогатого скота (фиг. 1) включает следующее оборудование: производственные бункеры 1 для хранения исходных компонентов (зерновые и зернобобовые культуры, шрота, и т.д.), дозаторы 2, шнековый питатель 3, просеиватель 4, магнитную колонку 5, шнековый питатель 6, надсмесительный бункер 7, смеситель периодического действия 8, нория 9, порционные тензовесы 10, установку ввода жидких компонентов 11, просеиватель 12, дробилка 13, кондиционер-пропариватель 14, экструдер 15, охладитель 16, экструдер 15, сушилка-охладитель 16, вакуумный смеситель 17 с форсунками, ленточный транспортер 18, пресс-гранулятор 19, циклон 20, молотковую дробилку 21, циклон 22, барабанную сушилку 23, транспортер загрузочный 24, теплогенератор 25, загрузочный бункер 26 для травы, подсмесительный бункер 28, колонку охлаждения 27, бункер готовой продукции 29.

Проблема разработки высокоусвояемых комбикормов с защищенным белком для крупного рогатого скота (КРС) обусловлена спецификой желудочного тракта коров и особенностями усвоения белка. Так в частности, весь объем рациона попадает в первый из 4-х участков преджелудков - рубец. Часть распадается в преджелудках коровы до азота (распадаемый протеин), а часть протеина доходит до тонкого кишечника и под действием энзимов расщепляется до пептидов и далее, до аминокислот (протеин, избежавший распада в рубце, - это нераспадаемый протеин (НРП). Избыточный азот, попадая в кровь, становится аммиаком, который, закисляя кровь, ведет к заболеваниям. Вводя в рацион повышенные нормы белковых добавок без учета распадаемости белка, резко увеличивается количество образующегося азота N и аммония NH₄, которые способны превращаться в аммиак NH₃. Микрофлора рубца не успевает его весь перерабатывать. Свободный аммиак NH₃ (это яд) всасывается в кровь и поражает в первую очередь печень и плод. Корова резко теряет упитанность и выбывает после первой-второй лактации, возникают проблемы с воспроизводством. Кроме того, аммиак способен распадаться до аммидов NH₂, которые связываются с солями и образуют очень ядовитые продукты распада (кадаверин, путресцин, гистамин, триптамин и др.). При концентрации свыше 90% большая часть аммиака всасывается в кровь и далее в печень, вызывая заболевания последней. В результате заболевшая корова выбраковывается уже через 1-1,5 года.

Повысить продуктивность и сохранить здоровье крупного рогатого скота (КРС) можно, только увеличив в сыром протеине долю защищенного протеина. Защищенный белок - это белок, устойчивый к воздействию ферментов микрофлоры и неспособный к распаду на составляющие - аммиак и углеродную цепочку.

Для высокопродуктивных коров защищенный белок должен составлять 45%, легко расщепляемые протеины - не более 15%, кислотно-детергентный протеин - не более 5% и микробный - 35%.

Применение «защищенных» белков в рационах высокоудойных коров позволила их молочная продуктивность увеличилась на 18%, содержание белка в молоке - на 12%, а продолжительность их использования возросла с 1,5-2-х до 4-5 лактаций [Афанасьев В.А., Остриков А.Н., Василенко В.Н., Фролова Л.Н., Сизиков К.А. Разработка стартерных комбикормов для крупного рогатого скота // Кормопроизводство. - 2020. - №2. - С. 39-42].

Для получения защищенного белка смесь белка и редуцирующих Сахаров нагревают при температуре, уровне рН, чтобы спровоцировать начало реакции Майяра, но не ее развитие. При этом белок меняется и блокирует прикрепление микробных ферментов рубца, тем самым предотвращая расщепление. Связь сильна и остается неизменной, во время нахождения в среде рубца. При попадании в кислую среду сычуга, где уровень рН от 2 до 3, а не от 6 до 6,5 как в рубце, белок денатурирует, и начинает раскручиваться, позволяя ферментам коровы попасть внутрь и разрушить его на составляющие аминокислоты, которые затем усваиваются и используются для синтеза молока. Баротермомеханическая обработка исходных компонентов в экструдере 15 позволяет поучить комбикорма с защищенным белком.

Предлагаемая комплексная технологическая линия для производства комбикормов для крупного рогатого скота работает следующим образом (фиг. 1).

Вначале рассмотрим работу участка производства комбикормов с защищенным белком для крупного рогатого скота. Исходные компоненты (зерновые и зернобобовые культуры, рапсовой, подсолнечный, соевый шрот и т.п.) из производственных бункеров 1 с помощью дозаторов 2 и шнекового питателя 3 подаются в просеиватель 4, где очищаются от примесей. Затем компоненты очищаются от ферропримесей на магнитной колонке 5 и шнековым транспортером 6 направляются в надсмесительный бункер 7, из которого подаются на порционные тензовесы 10.

Далее компоненты отвешиваются определенными пропорциями на тензовесах 10 и подаются в смеситель периодического действия 8. Использование оригинальной конструкции рабочих органов смесителя 8 позволяет осуществлять перемешивание в квазиневесомом состоянии и добиться высокой однородности получаемой смеси (коэффициент вариации составляет 0,04).

После смешивания полученная смесь с помощью нории 9 загружается в подсмесительный бункер 28, затем проходит через просеиватель 12, откуда крупная фракция отправляется на дробилку 13, а мелкая - непосредственно в кондиционер-пропариватель 14.

После дробилки 13 измельченная смесь подается в кондиционер-пропариватель 14, в который одновременно подается острый пар. В кондиционере-пропаривателе 14 под воздействием пара рассыпной комбикорм предварительно подогревается и увлажняется для последующей передачи на баротермическую обработку в экструдере 15. Непосредственный ввод измельченных компонентов и подача пара в кондиционер-пропариватель 14 осуществляется через коллектор с эжекторными соплами, расположенными вдоль всей длины кондиционера-пропаривателя 14, что позволяет вести обработку рассыпного комбикорма в кондиционере-пропаривателе 14 равномерно по всей его массе. Пропаривание ведется в следующем режиме: давление пара - 0,35-0,45 МПа; расход пара - 110-135 кг; температура пропаренной смеси - 87-100°С; влажность пропаренной смеси - 20-21%. После кондиционирования рассыпной комбикорм в виде пропаренной смеси направляется в экструдер 15.

Баротермическая обработка (экструдирование) рассыпного комбикорма в экструдере 15 осуществляется при следующих параметрах: температура продукта на выходе из экструдера - 135-145°С; давление в установке - до 6,5 МПа; время обработки - 4-5 с. При этом происходят глубокие деструктивные изменения в питательных веществах. Так, крахмал расщепляется до декстринов и Сахаров, протеины подвергаются денатурации. Получаемый экструдат должен иметь степень декстринизации крахмала не менее 55%, иметь коэффициент вспученности не менее 4, а степень кристаллизации (набухания) - не менее 35%.

Использование в кормлении экструдированных кормов позволяет:

- увеличить усвояемость кормов на 20-40%, так как при экструзии белки и крахмалы переходят в более доступную для организма животных форму, разрушить в зернобобовых активные антипитательные вещества, что повышает обменную энергию корма;

- снизить количество гликозидов, высокая концентрация которых может вызвать отравление животных;

- минимизировать негативное воздействие на качество белка и аминокислот за счет кратковременного воздействия высокой температуры.

Экструдированные гранулы подаются в сушилку-охладитель 16, где охлаждаются до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более, чем на 10°С.

Охлажденные гранулы направляются затем в вакуумный смеситель 17 с форсунками. Одновременно в него подается витаминно-аминокислотно-энзимный комплекс из установки 11 ввода жидких компонентов, конструкции которой обеспечивает стабильную и равномерную подачу жидких компонентов с минимальными энергозатратами. Ввод витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса в смеситель 17 осуществляется через коллектор с форсунками, расположенными вдоль всей длины его рабочей камеры, что позволяет обеспечить равномерное распределение жидких компонентов по поверхности экструдированных гранул. Для лучшего формирования нанесенного на поверхность экструдированных гранул витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса в вакуумном смесителе 17 может поддерживаться пониженное давление 0,02-0,04 МПа.

Установка 11 включает в себя насос с приводом, комплекс измерительной и регулирующей аппаратуры и приборов, трубопроводную арматуру, позволяющие оператору с пульта управления задавать определенный расход жира, контролировать и, при необходимости, корректировать его.

Одновременно в смеситель 17 загружаются травяные гранулы, которые производятся на участке приготовления травяных гранул, который работает следующим образом.

Исходное сырье (трава, силос, люцерна, клевер и т.п.) и загрузочного бункера 26 с помощью загрузочного транспортера 24 подается в барабанную сушилку 23, в которую одновременно подается из теплогенератора 25 сушильный агент (смесь воздуха и топочных газов). Смесь высушенной травы и отработанного сушильного агента подается в циклон 22, в котором отработанный теплоноситель выходит через верхний патрубок в атмосферу, а высушенная трава направляется в молотковую дробилку 21. Измельченная трава из дробилки 21 выбрасывается в циклон 20, где отделяется воздух, продукт попадает в пресс-гранулятор 19. Сформированные травяные гранулы, которые имеют относительно высокую температуру (до 70°С), охлаждаются до температуры 30-35°С в колонке охлаждения 27.

Охлажденные травяные гранулы подаются в смеситель вакуумный 17, в котором смешиваясь с другими компонентами, образуют высокоусвояемый комбикорм. Полученный высокоусвояемый комбикорм с защищенным белком и витаминно-аминокислотно-энзимным комплексом для крупного рогатого скота направляется в бункер 29 готовой продукции для дальнейшей реализации.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- реализовать предлагаемую комбинацию технологических операций при рациональных режимах для переработки исходных компонентов, входящих в состав комбикормов для крупного рогатого скота с научно-обоснованным содержанием защищенного белка и витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса;

- создавать высокоусвояемые комбикорма с научно-обоснованным содержанием защищенного белка и витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса для крупного рогатого скота;

- повысить надои молока на 18-40%, увеличить среднесуточные привесы на 15-20%, снизить потребление корма на 8-12% и одновременно повысить его усвоение на 20-40% за счет доступности действию пищеварительных ферментов;

- повысить усвояемость производимых комбикормов за счет экструзионной обработки белково-углеводного комплекса, нанесения витаминно-аминокислотно-энзимного комплекса на поверхность экструдированных гранул.