ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ  ГРУБЫХ КОРМОВ И ДОБАВОК  

 

Сельское хозяйство /4.Технологии хранения и переработки

 сельско­хо­зяйственной продукции.

 

Кишкилев С.В., к.т.н. Антимонов С.В., д.т.н. Коротков В.Г.,

к.т.н Попов В.П., к.т.н Ганин Е.В.

 

Оренбургский государственный университет, Россия

 

 В настоящее время в странах Западной Европы в комбикормах доля зернового сырья составляет около 15 %, остальное заменяется (derivates жом, стебли кукурузы и т.д.) отходами производства, различным растительным сырьем. С этой целью на кафедре МАХПП ОГУ производится исследования по разработке технологии производства кормовых добавок из отходов растительного происхождения с высоким содержанием клетчатки и лигнина, в качестве основного оборудования используется  экструдер [1].

Установлено, что при прессовании в особенности грубого корма нарушаются химические связи, как между отдельными элементами клетчатки, так и между клетчаткой и другими, так называемыми инертными компонентами, что приводит к образованию низкомолекулярных углеводов. В результате количество сырой и кислоторастворимой клетчатки и лигнина в кормах  уменьшается в 1,2-1,3 раза. Степень биохимических изменений клетчатки и лигнина зависит также от характера механического воздействия.

 Так, количество сырой клетчатки снижается особенно заметно при уменьшении диаметра канала матрицы, что, вероятно, связано с более жестким механическим воздействием на продукт. Исследования показали, что также повышается содержание обменной энергии. Это особенно заметно в кормах с большим содержанием клетчатки. В этом случае «освобождение» и распад целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина наиболее значительны. Энергия животных расходуется на пережевывание и продвижение грубого корма по кишечнику. Большое количество ее микрофлора расходует на расщепление сложных макромолекул и на разрушение связей между ними и инкрустирующими веществами. Поэтому максимальные потери тепла во время пищеварения происходят у жвачных животных при кормлении их грубым кормом. Вследствие механического воздействия на корм при прессовании, когда часть связей между цепями биополимеров и в самих цепях нарушается, влияние микрофлоры сильно облегчается [2].

Цель исследований состояла в совершенствовании разработанной на кафедре технологии по производству кормов и добавок из отходов крупяного и масличного производства за счет оптимизации основных операций: двухстадийного измельчения, экструдирования и применения предварительной заморозки исходного сырья. С целью установления температурных пределов охлаждения и влияния температуры на технологические качества зернового сырья был проведен анализ литературы, посвященной этому вопросу, который показал, что сопротивляемость растительного сырья измельчению с понижением температур уменьшается. Установлено, что если температура зерна отрицательна (-10 0С и ниже), то свободная и связанная влага, всегда находящаяся в порах, капиллярах и межклеточных пространствах зерна, превращаясь в лед и расширяясь, расшатывает структуру зерна и ослабляет связи между его составными частями,  в результате этого сопротивляемость зерна измельчению снижается [3].

В общем виде схема состоит из следующих операций: исходное сырье  предварительно измельчается на одном из видов измельчителей. В исследования проводился подбор оптимального типа измельчающего устройства, для предложенной технологии. Устройство выбирали из трех видов наиболее типичных измельчителей: роторной, молотковой дробилки и вальцевого станка.

 В качестве исходного сырья использовались смеси: 20% отрубей +80 лузга гречишная; 20% отруби+80% лузга подсолнечная; 60% отруби+20% лузга гречишная+20% лузга подсолнечная.

Исходные смеси обрабатывалась 3,4 и 5% раствором NaOH  или Na2CO3 и влажностью 18,20 и 22 %.

Далее смесь помещали в холодильную камеру при температуре –200С (необходимо отметить, что ранее нами проводились исследования при температуре -100 и -1300С заморозка жидким азотом). Температура в -20 0С наиболее близка к тем технологическим режимам, которые были приведены в научных работах, посвященных этому вопросу [3].

Подготовленные таким образом образцы вторично измельчили на: роторной дробилке; молотковой дробилке; вальцовом станке, а затем экструдировали. Экструдирование проводили на одношнековом пресс-экстрударе ПЭШ-30/4 при следующих частотах вращения шнека: 60, 80, 105 и 120 об/мин.

При проведении исследования отбиралась навеска полученного экструдата за определенное время для измерения производительности, одновременно замерялась мощность для определения энергоемкости процесса экструдирования.

На основании полученных результатов построены зависимости изменения производительности Q и удельной  энергоемкости Э (при различных скоростях вращения шнека пресс-экструдера), в зависимости от типа устройства, на котором измельчалось исходное сырье (рисунок 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок - 1  Оптимизированная схема производства экструдированных грубых кормов и добавок

 

 

бункер 1, молотковая дробилка 2, роторная дробилка 3, установка для шоковой заморозки 4, смеситель 5, бункера с жидким компонентами 6, форсунки 7, ленточный транспортер 8, мешалка 9, экструдер 10, сушилка 11.   

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.     Антимонов С.В., Сагитов Р.Ф., Соловых С.Ю. Технология экструдирования гречишной (подсолнечной) лузги в смеси с отрубями//Известия вузов. Пищевая технология, № 2-3, 2008г, с. 61-63.

2.     Вайстих Г.Я., Дарманьян П.М. Гранулирование кормов//М., «Колос», 1978г, с 30-34.

3.     Наумов, И.А. Совершенствование кондиционирования и измельчения пшеницы и ржи [Текст] / И.А. Наумов – М.: Издательство «Колос», 1975г. – 175 с.