Библиотека
Экструдированные комбикорма на основе люцерновой резки
Б.В. Егоров, д. т. н., проф., акад., зав. каф. Технологии комбикормов,
В.В Гончаренко., к.т.н., доц. кафедры Технологии комбикормов,
Н.В. Хоренжий, ассистент кафедры Технологии комбикормов,
Одесская национальная академия пищевых технологий
Секрет рентабельности комбикормовой промышленности прост и заключается в выработке такой продукции, которая сочетала бы в себе одновременно низкую цену и гарантированно высокое продуктивное действие. Однако на практике производители в борьбе за рынок сбыта, как правило, делают акцент на одной из этих составляющих. Одни вырабатывают продукцию на основе малоценного, но недорогостоящего сырья в ущерб питательности. Другие же, наоборот, используют дорогостоящие кормовые средства и применяют приемы, которые в полном объеме раскрывают их питательность, но и, тем самым, удорожают продукцию.
Одним из наиболее эффективных и часто применяемых технологических приемов является тепловая обработка. Известны следующие методы тепловой обработки (ТО): микронизация, обработка инфракрасными волнами, тостирование, гранулирование, экструдирование и экспандирование и т.д. Гранулирование в последние годы утратило свою важную роль в структуре технологического процесса производства комбикормов и ныне применяется преимущественно с целью формования продукции и ликвидации явления самосортирования. Экспандирование и экструдирование – на сегодняшний день наиболее эффективные способы ТО, которые используют как в комплексе с гранулированием, так и самостоятельно. Однако экструдирование является более доступным. Различают три вида экструдирования:
- «холодное», в ходе которого происходят механические изменения вследствие медленного перемещения материала для придания формы готовой продукции,
- «горячее» при высоком давлении – не присуще комбикормовой промышленности,
- «горячее» при низком давлении. При этом способе сухие компоненты комбикорма увлажняют водой или пропаривают и подают в экструдер, где кроме механических деформаций происходит и ТО.
Благодаря деформациям, которым подвергается материал, в экструдере происходит, корме основных процессов, дополнительно смешивание и измельчение.
Экструдирование – это сложный процесс, преимущества которого недореализованы на практике, а его возможности не полностью изучены. Кроме того, его использование может коренным образом изменить технологию приготовления комбикормов. Поскольку в процессе экструзии продукт может терять влажность до 50% от первоначальной, это позволяет рассматривать возможность включения в состав комбикорма компонентов с высоким содержанием влаги, например, недорогих и высокопитательных кормовых трав. Непосредственное использование подобных кормовых средств без их предварительной обработки не присуще комбикормовой промышленности из-за небольшого срока хранения, низкой технологичности. Известный способ переработки кормовых трав – производство травяной муки – на сегодняшний день является убыточным вследствие чрезвычайно высоких затрат на сушку.
Цель исследования заключалась в изучении возможности производства комбикормовой продукции на основе кормовых трав с применением процесса экструдирования. Объектом исследования служили люцерна синегибридная с начальной влажностью 65-70 %, измельченная до размера частиц не более 10 мм, рецепты комбикормов, рассыпные и экструдированные комбикорма с ее включением.
Среди кормовых трав выбрана люцерна, так как в общей структуре посевных площадей Украины, предназначенных для кормовых трав, преобладает именно эта культура. Кроме того, она имеет большую кормовую ценность из-за высокого содержания белка, β-каротина и т.д.
Предварительные опыты, проведенные в ОНАПТ на кафедре Технологии комбикормов, подтвердили возможность включения резки кормовых трав в состав комбикормов с их последующей обработкой.
На первоначальном этапе исследования разработаны рецепты комбикормов для крупного рогатого скота (КРС) с включением люцерны. Выбор пал на КРС, поскольку традиционно в комбикорма для этих животных включалось большое количество люцерновой травяной муки.
Границы ввода травяной резки в рецепте обусловлены зоотехническими требованиями к содержанию травяной муки в комбикормах для КРС 3 – 10 %, что соответствует включению люцерны в количестве 10 – 30 %.
Для определения технологических свойств комбикормов изготовлены образцы рассыпного комбикорма указанного состава. Результаты исследований показали, что все образцы имеют неудовлетворительные показатели качества: низкую сыпучесть, большой угол естественного откоса и, что немаловажно, слишком высокую влажность. Ясно, что подобная готовая продукция будет иметь очень малый срок хранения.
Для ликвидации этого недостатка было применено экструдирование, которое осуществляли на производственном пресс-экструдере марки Е – 150, изготовленном АО «Черкассыэлеватормаш» (Украина). Для обеспечения нормальной работы оборудования влажность образцов задавали в границах 16 – 26 %, что достигали за счет введения сырой люцерновой резки в известном количестве. Несмотря на это, образец № 3 даже после экструдирования имеет повышенную влажность и требует дополнительных затрат на сушку. Поэтому целесообразно включать в комбикорм травяную резку в количестве 10 – 20 %. Последующие исследования проводились с комбикормами именно этого состава.
Поскольку все сыпучие кормовые средства резко отличаются по физико-механическим свойствам и влажности от травяной резки, возникает проблема однородности распределения компонентов комбикорма по экструдату. В качестве индикатора выбран компонент, содержание которого в комбикорме наименьшее, то есть соль кухонную. Значения коэффициента вариации по этому компоненту будет свидетельствовать о неоднородности распределения сыпучих компонентов. Поскольку в состав комбикорма входит и травяная резка, необходимо также установить и ее распределение по массе экструдата. С этой цель определялось распределение β-каротина, содержание которого в резке наибольшее.
Согласно результатам проведенных исследований, распределение травяной резки по экструдату несколько хуже, чем сыпучих компонентов. О чем свидетельствуют большие интервалы колебания значения коэффициента вариации β-каротина. Следует отметить, что при включении травяной резки в количестве 10 – 15 % однородность распределения компонентов значительно выше, чем при 20 %.
Комбикорм с включением травяной резки в количестве 10 – 20 % не требует сушки или гранулирования, характерных для производства травяной муки. А именно эти процессы приводят к снижению содержания β-каротина. Установлено, что его потери при экструдировании комбикормов указанного состава не превышают 7-10%, тогда как при производстве травяной муки потери могут составлять от 5 до 50% от первоначального содержания.
В основу совершенствованной технологии производства комбикормовой продукции для КРС с включением сырой травяной резки, заложена порционная технология. Отличия предлагаемой технологии от традиционной заключаются в следующем.
На линии подготовки зернового сырья исключен процесс измельчения, который реализуется в процессе экструдирования. О преимуществах этого мероприятия свидетельствуют, во-первых, визуальный осмотр, который не выявил в экструдате целых зерен или их половинок, во-вторых, - результаты химических анализов. Установлено, что в экструдированном продукте количество декстринов увеличилось по сравнению с рассыпным на 30 %, а степень клейстеризации крахмала – в среднем на 50 %.
Предусмотрена линия подготовки травяной резки. Поступающую травяную резку с размером частиц 25 – 30 мм подвергают доизмельчению посредством измельчителя зеленых кормов таким образом, чтобы крупность частиц не превышала 10 мм, а также очистке от металломагнитных примесей. Далее продукт дозируют в бункере, оснащенном тензодатчиками и направляют в смеситель, в котором осуществляется перераспределение люцерновой резки по порции предварительной смеси сыпучих компонентов.
Тепловая обработка, которой подвергается продукт в процессе экструдирования, способствует удалению влаги из него, что позволяет эффективно перерабатывать в составе комбикормовой продукции кормовые травы без их предварительного или последующего подсушивания. Готовая продукция, полученная в соответствие с усовершенствованной технологией, имеет удовлетворительные показатели качества и отличается повышенным содержанием β-каротина.
Усовершенствованная технология производства комбикормовой продукции для КРС с включением сырой травяной резки, не смотря на использование экструдера, является энергосберегающей по сравнению с традиционной технологией получения травяной муки и производства комбикормов с ее включением. Сравнительный анализ показал, что экономия составляет около 18 кВт ч/т. Кроме того, внесение в комбикорм трав с повышенным содержанием естественной влаги помогает избежать дополнительных затрат на его увлажнение перед экструдированием.
Авторам хотелось бы отметить, что представленный прием экструдирования сыпучих кормовых средств в сочетании с высоковлажными кормовыми травами не ограничивается только комбикормами для КРС, а применим также для моногастричных животных и птиц, то есть является универсальным. Максимальное количество травяной резки, включаемой в такие комбикорма – не должно превышать 15%, так как существуют ограничения по содержанию клетчатки в готовой продукции.
Кроме того принципиальная технологическая схема производства комбикормовой продукции с включением сырой травяной резки в последнем случае претерпевает некоторые изменения, по сравнению с предыдущей. Главное отличие состоит в том, что экструдированию подвергается не весь комбикорм, а зерновая смесь с травяной резкой, далее экструдат измельчается и направляется на главную линию дозирования и смешивания. При необходимости рассыпной комбикорм подвергается гранулированию.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что предложенные мероприятия по усовершенствованию известных традиционных технологий производства комбикормовой продукции с целью ее удешевления и повышения качества являются целесообразными. Реализация же на практике не потребует особых коренных изменений в существующих схемах технологического процесса, а значит – и дополнительных капитальных вложений на приобретение нового оборудования. То есть эти мероприятия доступны как заводам с большой производственной мощностью, так и небольшим комбикормовым заводам и кормоцехам.
Подпись: Травяная резка
В.В Гончаренко., к.т.н., доц. кафедры Технологии комбикормов,
Н.В. Хоренжий, ассистент кафедры Технологии комбикормов,
Одесская национальная академия пищевых технологий
Секрет рентабельности комбикормовой промышленности прост и заключается в выработке такой продукции, которая сочетала бы в себе одновременно низкую цену и гарантированно высокое продуктивное действие. Однако на практике производители в борьбе за рынок сбыта, как правило, делают акцент на одной из этих составляющих. Одни вырабатывают продукцию на основе малоценного, но недорогостоящего сырья в ущерб питательности. Другие же, наоборот, используют дорогостоящие кормовые средства и применяют приемы, которые в полном объеме раскрывают их питательность, но и, тем самым, удорожают продукцию.
Одним из наиболее эффективных и часто применяемых технологических приемов является тепловая обработка. Известны следующие методы тепловой обработки (ТО): микронизация, обработка инфракрасными волнами, тостирование, гранулирование, экструдирование и экспандирование и т.д. Гранулирование в последние годы утратило свою важную роль в структуре технологического процесса производства комбикормов и ныне применяется преимущественно с целью формования продукции и ликвидации явления самосортирования. Экспандирование и экструдирование – на сегодняшний день наиболее эффективные способы ТО, которые используют как в комплексе с гранулированием, так и самостоятельно. Однако экструдирование является более доступным. Различают три вида экструдирования:
- «холодное», в ходе которого происходят механические изменения вследствие медленного перемещения материала для придания формы готовой продукции,
- «горячее» при высоком давлении – не присуще комбикормовой промышленности,
- «горячее» при низком давлении. При этом способе сухие компоненты комбикорма увлажняют водой или пропаривают и подают в экструдер, где кроме механических деформаций происходит и ТО.
Благодаря деформациям, которым подвергается материал, в экструдере происходит, корме основных процессов, дополнительно смешивание и измельчение.
Экструдирование – это сложный процесс, преимущества которого недореализованы на практике, а его возможности не полностью изучены. Кроме того, его использование может коренным образом изменить технологию приготовления комбикормов. Поскольку в процессе экструзии продукт может терять влажность до 50% от первоначальной, это позволяет рассматривать возможность включения в состав комбикорма компонентов с высоким содержанием влаги, например, недорогих и высокопитательных кормовых трав. Непосредственное использование подобных кормовых средств без их предварительной обработки не присуще комбикормовой промышленности из-за небольшого срока хранения, низкой технологичности. Известный способ переработки кормовых трав – производство травяной муки – на сегодняшний день является убыточным вследствие чрезвычайно высоких затрат на сушку.
Цель исследования заключалась в изучении возможности производства комбикормовой продукции на основе кормовых трав с применением процесса экструдирования. Объектом исследования служили люцерна синегибридная с начальной влажностью 65-70 %, измельченная до размера частиц не более 10 мм, рецепты комбикормов, рассыпные и экструдированные комбикорма с ее включением.
Среди кормовых трав выбрана люцерна, так как в общей структуре посевных площадей Украины, предназначенных для кормовых трав, преобладает именно эта культура. Кроме того, она имеет большую кормовую ценность из-за высокого содержания белка, β-каротина и т.д.
Предварительные опыты, проведенные в ОНАПТ на кафедре Технологии комбикормов, подтвердили возможность включения резки кормовых трав в состав комбикормов с их последующей обработкой.
На первоначальном этапе исследования разработаны рецепты комбикормов для крупного рогатого скота (КРС) с включением люцерны. Выбор пал на КРС, поскольку традиционно в комбикорма для этих животных включалось большое количество люцерновой травяной муки.
Границы ввода травяной резки в рецепте обусловлены зоотехническими требованиями к содержанию травяной муки в комбикормах для КРС 3 – 10 %, что соответствует включению люцерны в количестве 10 – 30 %.
Для определения технологических свойств комбикормов изготовлены образцы рассыпного комбикорма указанного состава. Результаты исследований показали, что все образцы имеют неудовлетворительные показатели качества: низкую сыпучесть, большой угол естественного откоса и, что немаловажно, слишком высокую влажность. Ясно, что подобная готовая продукция будет иметь очень малый срок хранения.
Для ликвидации этого недостатка было применено экструдирование, которое осуществляли на производственном пресс-экструдере марки Е – 150, изготовленном АО «Черкассыэлеватормаш» (Украина). Для обеспечения нормальной работы оборудования влажность образцов задавали в границах 16 – 26 %, что достигали за счет введения сырой люцерновой резки в известном количестве. Несмотря на это, образец № 3 даже после экструдирования имеет повышенную влажность и требует дополнительных затрат на сушку. Поэтому целесообразно включать в комбикорм травяную резку в количестве 10 – 20 %. Последующие исследования проводились с комбикормами именно этого состава.
Поскольку все сыпучие кормовые средства резко отличаются по физико-механическим свойствам и влажности от травяной резки, возникает проблема однородности распределения компонентов комбикорма по экструдату. В качестве индикатора выбран компонент, содержание которого в комбикорме наименьшее, то есть соль кухонную. Значения коэффициента вариации по этому компоненту будет свидетельствовать о неоднородности распределения сыпучих компонентов. Поскольку в состав комбикорма входит и травяная резка, необходимо также установить и ее распределение по массе экструдата. С этой цель определялось распределение β-каротина, содержание которого в резке наибольшее.
Согласно результатам проведенных исследований, распределение травяной резки по экструдату несколько хуже, чем сыпучих компонентов. О чем свидетельствуют большие интервалы колебания значения коэффициента вариации β-каротина. Следует отметить, что при включении травяной резки в количестве 10 – 15 % однородность распределения компонентов значительно выше, чем при 20 %.
Комбикорм с включением травяной резки в количестве 10 – 20 % не требует сушки или гранулирования, характерных для производства травяной муки. А именно эти процессы приводят к снижению содержания β-каротина. Установлено, что его потери при экструдировании комбикормов указанного состава не превышают 7-10%, тогда как при производстве травяной муки потери могут составлять от 5 до 50% от первоначального содержания.
В основу совершенствованной технологии производства комбикормовой продукции для КРС с включением сырой травяной резки, заложена порционная технология. Отличия предлагаемой технологии от традиционной заключаются в следующем.
На линии подготовки зернового сырья исключен процесс измельчения, который реализуется в процессе экструдирования. О преимуществах этого мероприятия свидетельствуют, во-первых, визуальный осмотр, который не выявил в экструдате целых зерен или их половинок, во-вторых, - результаты химических анализов. Установлено, что в экструдированном продукте количество декстринов увеличилось по сравнению с рассыпным на 30 %, а степень клейстеризации крахмала – в среднем на 50 %.
Предусмотрена линия подготовки травяной резки. Поступающую травяную резку с размером частиц 25 – 30 мм подвергают доизмельчению посредством измельчителя зеленых кормов таким образом, чтобы крупность частиц не превышала 10 мм, а также очистке от металломагнитных примесей. Далее продукт дозируют в бункере, оснащенном тензодатчиками и направляют в смеситель, в котором осуществляется перераспределение люцерновой резки по порции предварительной смеси сыпучих компонентов.
Тепловая обработка, которой подвергается продукт в процессе экструдирования, способствует удалению влаги из него, что позволяет эффективно перерабатывать в составе комбикормовой продукции кормовые травы без их предварительного или последующего подсушивания. Готовая продукция, полученная в соответствие с усовершенствованной технологией, имеет удовлетворительные показатели качества и отличается повышенным содержанием β-каротина.
Усовершенствованная технология производства комбикормовой продукции для КРС с включением сырой травяной резки, не смотря на использование экструдера, является энергосберегающей по сравнению с традиционной технологией получения травяной муки и производства комбикормов с ее включением. Сравнительный анализ показал, что экономия составляет около 18 кВт ч/т. Кроме того, внесение в комбикорм трав с повышенным содержанием естественной влаги помогает избежать дополнительных затрат на его увлажнение перед экструдированием.
Авторам хотелось бы отметить, что представленный прием экструдирования сыпучих кормовых средств в сочетании с высоковлажными кормовыми травами не ограничивается только комбикормами для КРС, а применим также для моногастричных животных и птиц, то есть является универсальным. Максимальное количество травяной резки, включаемой в такие комбикорма – не должно превышать 15%, так как существуют ограничения по содержанию клетчатки в готовой продукции.
Кроме того принципиальная технологическая схема производства комбикормовой продукции с включением сырой травяной резки в последнем случае претерпевает некоторые изменения, по сравнению с предыдущей. Главное отличие состоит в том, что экструдированию подвергается не весь комбикорм, а зерновая смесь с травяной резкой, далее экструдат измельчается и направляется на главную линию дозирования и смешивания. При необходимости рассыпной комбикорм подвергается гранулированию.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что предложенные мероприятия по усовершенствованию известных традиционных технологий производства комбикормовой продукции с целью ее удешевления и повышения качества являются целесообразными. Реализация же на практике не потребует особых коренных изменений в существующих схемах технологического процесса, а значит – и дополнительных капитальных вложений на приобретение нового оборудования. То есть эти мероприятия доступны как заводам с большой производственной мощностью, так и небольшим комбикормовым заводам и кормоцехам.
Подпись: Травяная резка
